Michele Perchonok stătea contemplând o cărămidă învelită în folie de mac și brânză liofilizată chiar în afara bucătăriei de testare de la Centrul Spațial Johnson al NASA.

astronautului

Vesela a fost servită de nenumărate ori pe naveta spațială și Stația Spațială Internațională. Când astronauții sunt atât de departe de casă, aceasta este mâncarea de confort pe care o doresc.

Dar acest platou special nu va fi în meniu atunci când astronauții vor exploda spre Marte, programat pentru ceva timp în jurul anului 2030. Pachetul transparent nu este impermeabil la umezeală și oxigen, astfel încât pastele s-ar putea strica înainte de a putea fi mâncate. Alternativele simple, cum ar fi pachetele de folie, sunt excluse: sunt prea grele.

„Am dori să rezolvăm acest lucru până în 2015 sau 2016”, a declarat Perchonok, managerul tehnologiei alimentare avansate a NASA.

Este doar una dintre numeroasele probleme pe care trebuie să le mediteze personalul ei din 15 oameni de știință din laboratoarele alimentare, în timp ce vin cu un meniu suficient de ușor, suficient de hrănitor, suficient de gustos și suficient de durabil pentru a rezista unei misiuni de ani de zile pe Planeta Roșie.

Există o mulțime de obstacole tehnologice pe care NASA trebuie să le depășească înainte de a trimite oamenii în spațiul interplanetar. Inginerii aeronautici vor trebui să controleze tendința vehiculului de lansare Ares 1 de a se agita violent în timpul decolării. Experții în utilizare trebuie să proiecteze costume spațiale mai agile. Oamenii de știință vor trebui să dezvolte o substanță care să absoarbă căldura intensă pe care o va genera vehiculul echipajului Orion pe măsură ce va pătrunde în atmosfera Pământului la 25.000 mph.

Sarcina echipei de tehnologie alimentară poate să nu fie știința rachetelor, dar este descurajantă în felul său și la fel de crucială pentru succesul misiunii.

Imaginați-vă că trebuie să împachetați peste 6.570 de micuri dejun, prânzuri, gustări și cine dintr-o dată - mese suficiente pentru a alimenta șase persoane în fiecare zi timp de mai mult de trei ani. Imaginați-vă că pregătiți toate aceste mese cu o alocare de 3,2 kilograme de alimente pe persoană pe zi, cu aproximativ o treime mai puțin decât media consumă americanii în fiecare zi pe Pământ. Imaginați-vă că fiecare fel de mâncare trebuie să aibă o perioadă de valabilitate de cinci ani. Și imaginați-vă că trebuie să transportați toate mesele la o masă de masă aflată la 55 de milioane de mile distanță, unde echipamentul de gătit va fi cel mai rudimentar.

Perchonok nu trădează niciun indiciu de panică. Proiectarea unui meniu pentru Marte este pur și simplu o problemă științifică care trebuie rezolvată ca oricare alta.

„Vom ajunge acolo, pentru că nu vom zbura dacă nu o putem face și nu vreau să fiu persoana responsabilă pentru asta”, a spus ea.

Gândiți-vă la mâncarea astronautului și este posibil să evocați imagini de înghețată liofilizată sau Tang (care a fost inventată de General Mills Corp., nu de NASA).

Primele incursiuni americane în spațiu nu au fost suficient de lungi pentru a se deranja cu mâncarea. Când zborurile au devenit mai lungi, astronauții timpurii au fost tratați cu o delicatesă dezvoltată inițial pentru piloții avioanelor spion U2.

„A fost ca un recipient pentru pastă de dinți cu un piure de legume - borcan cu hrană pentru copii, practic”, a spus Paul Lachance, profesor de nutriție și știință alimentară de la Universitatea Rutgers, care a lucrat la programul de hrănire a astronauților NASA în anii 1960.

Unele dintre întrebările științifice privind zborurile timpurii au fost de bază. "Ar pluti lucrurile sau ar coborî în tubul greșit?" Spuse Lachance. - Au vrut să vadă că nu te-ai sufocat.

În timpul misiunilor Apollo, mesele semănau cu mâncarea reală: pateuri de cârnați deshidratați și cocktail de fructe la micul dejun, să zicem, și spaghete cu sos de carne la cină.

Astăzi, bucătăria spațială este mai sofisticată. Mâncărurile preferate în misiunile navetei și stațiilor spațiale includ cocktailul de creveți liofilizat, fajitas de vită iradiat și cizmarul de cireș-afine.

Cu toate acestea, unele alimente banale rămân dincolo de îndemâna vrăjitorilor din bucătărie ai NASA. Nu pot crea o pizza cu gravitație zero, deoarece crusta ar trebui păstrată diferit față de toppinguri. Nici nu pot face un tort de brânză care să supraviețuiască procesului de conservare fără întărire.

Gustul este o prioritate, dar siguranța alimentelor este preocuparea majoră pentru astronauți dincolo de acoperirea îngrijirilor medicale avansate.

NASA are multiple strategii pentru menținerea alimentelor comestibile timp de până la doi ani, după cum este necesar pentru stația spațială.

Articolele gătite sunt plasate într-un pachet flexibil de folie și laminat și termostabilizate într-o oală sub presiune industrială. Căldura din proces distruge microorganismele și face ca ambalajul să fie stabil, precum conservele.

Iradierea este utilizată pentru a face ca preparatele din carne să fie păstrate în condiții de siguranță la temperatura camerei timp de până la doi ani.

Uscarea prin congelare privește bacteriile și alte bug-uri de apa de care au nevoie pentru a se înmulți. Acest tip de alimente funcționează bine pe navetă, deoarece celulele de combustibil ale navei spațiale produc apă ca produs secundar. Dar apa va fi în cantitate redusă pe Marte, ceea ce va face această tehnologie mult mai puțin practică.

Iar mâncarea care va fi trimisă pe Marte va avea nevoie de o perioadă de valabilitate mult mai lungă.

Va dura cel puțin șase până la opt luni pentru a zbura acolo când Pământul și Marte se vor apropia, iar astronauții ar sta probabil pe Planeta Roșie timp de un an și jumătate, astfel încât să poată pleca acasă când planetele sunt din nou aproape . Dacă NASA decide să trimită mâncarea înainte de timp într-o capsulă separată, mesele vor trebui să dureze cinci ani.

Unele articole din meniul stației spațiale ar putea rămâne în siguranță pentru a mânca atât de mult timp. Dar niciunul nu va rămâne apetisant.

Reacția Maillard, o interacțiune chimică între aminoacizi și zaharuri, transformă alimentele în maro, chiar și în interiorul unei cutii sau al altui pachet. Sau o cantitate mică de aer poate declanșa oxidarea, ceea ce transformă alimentele în rânced și degradează vitaminele și mineralele. Dacă apă intră într-o pungă de masă, aceasta poate stimula activitatea microbiologică și poate modifica culoarea, aroma și textura alimentelor.

„Va fi chimie acolo”, a spus Perchonok.

Pentru a încetini reacțiile chimice inevitabile, NASA caută tehnologii mai blânde care să omoare agenții patogeni cu mai puțină căldură, astfel încât alimentele să se degradeze mai mult. Un candidat principal este un proces de sterilizare care se bazează mai mult pe presiune decât temperatură.

După ce mâncarea este sigilată într-o pungă, aceasta este încălzită la 250 grade ușoare timp de aproximativ trei minute. Apoi, punga este plasată într-un tambur, care este apoi umplut cu apă pentru a induce 100.000 de lire pe inch pătrat de presiune timp de aproximativ cinci minute - suficient de lungă pentru a zdrobi celulele oricărui microb periculos care se ascunde în interior.

Au fost necesari nouă ani pentru ca un grup de cercetători guvernamentali, academici și industriali să facă acest sistem de presiune a apei eficient pentru alimentele cu conținut scăzut de acid, care sunt deosebit de ospitaliere pentru anumite tipuri de agenți patogeni. Administrația pentru alimente și medicamente a decis în februarie că armata ar putea utiliza acest proces pentru a face piure de cartofi în stil casnic cu o durată de valabilitate de cel puțin trei ani. Cartofii sunt gata de mâncare imediat ce pachetul este deschis.

„Acum că avem sistemul respectiv în jos, putem căuta alte produse în care putem face același lucru”, a spus Stephen Moody, care conduce dezvoltarea rațiilor de luptă individuale în S.U.A. Army Natick Soldier Research Development and Engineering Center din Massachusetts și împarte adesea expertiza NASA.

O altă tehnologie promițătoare combină radiația cu microunde cu căldura din apă pentru a steriliza pungile cu alimente în cinci până la opt minute în loc de 40 până la 60. Obișnuitele alimente au un gust mai proaspăt și durează mai mult, deoarece sunt supuse căldurii mari pentru mult mai puțin timp.

Oamenii de știință de la Natick și Washington State University au folosit metoda pentru a crea o altă versiune de piure de cartofi, pe care FDA o analizează. Lucrează la macaroane și brânză, pui și găluște.

Aceste tehnologii necesită noi materiale de ambalare care nu se sparg sub presiune ridicată. Pungile din folie nu sunt bune în sterilizatoarele cu microunde, sunt greu de ridicat în spațiu și vor lăsa cenușă în urmă dacă sunt incinerate pe suprafața marțiană. Dar orice va veni cu echipa va trebui să protejeze alimentele de aer și apă la fel de eficient.

Tom Oziomek, om de știință în domeniul ambalajelor din grupul Perchonok, testează un nou tip de material din polietilenă acoperit cu nanoparticule de oxid de aluminiu, care a fost dezvoltat pentru a fi utilizat în industria farmaceutică. Stratul de oxid de aluminiu are multe dintre aceleași proprietăți utile de barieră ca și folia.

Plasticul de înaltă tehnologie poate proteja alimentele până la 18 luni - suficient pentru o excursie lunară, probabil, dar nu și pentru o excursie pe Marte.

„Acest material este probabil 80% acolo”, a spus Oziomek.

Nu este încă clar dacă astronauții de pe Marte vor folosi o bucătărie de tip navetă, unde mesele sunt preparate prin adăugarea de apă rece, adăugarea de apă fierbinte sau încălzirea într-un cuptor improvizat. Ar putea fi inclus un simplu producător de pâine sau un dispozitiv multifuncțional care ar putea transforma boabele de soia în ulei sau tofu și să transforme grâul în paste și cereale pentru micul dejun, a spus Perchonok.

Doar după ce se găsesc tehnologiile adecvate de conservare și ambalare, oamenii de știință din domeniul alimentar pot trece la treaba recalibrării rețetelor vechi și creării de noi. Laboratorul lor seamănă cu o sală de clasă de economie la domiciliu, cu excepția faptului că este echipată cu echipamente specializate, cum ar fi un analizor de umiditate sub vid, un contor de pH, un colorimetru, un analizor de textură, un viscometru și o cameră de testare imensă. Perchonok a spus că anticipează că rețeta de reformulare va începe în 2013.

Între timp, oamenii de știință cântăresc avantajele și dezavantajele suplimentării meselor ambalate cu fructe și legume proaspete. NASA a cultivat prima dată plante în spațiu în anii 1960, iar o echipă de la Kennedy Space Center din Florida a dezvoltat o cameră cu cupolă în care astronauții ar putea cultiva culturi precum salată, roșii, morcovi și ceapă verde hidroponic.

„Acest lucru s-ar adăuga cu adevărat la calitatea vieții și la acceptabilitatea dietei”, a spus Ray Wheeler, fiziologul plantelor care se ocupă de proiect.

Perchonok a recunoscut că echipa sa ar putea să nu atingă unele dintre obiectivele sale. Dar, fiind NASA, există întotdeauna un Plan B.

De exemplu, dacă nu există nici o modalitate de a elimina nevoia de pungi de folie grele, echipa își va sublinia versatilitatea față de planificatorii de misiuni - ca pungi pentru depozitarea probelor de sol marțian, a spus Perchonok.