Az emberiség egyre ambiciózusabb űrküldetéseket tervez, melyek során a Hold és távolabbi égitestek meghódítása is célba kerül. Azonban az űrutazás nem csupán technikai bravúrokról szól, hanem az űrhajósok jólétét, egészségét és teljesítőképességét biztosító alapvető szükségletekről, mint amilyen a táplálkozás. Az élelmiszerellátás a világűrben számos kihívást tartogat, a morzsálódó kenyér tiltásától az ízérzékelés megváltozásáig, egészen az innovatív, zárt rendszerű élelmiszer-előállítási módszerekig.
Az űrhajósok jelenlegi étrendje és a tiltólistás ételek
Jelenleg az űrhajósok kis ételzacskókat kapnak, amelyek előre elkészített ételeket tartalmaznak. Ezeket az ételeket speciális élelmiszer-előállító cégek készítik, majd fagyasztva szárítják, dehidratálják vagy termostabilizálják. Az asztronauták vizet adnak hozzá, ezzel felmelegítik vagy lehűtik az ételeket, hogy elfogyaszthassák. Ez a módszer biztosítja a hosszú távú eltarthatóságot és a könnyű szállítást.
Dr. Sonja Brungs, az Európai Űrügynökség űrhajós műveletekért felelős helyettes vezetője szerint a tápanyagdús, változatos, egyedi igényekre szabott ételek kulcsfontosságúak egy sikeres űrmisszióhoz, de sokan alábecsülik ennek fontosságát. Az űrhajósoknak hiányzik a ropogósság és a textúra, ezért a mentális jólét szempontjából nagyon fontos, hogy változatos textúrákkal rendelkezzenek, és különösen az űrutazásoknál, hogy sokféle típusú ételt egyenek.
Azonban vannak olyan ételek, amelyeket bármennyire is szeretnének, nem vihetnek magukkal az űrbe. A tiltólistás ételek között számos kategória található, melyek különböző biztonsági és élettani okokból nem fogyaszthatók a mikrogravitációs környezetben:
Morzsálódó ételek
Minden olyan étel, ami morzsálódik, például a kenyér, a chips és más morzsás ételek, nem vihető az űrbe. Ennek oka a kenyér apró morzsái, ami a súlytalanság állapotában könnyen a levegőbe jut. Az alacsony gravitációs környezetben a morzsák lebegnek, és a légzőrendszerbe, de akár létfontosságú berendezésekbe is bejuthatnak, komoly egészségkárosodáshoz vagy a műszerek meghibásodásához vezetve. A Földön a morzsák egyszerűen a padlóra hullanak, de az űrben nagy rendetlenség keletkezne az összevissza lebegő morzsákból. Ezért az űrhajósok túlnyomórészt tortillát esznek kenyér helyett, és maximum olyan kis kekszek kerülhetnek a nasik közé, amiket egészben be lehet kapni. Kapu Tibor magyar kutatóűrhajós is megerősítette, hogy az űrben nincs kenyér, csak tortilla.
Magas sótartalmú ételek
A só is csak erősen korlátozott formában elérhető, mivel a szervezet eltérő módon tárolja a nátriumot a mikrogravitációban. Ez akár felgyorsult csontritkuláshoz is vezethet, mivel a gravitáció hiányában fellépő csontsűrűség-csökkenést a magas sótartalom fokozná. Emiatt a katonai készételek, amelyeket kifejezetten a hadsereg számára, azokhoz a körülményekhez szabtak, és magas a só- és kalóriatartalmuk, nem megfelelőek az űrhajósoknak.
Alkohol
Az alkohol sem megengedett, mivel az negatívan befolyásolja az ISS szennyvíz-újrahasznosítási rendszerét. Az alkohol, ha az ISS szennyvíz-újrahasznosítási rendszerébe kerül, ronthatja annak működését, de akár tönkre is teheti. A tilalom oka elsősorban nem a részegség és az ebből adódó helytelen döntések sorozata, hanem a technikai rendszerek védelme.
Enyhe ízű ételek
Ami a Földön kellemes, az az űrben ízetlen. A mikrogravitációban a testnedvek változása miatt az asztronautáknak gyakran vannak problémáik az arcüregükkel, ami hatással van az ízérzékelésükre és a szaglásukra. Ezért nagyon népszerűek körükben a csípős szószok. Az ételek fogyasztása nemcsak a táplálás miatt fontos, hanem össze is hozza az embereket, kialakítja a kötődést a legénységben, ezért sem mindegy, hogy milyen ízű a menü.
Ételek, amelyek fertőzést okozhatnak
Számos élelmiszer lehet kockázatos, beleértve a nem eléggé átsütött húst vagy tenger gyümölcseit, a pasztőrözetlen tejtermékeket és a mosatlan gyümölcsöket és zöldségeket. Minden élelmiszert biztonsági és ízlelési tesztnek vetnek alá, amelyet maguk az űrhajósok végeznek. Egy táplálkozási szakértő felülvizsgálja az űrhajósok által preferált menüket, hogy biztosítsa a kiegyensúlyozott étkezést. Annak érdekében, hogy ne is vigyenek fel fertőzést a fedélzetre, a kilövés előtt karanténba kerülnek.
Elindult a Nemzetközi Űrállomásra az első dán űrhajós
A magyar űrhajós, Kapu Tibor kulináris élményei
A HUNOR-program keretében megvalósuló űrutazáson Kapu Tibor, a második magyar kutatóűrhajós, igazán különleges ételeket ehet majd. A kiképzése során már tesztelte az űrkonyha kínálatát, és olyannyira bejöttek neki a NASA ételei, hogy már a teszteket követően megvoltak a személyes kedvencei. Elmondása szerint a fahéjas tekercs, az áfonyás zabkása, a füstölt pulyka, a puding és a szárított mangó a kedvencei. Kiemelte, hogy mindenhez tortillát adnak, kenyér helyett, a morzsálódás elkerülése érdekében.
Az űrben, a súlytalanság állapotában nemcsak az étkezés, hanem az ételek tárolása és kibontása is nehézkesebb, mint a Földön. Az ételeket vákuumcsomagolva viszik fel az űrhajósok, és mindegyiket letesztelték már az indulás előtt. Erre azért volt szükség, hogy még időben kiderüljön, hogyan reagál bizonyos alapanyagokra az asztronauták szervezete.
Kapu Tibor mellett a küldetés legénységébe tartozik még Peggy Whitson amerikai parancsnok, Sławosz Uznański-Wiśniewski lengyel küldetésspecialista, továbbá Shubanshu Shukla indiai pilóta.
A magyar ízek sem maradnak el teljesen: a magyar űrhajós nemzeti ételeket is visz majd az űrbe, és ha ráunna a pudingra, előkaphatja a Stühmer különleges, NASA-előírásokhoz igazított űrcsokiját is.
Az űrétel jövője: innovatív megoldások a Deep Space Food Challenge-ben
A NASA 2021-ben elindította a Deep Space Food Challenge-et, amellyel új módszereket kutat az űrben történő étkeztetéshez. A küldetés célja, hogy korlátozott erőforrásokkal, minimális hulladéktermeléssel, biztonságos, tápláló és ízletes ételeket állítson elő a hosszabb távú űrküldetést teljesítőknek. A program alapvető célja egyébként egy olyan fejlett élelmiszerrendszer létrehozása, amely nem csak az űrutazások során, de a Földön is hasznunkra válik, és új utakat tesz lehetővé az élelmiszertermelés számára extrém környezetben és erőforrás-szűkös területeken. A NASA Deep Space Food Challenge programjának harmadik szakasza jelenleg is zajlik, folyamatosak a tesztek, hogyan működhetnek ezek a projektek űrszerű körülmények között.
Ételek a levegőből: a Solar Foods forradalmi megoldása
A Helsinki központú Solar Foods egyike annak a nyolc vállalatnak, amely figyelemre méltó koncepciót mutatott be. „Szó szerint a levegőből készítjük az ételeket” - hangsúlyozta Artuu Luukanen, a Solar Foods alelnöke. A cég egy ehető mikrobát fedezett fel a finn vidéken, amely szén-dioxid, hidrogén és oxigén keverékével táplálkozik. Az eredmény egy baktériumokból származó fehérjeforrás, amely számos ízzel vagy textúrával keverhető, így különféle tápláló ételek hozhatók létre, például tészták, fehérjeszeletek, alternatív húsok és akár tojáspótló is.
Luukanen hozzátette: „Elkezdtünk egy speciális űrtápanyagon gondolkodni. Az űrben ugyanis két kulcsfontosságú hulladékgáz rendelkezésre áll: a hidrogén és a szén-dioxid. Tehát valójában nem csak egy élelmiszergyártási technológiáról van szó, a módszer szerves részét képezi a környezetirányítási és életfenntartó rendszernek.” A Solar Foods fehérjéje pasztává vagy porrá alakítható, liszttel és tipikus élelmiszer-összetevőkkel keverve fehérjével dúsított ételek, például tészták, fehérjeszeletek és még csokoládé is készíthető. Ezekben a projektekben közös, hogy szinte nincs károsanyag-kibocsátás, és szinte nincs is hulladék.
Mikrozöld termesztés és gombák az űrben
Bár a vitamintabletták valamennyit segíthetnek, az űrhajósoknak friss termékekre is szükségük van, ezért zajlanak a kísérletek, hogyan lehet zöldséget termeszteni az űrben - ebben az egyedülálló, gravitáció és napfény nélküli környezetben. Az ISS fedélzetén van egy saját, Veggie néven ismert apró veteményeskert, ahol az űrhajósok mikrogravitációs környezetben tanulmányozzák a növények növekedését.
Valószínűnek tűnik, hogy az űrtáplálék jövője a gombákat is magában foglalja majd. A NASA Deep Space Food Challenge hat döntőse közül hárman a gombákkal kapcsolatos ötleteken dolgoznak. Köztük a svédországi Mycorena of Göteborg által kifejlesztett rendszer, amely mikroalgák és gombák kombinációját használja mikoprotein előállítására. A floridai Interstellar Lab egy moduláris bioregeneratív rendszert fejlesztett ki mikrozöldségek, zöldségek, gombák termesztésére, de még rovarok tenyésztésére is. Az ausztráliai Melbourne-ben működő Enigma of the Cosmos cég pedig a mikrozöldségek hatékony űrbéli termesztésén dolgozik.
3D ételnyomtatás: a textúra és változatosság biztosítéka
A kutatók fejlesztenek egy úgynevezett űrtápot is, amely egy zárt hurkú rendszerben van, a végtermék pedig 3D-s nyomtatással készíthet olyan ételt, mint egy csirkefilé állaga. További előnye, hogy a fehérjeforrás minden esszenciális aminosavat tartalmaz, amelyre az emberi szervezet működéséhez szüksége van. Ez a technológia lehetővé teszi a textúra és a forma tetszőleges változtatását, ami rendkívül fontos az űrhajósok mentális jólétének szempontjából, akiknek hiányzik a ropogósság és a változatosság.
Az űrbeli élelmiszer-fejlesztések földi alkalmazásai
„Nagy kihívásokkal nézünk szembe az éghajlatváltozással kapcsolatban, különösen az aszályok tekintetében, amelyek befolyásolják élelmiszertermelési képességeinket. Az űr ezt egy végső próba elé állítja, ahol felhasználhatjuk a hulladéknak minősülő erőforrásokat, és hozzáadott értékű termékké alakíthatjuk. Ez a körkörös gazdaság filozófiája. A Föld a legjobb űrhajó, amelyen valaha is jártunk” - fejtegette Luukanen.
Az űrbeli élelmiszer-fejlesztések nem csupán az űrutazások szempontjából relevánsak, hanem a Földön is jelentős hatással lehetnek az élelmiszertermelésre. Az extrém környezetekben, például szárazság sújtotta területeken vagy erőforrás-szűkös régiókban alkalmazható technológiák óriási potenciállal rendelkeznek. Az űrkutatás során kifejlesztett zárt rendszerű élelmiszer-előállítási módszerek, a hulladék minimalizálása és az erőforrások hatékony felhasználása mind hozzájárulhatnak a fenntarthatóbb földi élelmiszerellátáshoz. Szinte biztos, hogy ezek az új élelmiszerek az űrhajósok táplálkozási profiljának részét képezik majd, de egyre inkább valószínűnek tűnik, hogy a jövőben a Földön való táplálkozásunkat is jelentősen befolyásolják.
Az ESA új, „Étkezés a Földön és a világűrben” című oktató videófilmje is rávilágít arra, hogy a tartósítással kapcsolatos kutatások, illetve a hosszú távú űrrepüléseknél használt ételek fejlesztései hogyan járulhatnak hozzá a klímaváltozás és a populáció-növekedés globális kihívásainak kezeléséhez a Földön.
A táplálkozás pszichológiai és kulturális aspektusai az űrben
Az ESA az emberes űrmissziókra szánt ételeket is figyelembe véve fejleszti, tekintettel nem csak a táplálkozási szempontokra, de az űrhajósok pszichológiai egészségére is. Az étel tartja észnél az űrhajósokat. A táplálkozás tervezésében figyelembe kell venni azokat a különleges követelményeket is, amelyek a súlytalanságból, és abból fakadnak, hogy az űrhajósok hosszú ideig élnek zárt környezetben.
Az ételnek energiában gazdagnak és táplálkozási szempontból kiegyensúlyozottnak kell lennie, emellett elvárás, hogy ízletes és mutatós is legyen. A súlytalanság körülményei miatt további követelmény az is, hogy „ragadós” legyen, azaz ne szóródjon szét, könnyen lehessen kezelni. Olyan speciális csomagolást is igényel, amiben hosszú ideig tárolható.
Az ISS személyzetének már most is különlegesen elkészített, kiegyensúlyozott és ízletes étrendje van, amely az egyéni ízlésükhöz is igazodik. Azonban ahogyan a küldetések időtartama növekszik, a táplálkozási aspektusok is egyre fontosabbá válnak. A hosszú távú űrküldetések során a mentális jólét szempontjából kritikus, hogy az űrhajósok változatos textúrájú és ízű ételeket fogyasszanak, hiszen az étkezés a földi kultúra és a közösségi élet fontos része. A közös étkezések hozzájárulnak a legénység kohéziójához és a pszichológiai komfortérzet fenntartásához.
Jövőbeli űrküldetések és az élelmiszer-ellátás
A következő két évben a NASA azt tervezi, hogy űrhajósokat küld a Holdra az Artemis programon keresztül, a Nemzetközi Űrállomást (ISS) pedig hamarosan lecseréli - eredetileg 15 éves keringésre tervezték, de immár a 26. életéve éri az űrben. Miközben egyre szaporodnak a feneketlen pénztárcájú űrutazókra szakosodott idegenforgalmi projektek, a fejlődés megállíthatatlan, ám a fizikai határaikkal még a legeltökéltebb kalandoroknak is számolniuk kell.
A tudósok folyamatosan és egyre komolyabban vizsgálják annak a lehetőségét, hogy az ember részt vehessen különböző űrküldetéseken, sok részlet azonban még kidolgozatlan. Az étel tartja észnél az űrhajósokat. Az űrkutatás és a Holdra szállás során szerzett tapasztalatok nemcsak történelmet írtak, hanem észrevétlenül átírták a mindennapi életünket is, olyan innovációkat hozva létre, amelyek a matracunktól a telefonunk kamerájáig, sőt az internetig számos területen megjelentek.
A Holdra és más égitesteket célzó küldetések tervezése során igen sok technikai kihívással kell szembenéznünk, és az élelmiszer-ellátás az egyik legkritikusabb tényező. Az ISS az ételek tesztelésére is kitűnően használható laboratórium. A mélyűri küldetések lehetőségeivel foglalkozva egyre hangsúlyosabbá válik a fenntartható, helyben előállítható élelmiszerforrások fejlesztése, amelyek hozzájárulhatnak az emberiség hosszú távú terjeszkedéséhez az univerzumban.