Spis treści:
W menu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) ze zdrowej żywności znajdziemy orzechy, liofilizowane owoce, czasem świeże owoce, które trzeba zjeść w ciągu dwóch dni, natomiast astronauci mają także do dyspozycji tortillę, kawę, czasowo była również dostępna maszyna do coli czy lody, tak więc dieta nie należy do specjalnie zdrowej, jest raczej kaloryczna. Nie jest produkowana na miejscu, jest pakowana w niezbyt ekologiczne i nie poddawane na miejscu recyklingowi materiały, jak aluminium czy stal. W swojej pracy skupiam się nad tymi zagadnieniami zgodnie z przeświadczeniem, że astronauta zrobi z konopi niemal wszystko, czyli np. mleko, kawę, kubek i słomkę.
W przypadku misji krótkodystansowych, do jakich należą loty na ISS, gotowa żywność jest dostarczana załodze w sukcesywnych dostawach, w przypadku długodystansowych misji dostawy żywności z podobną częstotliwością nie są aktualnie możliwe. W trakcie planowania takich misji występuje wiele niewiadomych, z drugiej strony próbujemy przekładać na warunki kosmiczne to, co znamy z Ziemi, więc istnieją punkty zaczepienia, od których można wyprowadzać procedury postępowania np. w przypadku alg, które stanowią element systemów podtrzymywania życia, skorelowanych z metabolizmem człowieka, gdzie w obiegu zamkniętym tlenu i dwutlenku węgla – od procesów oddychania i fotosyntezy, pierwiastków pochłanianych przez algi z wody i konsumowanych m.in. jako białko przez człowieka, zamyka się cykl obiegu podstawowych pierwiastków. Pilotażowe badania na analogowych astronautach, jakie wykonałam w bazie Lunares w Pile wykazały, że w przypadku hodowli alg na moczu załogantów, ważne jest to, co organizm metabolizował jeszcze przed rozpoczęciem izolacji. Na 6 hodowli w dwóch przypadkach algi uległy dezaktywacji, tym samym taki astronauta niemiałby czym oddychać i co jeść w przypadku, gdyby musiały one pokrywać 100% produkcji. Algi to organizmy żywe, a one nie wybaczają błędów w przypadku niepożądanych zanieczyszczeń, np. metabolitami wtórnymi, wtedy giną jak w przypadku omawianego eksperymentu czy też niekontrolowanie zakwitają, co znamy z akwenów ziemskich.
Oprócz produkcji w bioreaktorach, astronauci uczą się własnoręcznej uprawy żywności, na ISS rosły m.in. sałata, kapusta, gorczyca, pieprz, konopie. W bazach w Polsce były prowadzone uprawy hydroponiczne bazylii, kombuchy, spiruliny, jak też kiełków na regolicie marsjańskim. Problemem w moich badaniach jest to, że wiele związków naturalnych będących „kandydatami do lotów kosmicznych” jest w wielu krajach zabronionych, jak np. THC czy psylocybina. I jest to większy problem niż np. osiąganie wysokich pułapów z eksperymentami, gdzie wysłałam ciastka konopno-owsiane oraz algowe balonem stratosferycznym na 38 km n.p.m.
Czytaj też: https://naturazdrowie.com/medycyna-informacyjna-medycyna-przyszlosci/
Dieta astronautów, która będzie mieć zastosowanie w kolejnych pokoleniach lotów długodystansowych, jak np. wyprawy górnictwa kosmicznego czy kolonizacyjnych innych planet, musi być tak ułożona, aby uniknąć chorób kosmicznych, cywilizacyjnych, zapewniać kondycję psychofizyczną w każdym wieku oraz zrównoważony rozwój bazy pozaziemskiej czy chociażby orbitalnego hotelu. Aby dobrze zaprojektować życie przyszłych pokoleń astronautów od strony żywieniowej, należy rozumieć mechanizmy zachodzące w ziemskim ekosystemie tak, aby wyodrębnić i połączyć najważniejsze szlaki syntezy biochemicznej i recyklingu biomasy w jeden sprawny wielkogatunkowy system, tzw. biologiczny system podtrzymywania życia ludzkiego, który z założenia nie może być awaryjny, do którego należy przećwiczyć wszystkie scenariusze minimalizacji ryzyka. Każdy szlak musi być odnawialny, tak aby po czasie nie zabrakło w nim komponentów, w związku z tym każdy milimetr takiego systemu musi być zaplanowany na tyle lat do przodu, ile przewiduje misja. Wymaga to obeznania w ewolucji molekularnej gatunków na przestrzeni 3,5 miliardów lat życia na Ziemi oraz umiejętności predykcji zmian zapotrzebowania przyszłych kolonizatorów, wynikających z adaptacji do nowych warunków środowiskowych. Najtrudniejsze w tym wszystkim jest obejście braku naturalnego światła słonecznego, sezonowości i zmian grawitacji tak, aby zapewnić sukcesywną produkcję pożywienia na wymaganym bezawaryjnym poziomie.
Żeby polecieć na kilka lat w przestrzeń kosmiczną trzeba mieć zdrowy organizm skłonny do wymagającego treningu w największych możliwych przeciążeniach oraz wiele umiejętności, każdy z załogantów musi być przygotowany na niezależne przetrwanie w trudnych warunkach. Przygotowując dietę astronautów należy brać pod uwagę ograniczoną ładowność oraz zdolności produkcyjne, jak też zmienne zapotrzebowania i upodobania astronautów. Oprócz tego musi spełniać ona założenia diety leczniczej tak, aby podtrzymywać kondycję psychofizyczną i nie może być monotonna. Przyglądając się modelom żywienia ludzi na Ziemi można wyodrębnić te elementy, które nadają się do przekierowania na inne planety, jak też należy spodziewać się innowacji stricte kosmicznych, które warto będzie zaimplementować szerszej populacji.
W mojej pracy skupiam się na opracowaniu procedur hodowli pożywienia niezależnych od transportu z Ziemi, gdzie każdy nanometr przestrzeni musi być przeskanowany pod kątem zanieczyszczeń, w tym mikrobiologicznych, aby uniknąć zakażeń jak np. w 2021 pleśnią na ISS. Przygotowania takie można podzielić na kilka faz: normalne życie z codzienną dietą, praca wyjazdowa z dietą, praca w izolacji z dietą. Im człowiek będzie lepiej przystosowany do menu, tym mniej problemów w całej misji będzie wynikać z żywienia, a w dobrze przygotowanych scenariuszach taka sytuacja jak stres, spowodowany żywieniem, nie powinna mieć miejsca. Wymaga to doświadczonego teamu, jak i pracy własnej astronautów nad przyzwyczajeniami.
Miałam okazję ćwiczyć na sobie to, że astronauci nie piją kawy. Tak naprawdę ją piją, ale ja ćwiczyłam tak, by bez tej kawy się obejść i to trwało kilka miesięcy. Da się żyć bez kawy, tym bardziej bez mleka krowiego, które mi już zwyczajnie nie smakuje, nauczyłam się parzyć kawę i robić mleko z ziaren konopi. Taka kawa wizualnie przypomina herbatę, smakiem kawę, natomiast nie posiada osadu i kofeiny podrażniających układ pokarmowy, w te miejsce pobudza mózg odmiennymi szlakami biochemicznymi i o to chodzi głównie w diecie astronautów, aby stymulować się zdrowszymi alternatywami.
Aleksandra Ławrynowicz, biotechnolog, wirusolog, badaczka diety astronautów
Redaktor prowadzący, dziennikarka tematyki zdrowia, uroda i wellness.