Οι νικητήριες τεχνολογίες παραγωγής φαγητού στο Διάστημα

Σύνοψη

• Η NASA ανακοίνωσε τους νικητές του Deep Space Food Challenge: Mars to Table, απονέμοντας συνολικά 650.000 δολάρια σε πέντε καινοτόμες ομάδες.
• Το πρώτο βραβείο κατέκτησε το σύστημα ANI, ένα αρθρωτό οικοσύστημα που συνδυάζει ελεγχόμενη γεωργία, ζύμωση και καλλιέργεια μυκήτων.
• Ο διαγωνισμός αφορούσε τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος διατροφής για πλήρωμα 15 ατόμων, ικανού να λειτουργήσει αδιάκοπα για 500 αρειανές ημέρες (sols).
• Η χρήση παραδοσιακών προσυσκευασμένων γευμάτων κρίνεται μη βιώσιμη για διαπλανητικές αποστολές λόγω αυστηρών περιορισμών στη μάζα και τη διάρκεια συντήρησης των τροφίμων.

Η NASA ανακοίνωσε επίσημα τα αποτελέσματα του πολυαναμενόμενου διαγωνισμού Deep Space Food Challenge: Mars to Table, αναδεικνύοντας τις τεχνολογικές λύσεις που θα αναλάβουν να θρέψουν τους αστροναύτες στις μελλοντικές διαπλανητικές αποστολές. Αντί να εστιάσει απλώς σε μεμονωμένα πρωτότυπα παραγωγής τροφίμων, ο φετινός κύκλος απαίτησε από τους συμμετέχοντες να οραματιστούν τις προμήθειες του πληρώματος ως ένα απολύτως ολοκληρωμένο σύστημα, ικανό να προσφέρει τεράστια ποικιλία γευμάτων με ελάχιστες απαιτήσεις συντήρησης και ανθρώπινης παρέμβασης. 

Το μεγάλο βραβείο των 300.000 δολαρίων απονεμήθηκε στην Chinyere Ukeje από την Πενσυλβάνια, χάρη στον εξαιρετικό σχεδιασμό της υποδομής Adaptive Nourishment Infrastructure (ANI), η οποία υπόσχεται να καλύψει το 50% των διατροφικών αναγκών των αστροναυτών μακριά από τον πλανήτη μας.

Η τεράστια πρόκληση της τροφοδοσίας μιας αποστολής που απέχει εκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη παραμένει ένα από τα πιο δυσεπίλυτα προβλήματα της σύγχρονης διαστημικής εξερεύνησης, καθώς η αποστολή εφοδίων με την παραδοσιακή μέθοδο καθίσταται πρακτικά αδύνατη. Σήμερα, η συντριπτική πλειονότητα των γευμάτων που καταναλώνουν οι αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό μαγειρεύονται, συσκευάζονται και αποστέλλονται απευθείας από το Εργαστήριο Διαστημικών Συστημάτων Τροφίμων στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA. Ωστόσο, ένα ταξίδι χωρίς επιστροφή προς τον Κόκκινο Πλανήτη διαρκεί τουλάχιστον εννέα μήνες, καθιστώντας τον συνεχή εφοδιασμό με έτοιμα γεύματα μια διαδικασία που προσκρούει σε ανυπέρβλητα εμπόδια τα οποία σχετίζονται με τη σταθερότητα των προϊόντων στο ράφι και τους εξαιρετικά αυστηρούς περιορισμούς μάζας κατά την εκτόξευση.

Οι νικητήριες υποδομές και η μηχανική της αυτάρκειας

Το σύστημα ANI, το οποίο δανείζεται το όνομά του από τη Νιγηριανή θεότητα της συγκομιδής και της γονιμότητας, αποτελεί ένα υπόδειγμα τεχνολογικής αρτιότητας που ενσωματώνει πολλαπλές μεθόδους παραγωγής εντός ενός αυστηρά περιορισμένου χώρου. Η νικητήρια πρόταση προτείνει τη συνεχή καθημερινή παρασκευή φρέσκων γευμάτων μέσα από μια διαδικασία που ελέγχει σχολαστικά τις συνθήκες καλλιέργειας και αξιοποιεί την τεχνολογία των βιοαντιδραστήρων για τη συνεχή ανακύκλωση των πολύτιμων θρεπτικών συστατικών. Αξίζει να σημειωθεί πως ο σχεδιασμός προβλέπει πολλαπλές δικλείδες ασφαλείας, ώστε η παραγωγή να συνεχίζεται απρόσκοπτα ακόμα και όταν προκύπτουν σημαντικές ελλείψεις σε ηλεκτρική ενέργεια, αποθέματα νερού ή διαθέσιμο χρόνο εργασίας από πλευράς του πληρώματος.

Το δεύτερο βραβείο, συνοδευόμενο από το ποσό των 200.000 δολαρίων, κατέληξε στην ομάδα Cislune από την Καλιφόρνια για την ανάπτυξη της καινοτόμου υποδομής Fresh, Ferment, Reserve. Η εν λόγω πρόταση βασίζεται στην καλλιέργεια προσεκτικά επιλεγμένων μοντέλων φυτών και στη μετατροπή μέρους της συγκομιδής σε γνώριμα τρόφιμα μέσω ειδικά εξοπλισμένων κασετών καλλιέργειας, διατηρώντας παράλληλα ένα προστατευμένο απόθεμα τροφίμων από τη Γη, το οποίο θα χρησιμοποιείται αποκλειστικά για την αναπλήρωση κενών που ενδέχεται να προκύψουν από βιολογικές μεταβλητότητες ή απρόβλεπτες διακοπές στην παροχή ενέργειας. Μέσα από αυτούς τους διαγωνισμούς επιβεβαιώνεται η ασύλληπτη πολυπλοκότητα της διατήρησης της ανθρώπινης ζωής στο βαθύ διάστημα, αφού απαιτούνται πρωτότυπες λύσεις που συνδυάζουν τη μοριακή βιολογία με την προηγμένη μηχανική.

Η προσέγγιση της Cislune υπογραμμίζει επιπρόσθετα τη σημασία της ψυχολογικής υποστήριξης του πληρώματος μέσα από τη διαδικασία της διατροφής. Όταν οι αστροναύτες περνούν παρατεταμένα χρονικά διαστήματα απομονωμένοι σε ένα εχθρικό περιβάλλον, η δυνατότητα κατανάλωσης γνώριμων και φρέσκων τροφών διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διατήρηση της νοητικής τους ισορροπίας και της συνολικής απόδοσης στην εργασία τους. Η καλλιέργεια επιλεγμένων φυτών και η ζύμωσή τους εντός αυτοματοποιημένων κασετών αποτελεί ένα τεχνολογικό επίτευγμα που μειώνει δραστικά τον όγκο και το βάρος του απαραίτητου εξοπλισμού, αυξάνοντας παράλληλα την ενεργειακή απόδοση της όλης εγκατάστασης.

Προδιαγραφές σχεδιασμού για 500 αρειανές ημέρες

Οι αυστηρές απαιτήσεις του διαγωνισμού διαμορφώθηκαν με γνώμονα τα ακραία σενάρια που θα αντιμετωπίσουν οι πρώτοι άποικοι, επιβάλλοντας στις ομάδες να σχεδιάσουν συστήματα με βάση μια προσομοίωση αποστολής που περιελάμβανε δεκαπέντε μέλη πληρώματος για συνολική διάρκεια πεντακοσίων αρειανών ημερών, οι οποίες αντιστοιχούν σε περίπου 513 γήινες ημέρες. Οι συμμετέχοντες κλήθηκαν να παραδώσουν αναλυτική διάταξη σχεδιασμού, ολοκληρωμένο πρόγραμμα γευμάτων, σαφή έννοια λειτουργίας και επεξηγηματικό βίντεο περιήγησης προκειμένου να αποδείξουν τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των προτάσεών τους σε πραγματικές συνθήκες επιφανειακών λειτουργιών.

Η αρμόδια επιτροπή αξιολόγησε προσεκτικά εκατόν δεκατρείς συμμετοχές από τριάντα τρεις χώρες και είκοσι οκτώ αμερικανικές πολιτείες, προτού καταλήξει στις πέντε κορυφαίες επιλογές που θα μοιραστούν το συνολικό ποσό των 650.000 δολαρίων. Ανάμεσα στους διακριθέντες βρέθηκαν επίσης η ομάδα Ohā Kanu από τη Χαβάη που έλαβε το βραβείο Applied Frameworks, η εταιρεία Orbital Health Systems από την Ιντιάνα που απέσπασε το βραβείο Mission Simulation, και η ομάδα Autonomic Resilience Collective από το Άρκανσο η οποία τιμήθηκε με το βραβείο Human-Centered Design. Ακόμη, η NASA αναγνώρισε τη σημαντική προσπάθεια της διεθνούς κοινότητας βραβεύοντας την ομάδα Astrofood από το Βέλγιο για τη δημιουργία του οικοσυστήματος ανθεκτικότητας τροφίμων FRESH, αναδεικνύοντας τη ζωτική σημασία της παγκόσμιας συνεργασίας στην επίλυση διαπλανητικών προκλήσεων.

Η διευθύντρια του προγράμματος Centennial Challenges στο Διαστημικό Κέντρο Marshall, Jennifer Edmunson, υπογράμμισε με δηλώσεις της ότι το μέλλον της ανθρώπινης εξερεύνησης του Διαστήματος θα βασιστεί σε καινοτόμα συστήματα τροφίμων που προκύπτουν μέσα από τέτοιες διαδικασίες διαρκούς συλλογικής ευφυΐας. Ο επικεφαλής κριτής Dr. Alexander Meyers συμπλήρωσε πως τα κριτήρια του διαγωνισμού τέθηκαν εσκεμμένα σε ιδιαίτερα απαιτητικό επίπεδο προκειμένου να αναδείξουν την πολυπλοκότητα ενός πλήρους διαστημικού συστήματος διατροφής και την αστείρευτη ανθρώπινη εφευρετικότητα που απαιτείται για την οριστική υπέρβαση των τεχνικών εμποδίων.