NASA: s uppdrag till Mars kan drivas av fisk

Rosie Huntington Whiteley och Jason Statham

Kan ett akvarium hjälpa oss att komma till Mars? Ett forskargrupp har undersökt de bästa proteinkällorna för framtida rymduppdrag på lång avstånd. Hittills ser det ut som fisk och skaldjur kan vara svaret.

Nuvarande rymduppdrag beror på lagrade rationer eller leveransuppdrag från jorden för att ge mat, vatten och leveranser till besättningen. För längre uppdrag som resor till Mars är det dock inte möjligt med systemet. Som ett resultat undersöker NASA nu hur astronauter kan odla och skörda sin egen mat ombord för att komplettera deras färdigförpackade rationer.

Växter är enkla att göra växa i rymden , men att hitta en proteinkälla är en mycket större utmaning. Enligt Dr. Luke Roberson och Dr. Tracy Fanara, som arbetade på ny forskning med ett team av tvärvetenskapliga forskare är nyckeln inte bara att välja rätt art utan också att skapa och upprätthålla en miljö där de kan trivas.

Den första utmaningen är att erkänna vilka system som kan vara hållbara, fungera i mikrogravitation och ge näringsinnehållet som kommer att pågå runt ett tvåårigt uppdrag till Mars, förklarar Dr. Det finns också den extra utmaningen att upprätthålla genetisk mångfald i ett slutet ekosystem.

Se även: NASA, Kina och UAE Probes Race to Mars, med februarilandningar i sikte

Det är här fisken kommer in. Fisk kan tas ut i rymden som befruktade ägg och sedan odlas till full storlek ombord. A 2020-studien testade effekterna av vibrationer på europeisk havsabborre och stenbasägg, och efterliknade effekten av en rymdflygning. Teamet från University of Montpelier och det franska forskningsinstitutet för havsutnyttjande (Ifremer) fann att äggen kunde klara de extrema förhållandena och fortfarande kläcka.

Fisk anpassar sig också relativt väl till förändrad gravitation och har en lätt kontrollerad reproduktionscykel. Växtätande fisk som tilapia kan äta växtrester från hydroponiska system som inte är lämpliga för människor. De är också en effektiv proteinkälla och Roberson anser att de bör övervägas för Lunar Base.

Utmaningen med fisk är att de behöver en stor volym vatten, varnar Fanara , som är miljöingenjör och forskare vid Mote Marine Research Laboratory i Florida. De behöver också en god vattenkvalitet, så ytterligare filtermatartyper skulle också behövas för att upprätthålla ett balanserat ekosystem ombord. Enligt Roberson arbetar NASA med växtsystem som kan ge växtproteiner samtidigt som man renar avloppsvatten i hydroponiska system.

Forskarna har också tittat på potentialen för att använda vattenblötdjur som sniglar eller whelks och till och med ätbara insekter för att hjälpa till att driva astronauter i framtida uppdrag. Personligen är räkor min favorit, säger Roberson. Det finns dock ett bra fall för musslor och sniglar med rätt scenario.

Musslor är effektiva filtermatare och sniglar är mycket elastiska och deras proteininnehåll är högt, förklarar Fanara. Jag ser att mångfald av arter är avgörande för ekosystembalansen.

För närvarande använder NASA en kombination av gratis torkade eller förpackade måltider ombord på den internationella rymdstationen (ISS) för att hjälpa till att mata besättningsmedlemmar, men för längre uppdrag kommer det att finnas allvarliga vikt- och volymbegränsningar. Det finns också frågan om astronauternas välbefinnande.

Se även: NASA tar reda på för slutprov före första Artemis Moon Mission 2021

Föreställ dig din middag i sju månader, under resan till Mars, och börja som dina vanliga matval. Sedan en månad in på din resa förstör färsk mat och du har kvar konserverad, förpackad, frystorkad eller fryst mat de närmaste sex månaderna till Mars, ett par dagar på Mars och de sju månaderna tillbaka. Det låter inte aptitretande, säger Roberson och erbjuder en underdrift.

Alternativet är att hitta ett sätt att tillhandahålla färsk mat ombord. Sedan 2014 har NASA arbetat med att odla växter ombord på ISS som ett komplement för att ta itu med denna fråga. Nu kan du kanske bygga in ett mikrogrönt salladsproduktionssystem om du tar tillräckligt med gödselmedel för att odla bönor som proteinkälla.

Emellertid rekommenderar rymdflygningsnäringsriktlinjerna 60 till två tredjedelar av den totala proteinförbrukningen från djur. Det är därför det är viktigt att hitta ett system för proteinproduktion som fungerar.

Naturligtvis har levande organismer ombord andra fördelar utöver måltiderna.

Det är här idén om ett akvarium i rymden blir roligt, säger Roberson. Många hem och företag runt om i landet har akvarier av den enda anledningen till atmosfär och psykologiska effekter. Forskning visar att titta på levande fisk för bara fem minuter kan minska ångest och samtidigt öka avslappningen och förbättra humöret.

Räkor kan också vara till nytta för att skapa ett bekvämt liv på rymdfarkosten. De är väldigt karismatiska och skulle förbättra astronautens upplevelse, säger Fanara och hjälper till att ge astronauterna en känsla av jord.

Att vara fast i ett rymdfarkost i 16-18 månader, människor behöver interaktion, håller Roberson med. Vi ser detta på ISS när astronauterna kommer för att besöka växterna och kontrollera dem. Det ger dem en känsla av hem. Akvarier skulle ha en större inverkan på människans psykologiska balans.

Nästa steg för teamet är att utforma en studie för att se om det är möjligt att skapa ett balanserat och hållbart ekosystem under samma förhållanden som du förväntar dig ombord på en rymdfarkost. Om vi ​​uppnår detta kommer den producerade teknologin att vara ett otroligt steg för rymdresor, men också banbrytande för jordvattenaponsystem, säger Fanara.

För mig är den mest spännande delen av det här arbetet att det är ett första steg mot att designa ett vattenaponsystem som kan användas för att förbättra vattenkvaliteten och tillhandahålla en hållbar matkälla, säger Fanara. Som miljöingenjör är detta ett drömprojekt som kombinerar design med biologi, hydrologi, fysik och kemi för att göra något som ingen någonsin har gjort.