يمكن لمزارعي الفضاء في المستقبل زراعة الفطريات والذباب والخضر الصغيرة

قبل بضعة أسابيع ، وصلت إلى Brooklyn Navy Yard في مدينة نيويورك جائعًا ومستعدًا لتجربة طهي فريدة من نوعها. وكان المتأهلون للتصفيات النهائية هم ناسا ووكالة الفضاء الكندية تحدي الغذاء في الفضاء السحيق جاء رواد فضاء المستقبل من جميع أنحاء الكوكب لإثبات كيف يمكنهم زراعة طعامهم. لقد سقطت على فنجان صغير من موس الشوكولاتة مغطى بتوت العليق.

دعاية

وقالت كورونا رافال ، كبيرة مسؤولي التسويق: “التحدي في الفضاء هو: لا يمكنك أن تأخذ معك بقرة أو دجاجة”. شرير الطبيعة—شركة مقرها شيكاغو تعمل على تطوير البروتينات القائمة على الميكروبات ولديها فريق وصل إلى المرحلة النهائية في المنافسة — أكلت موسًا مصنوعًا من الفطريات المجهرية. (توت العليق مجرد توت بري.) كنت أتوقع نكهة مسحوق بروتين لطيف ومحبب ، لكنها كانت سلسة وغنية. غير راضٍ ، انتقلت إلى “كرات اللحم” المصنوعة من الفطر في صلصة الطماطم ، والتي كان مذاقها جيدًا مثل أي بديل للحوم تناولته.

بالنسبة لمعظم الناس ، فإن مصطلح “طعام الفضاء” يعيد إلى الأذهان “آيس كريم رواد الفضاء” الطباشيري المتفتت ، وهو في الواقع في الغالب أسطورة. لا يعد الطعام المجعد مشكلة كبيرة في علوم الفضاء ، حيث يمكن أن تؤدي أجزاء من الجاذبية الصغرى إلى إحداث فوضى لا توصف في مكونات المركبات الفضائية الدقيقة. عادة ما يأكل زوار محطة الفضاء الدولية أشياء صلبة غير قابلة للتلف من عبوات مفرغة من الهواء. مرة أخرى في اليوم ، كان رواد الفضاء في عصر أبولو يأكلون أطعمة شهية مجففة ومكعبات مثل كوكتيل الجمبري وكعكة تيت فواكه. بعض هذه ، بصراحة ، فاتح للشهية. وأعلن “السعادة هي مربعات لحم الخنزير المقدد على الإفطار” أبولو 8 عضو الطاقم جيم لوفيل أثناء منتصف القمر في عام 1968.

لكن السفر إلى المريخ أو ما بعده يتطلب نهجًا مختلفًا تمامًا. بدون إمدادات ثابتة (ومكلفة للغاية) من الإمدادات ، يجب أن تعمل الموائل في الفضاء والبؤر الاستيطانية العالمية الأخرى في المستقبل كنظم إيكولوجية عالية الهندسة ومكتفية ذاتيًا تنمو طعامًا مرضيًا وصحيًا.

دعاية

هذا هو تحدي الغذاء في الفضاء العميق ، الذي تم إطلاقه في عام 2021. هذا العام ، انتقل 11 فريقًا أمريكيًا وست فرق دولية من المرحلة المفاهيمية 1 بأفكار جريئة لتقليص دائرة الحياة إلى مرحلة التطوير 2 ، حيث قاموا ببناء وعرض نماذج أولية “على مستوى المطبخ” لابتكاراتهم الزراعية عالية التقنية. بالإضافة إلى ذلك ، انضم 12 فريقًا أمريكيًا وفريقان دوليان إلى البطولة في المرحلة الثانية. ثمانية فائزين في المرحلة الثانية ، توج في حدث مايو في بروكلين ، ستصمم المرحلة 3 عروض توضيحية “واسعة النطاق”. تلقت الفرق التي تتخذ من الولايات المتحدة مقراً لها شيكاً بمبلغ 150 ألف دولار.

يقول بابلو دي ليون ، أحد الفائزين بالمرحلة الثانية: الكولونيل تيلتك ، وكالة الفضاء تقسيم موجه. Bioworks الخالدة. توصل الفريق الذي يتخذ من فلوريدا مقراً له إلى مقلاة من الحديد الزهر لشواء شرائح الجبن مع قطع البرغر الزائفة. صُنع كلا الطعامين من نوع من الفطريات يعرف باسم الفطريات الغنية بالبروتين فيوزاريوم فينيناتوم.

يمتلك الفطر تاريخًا طويلًا من الاستهلاك البشري ، ويستخدم من قبل العلامة التجارية Quorn البديلة للحوم. طور فريق العقيد Deltec مفاعلات حيوية صغيرة يمكنها زراعة الفطريات وحصادها في الجاذبية الصغرى بموارد قليلة جدًا. والنتيجة مسحوق رمادي غني بالبروتين. كان تحولها البصري إلى لقيمات شبيهة بالبرغر والجبن مثيرًا للإعجاب ، لكن البرغر كان لا طعم له وطريًا ، وكان الجبن مصطنعًا ورقيقًا. أود أن أسميها “مجال للتحسين”.

دعاية

ولدهشة رالف فريتش ، مدير برنامج إنتاج المحاصيل الفضائية في وكالة ناسا ، كانت الفطريات هي الفائز اليوم. حتى الآن ، كما يقول ، ركزت معظم أبحاث غذاء الفضاء على النباتات. يقول فريتش: “لقد كان ذلك نوعًا من دعوة للاستيقاظ بالنسبة لي ،” لمواصلة استكشاف إمكانيات الفطريات. هم “مخلوقات متعددة الاستخدامات للغاية[s] تقول كريستينا كارلسون ، عضو لجنة النهائيات الدولية ، إن بإمكانها استخدام موارد مختلفة كركيزة للنمو. المايكوراينا من جوتنبرج ، السويد. ينمو نظام الميكورينا الفطريات عن طريق تغذية الكائنات الحية الدقيقة المزروعة بأول أكسيد الكربون من مصادر الفطريات.₂.

أطعمة الشمس، فريق دولي من لابينرانتا ، فنلندا ، اتخذ نهجًا مختلفًا لمسحوقهم الثقيل البروتين: البكتيريا. قدم لي أرتو لوكانين ، ممثل المجموعة في الحدث ، ملف تعريف ارتباط أصفر لامعًا مصنوعًا من البودرة. تستخدم Solar Foods كائنات دقيقة صالحة للأكل يمكنها استقلاب غاز الهيدروجين لتنمو. يتوفر الهيدروجين بسهولة على متن المركبة الفضائية كمنتج ثانوي لأنظمة الدعم الحيوي القياسية التي تستخدم التحليل الكهربائي لتقسيم جزيئات الماء لإنتاج الأكسجين القابل للتنفس. غالبًا ما يتم التخلص من بقايا الهيدروجين ، لكن Lukanen يقول إن نظام Solar Foods يعيد توليد الغاز لتنمية البروتين المعتمد على الميكروبات.

والنتيجة مسحوق أصفر لامع يسمى الكولين يشبه الأصفر ، ويحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية ويمكن دمجه بسهولة في أي طعام. كان من الصعب جدًا مضغ ملف تعريف الارتباط الوحيد ، على الرغم من أنني أعطيته بعض الرحمة لأنه ربما سافر على طول الطريق من فنلندا. يقول فريتز من ناسا: “لقد جربت صلصة الصويا الخاصة بهم في مجموعة متنوعة من الأطباق وكانت رائعة”.

دعاية

يعتمد المرشحون النهائيون الآخرون أيضًا على الهيدروجين في موائل الفضاء. شركة طيرانشركة مقرها بروكلين تحل محل ثاني أكسيد الكربون الذي تم الاستيلاء عليه₂ تستخدم الطائرات الثابتة الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون كوقود₂، والذي – عمليًا – يأتي من أنفاس رواد الفضاء – الإيثانول لإنتاج الكحول المسبب للفوار في المشروبات. (تطور واحد: يتم استخدام الإيثانول بعد ذلك لتغذية الخميرة الغذائية وزراعتها ، وليس لصنع المشروبات). “بالطريقة التي أراها ، يمكن لتقنيتنا أن توفر قاع الهرم الغذائي” ، كما يقول ستافورد شيهان ، الشريك المؤسس لـ شركة الطيران.

بالنسبة لبعض التنوع الغذائي ، تهدف الفرق الأخرى إلى استخدام كائنات حية كبيرة الحجم. طور فريق Nolex ، وهو فريق من الباحثين من جامعة كاليفورنيا وريفرسايد وجامعة ديلاوير ، نظامًا اصطناعيًا للتمثيل الضوئي يمكنه زراعة فطر المحار دون ضوء الشمس. دورهم ، نشرت في أغذية طبيعيةيستخدم التحليل الكهربائي لتحويل ثاني أكسيد الكربون المنبعث₂ والماء يتحول إلى أكسجين وخلات. يتم بعد ذلك ضخ الأسيتات في حجرة النمو لإطعام الفطر الذي ينتفخ في الظلام على مدى بضعة أسابيع. تعمل هذه العملية أيضًا في الطحالب والخميرة وهي أكثر كفاءة من التمثيل الضوئي في تحويل الطاقة إلى كتلة حيوية.

يقول ماركوس هارلاند-دوناواي ، عضو فريق Nolux ، “إن جمال النظام هو مدى فعاليته”. ويعمل الفريق الآن على تعديل المحاصيل التقليدية وراثيًا لتسخير الطاقة من هذا المصدر البديل ، كما يقول.

دعاية

ينتمي العرض الأكثر إثارة للإعجاب من الناحية المرئية إلى مختبر Interstellar ومقره فلوريدا ، والذي طور نظامًا يمكنه زراعة النباتات والفطر والحشرات – كل منها في مكعب صغير خاص به. قال عضو فريق Nolux Andres Narvaez من Interstellar Lab’s Modular Display: “هذه صفقة كبيرة. ستسمح مكعبات النمو المنفصلة للمزارعين رواد الفضاء بالتحكم الفردي في الظروف البيئية لكل مكعب. عرض الفريق عيش الغراب الهائل ، والخضروات الورقية ، والجندي الأسود يرقات ذبابة في المسحوق. لحسن الحظ بالنسبة لي ، لم يقدم الفريق أي عينات من اليرقات ، لكنه قدم بعض الخضر الصغيرة اللذيذة.

لغز الكونكما طور فريق من GAIA Project Australia نظامًا صغيرًا عالي التقنية لزراعة الخضر الورقية. يمكن لإعداده ، الذي تبلغ مساحته مترين مربعين فقط (21.5 قدمًا مربعًا) ، إنتاج 1.6 رطل من الخضر الورقية والخضر الصغيرة يوميًا ، وفقًا لبيان صحفي.

أخيرًا ، قمت بزيارة الفائز الفردي: Ascent Technologies ، المجموعة الوحيدة التي تعالج مشكلة طهي الطعام بأمان في الجاذبية الصغرى. نظامها ، المسمى SATED (جهاز آمن ، أنيق وفعال ولذيذ) ، هو فرن طرد مركزي بحجم معالج الطعام يطبخ أثناء الدوران. في هذا الحدث ، قدم SATED بيتزا أسطوانية – على سبيل المثال سترومبولي أو ربما كالزون – مع الجبن والطبقة التي تواجه الداخل. وفي جزء لا بأس به لأنها كانت في الواقع بيتزا نموذجية ، كانت في الواقع لذيذة.

دعاية

قال جيم سيرز ، مؤسس Ascent Technologies ، خلال بث مباشر للحدث: “يتم التحكم في درجة الحرارة بالكامل ، وهي آمنة جدًا – لا توجد طريقة لإفساد الطبخ ، ولا توجد طريقة لإحداث دخان أو حتى حرق طعامك”.

رواد الفضاء ليسوا وحدهم الذين يستفيدون من هذه الاكتشافات ، حيث يجب على الفرق أيضًا التفكير في كيفية مساعدة اكتشافاتهم في إطعام البشر على الأرض. تقدر منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة أن إنتاج الغذاء يجب أن يكون 60٪ زيادة بحلول عام 2050 لإطعام ما يقرب من 10 مليارات شخص. في الوقت نفسه ، يهدد تغير المناخ المحاصيل الأساسية في جميع أنحاء العالم ، مما يتسبب في انعدام الأمن الغذائي العالمي. بالإضافة إلى ذلك ، يساهم النظام الغذائي الحالي 20 إلى 40 بالمائة جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تم تصميم هذه الابتكارات للعمل في المساحات محدودة الموارد ، ويمكنها بشكل أكثر استدامة إطعام سكان الأرض المتزايدين ومعالجة انعدام الأمن الغذائي في المناخات القاسية.

“الجميع [these technologies] اسعَ إلى الاتساق “، كما يقول فريتس ،” أعتقد أن هذا جزء من الجمال “.

دعاية

يقول إن المرحلة الثانية من المنافسة فاقت توقعات فريتش. “جلست هناك أثناء الاجتماع وقلت ،” حسنًا ، ماذا سنطلب من هؤلاء الأشخاص القيام به للمرحلة الثالثة؟ ” كنت أفكر في ذلك “.

في النهاية يجب أن يجذب الطعام رواد الفضاء. يقول فريتش: “إذا كان رواد الفضاء لا يحبون شيئًا يُعطى لهم على المدى الطويل ، فلن يأكلوه”. يجب تحويل مساحيق البروتين ، سواء كانت مصنوعة من الفطريات أو اليرقات أو الخميرة الغذائية ، إلى وجبة جذابة في مطبخ سفينة الفضاء لإشباع جوع أي طاقم جسديًا ونفسيًا لتناول وجبة جيدة.

من أجل رواد الفضاء في المستقبل ، دعونا نأمل أن يكتشف شخص ما على الأقل كيفية تحويل بعض هذا العلف إلى مربعات لذيذة من لحم الخنزير المقدد.