Поддерживать сбалансированную диету на Земле может быть достаточно сложно, однако в космосе делать это ещё сложнее, особенно когда речь идёт о дальних полётах. И хотя в последние годы космическое сельское хозяйство добилось успехов, выращивание свежих культур в космосе — непростая задача, и каждый кусочек еды или воды, хранящийся в космическом корабле, увеличивает массу, тем самым утяжеляя корабль во время его полёта за пределы орбиты.
Недавно учёные изучили возможные блюда с высоким содержанием питательных веществ, пригодные для длительных космических путешествий, таких как потенциальные полеты на Марс, которые одновременно удовлетворяют потребности астронавтов в питании и вкуснее существующих альтернатив. Они протестировали 10 блюд, чтобы определить, какое из них будет оптимальным для мужчин-астронавтов; в будущем же они планируют специально изучить питание женщин-астронавтов. Лучшая еда поможет космическим путешественникам получить калории и разнообразные питательные вещества, необходимые им во время одиссей, и использовать культуры, которые можно выращивать в космосе с минимальным использованием воды.
В конечном итоге лучшей космической едой оказался сытный салат из капусты, согласно их исследованию, опубликованному 13 декабря в журнале ACS Food Science & Technology.
«Эти оценки являются важными шагами на пути к осуществимости долгосрочных пилотируемых космических полётов, например, на Марс», — пишут авторы.
У космических путешественников другие потребности в питании, чем у людей на Земле. Всё потому, что астронавты сталкиваются с уникальными факторами стресса, включая вибрацию, шум, невесомость, космическое излучение и резкие изменения температуры, присущие космическим полётам. Исследования показывают, что мужчине-астронавту необходимо потреблять около 2,6 фунтов (1,2 килограмма) еды в день, чтобы поддерживать массу тела и уровень энергии. Такая диета должна включать в себя более чем вдвое больше углеводов и белков, чем требуется обычному человеку на Земле.
Имея это в виду, команда экспертов оценила различные питательные ингредиенты, используя статистическую модель, которая также измеряла способность продуктов выращиваться в космосе или храниться в течение длительного времени на космическом корабле. Эта модель дала возможность приготовить 10 «космических блюд»; 4 были вегетарианскими, а 6 — из растений и мяса.
По сравнению с растениями, мясо обычно обеспечивает более высокую концентрацию определённых ключевых питательных веществ, таких как белок и витамин B12. Однако для хранения продуктов животного происхождения «требуется большое пространство для долгосрочных космических полетов», что делает их сложными ингредиентами для регулярного включения в рацион космонавтов, пишут авторы исследования. (Кроме того, пока не существует эффективных методов выращивания мяса в лабораторных условиях, хотя эта область развивается.)
Команда не смогла включить в рацион питания выпечку, такую как хлеб, потому что крошки могут плавать в условиях микрогравитации и повредить оборудование на космическом корабле.
С другой стороны, сельскохозяйственные культуры вполне можно выращивать во время космических путешествий. Учитывая все эти факторы, модели исследователей определили, что оптимальным блюдом, отвечающим потребностям астронавтов в питании и при этом пригодным для космических путешествий, является вегетарианский салат, приготовленный из соевых бобов, мака, ячменя, капусты, арахиса, сладкого картофеля и семян подсолнечника, но, что особенно важно, без заправки для салата.
«Я думаю, что их выбор был очень удачным, — сказала Live Science Кэтлин Картер (Kathleen Carter), исследователь питания из Центрального государственного университета в Огайо, которая не участвовала в исследовании. — Я считаю, что по мере того, как мы начнём продлевать время нашего пребывания в космосе, нам придётся перейти на растительную продукцию. Мы должны иметь возможность выращивать наши собственные ресурсы.»
Помимо питательной ценности, исследователи изучили ещё один фактор, определяющий идеальное питание астронавта: вкус. Они накормили четырех добровольцев оптимизированным космическим салатом и записали их отзывы о его вкусовых качествах. В целом, результаты были положительными, при этом один из добровольцев сказал, что им «понравился сладкий вкус картофеля и его свежесть».
Однако исследователи отметили некоторые ключевые ограничения в отношении этого варианта питания.
Хотя некоторые растения, включая китайскую капусту и помидоры, выращивались в космосе в последние десятилетия, до сих пор не существует надёжной и эффективной системы выращивания, позволяющей максимизировать урожайность в этих условиях, отмечают они в исследовании. Кроме того, в оптимизированном салате по-прежнему отсутствуют некоторые витамины и минералы, ежедневно необходимые астронавту, хотя их можно было бы обеспечить с помощью добавок, пишут авторы.
По словам Картер, в будущих исследованиях также следует учитывать культурные и индивидуальные диетические потребности каждого астронавта. По её словам, их космическое меню должно учитывать любые аллергии, личные предпочтения или диетические ограничения.
«Различным культурам будут нужны разные виды продуктов питания, — сказала Картер. — Очень важно будет следить за тем, чтобы еда выглядела хорошо, имела хороший вкус [и] чтобы она действительно была тем, что они хотят есть, а также была очень питательной.»
Согласно заявлению, исследователи планируют использовать свои модели для разработки рационов питания для женщин-астронавтов и включить в свой алгоритм больше сельскохозяйственных культур.
