NASA đã đạt được những tiến bộ to lớn trong suốt năm mươi năm qua liên quan đến khoa học thực phẩm. Đã qua rồi thời của các chất dinh dưỡng trong các ống theo kiểu kem đánh răng và nó có thể an toàn khi cho rằng các phi hành gia của NASA đã phải uống Tang trong nhiều thập kỷ.
Trong một cuộc họp gần đây của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, Maya R. Cooper, nhà khoa học nghiên cứu cao cấp tại Phòng thí nghiệm Hệ thống Thực phẩm Vũ trụ của NASA đã thảo luận về việc các phi hành gia cho ăn sẽ là một trong những vấn đề khó giải quyết nhất trước khi đưa sứ mệnh lên tàu tới Sao Hỏa.
Bất chấp tất cả những tiến bộ mà NASA đã đạt được, những thách thức nào vẫn cần phải vượt qua để đưa phi hành đoàn của một sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa?
Khi chúng tôi lên kế hoạch cho một chuyến đi cắm trại, không có nhiều suy nghĩ về những gì sẽ được ăn trong một ngày cuối tuần, một tuần, hoặc thậm chí là một tháng thời gian. Khoa học thực phẩm hiện đại đã cho chúng ta những sản phẩm an toàn để ăn sau vài tuần, và trong một số trường hợp là vài tháng. Rất dễ dàng để đi đến cửa hàng và tải lên các món ăn ngon và bổ dưỡng, với mong muốn rằng thực phẩm sẽ tương đối an toàn để ăn với những lo ngại nhỏ cho an toàn.
Tuy nhiên, không gian có người lái là chuyến đi cắm trại trung bình của bạn. Ngay cả trong một nhiệm vụ từ một đến hai tuần, các phi hành gia của NASA có thể chỉ cần mở tủ lạnh và biến mình thành một chiếc bánh sandwich lạnh. Các nhà khoa học thực phẩm tại NASA phải đặc biệt chuẩn bị bữa ăn cho các phi hành gia để đảm bảo bữa ăn được an toàn để tiêu thụ trong nhiệm vụ, không chỉ cho phi hành đoàn, mà còn cho môi trường sống của họ. Trung bình có thể hoặc một chai nhạc pop sẽ cung cấp mức độ an toàn và hài lòng cho một phi hành đoàn trong không gian giống như đối với một người trên Trái đất. Mảnh vụn thức ăn có thể làm tắc các bộ lọc không khí hoặc bị kẹt vào các thiết bị nhạy cảm. Về cơ bản, những gì hoạt động tốt cho chuyến đi cắm trại không phải lúc nào cũng hoạt động cho nhiệm vụ ISS và những gì hoạt động cho phi hành đoàn ISS có thể không hoạt động cho nhiệm vụ nhiều năm tới Sao Hỏa.
Trong bài nói chuyện của mình, Cooper đã thảo luận về một số vấn đề như an toàn thực phẩm mà cô và nhóm của mình hiện đang giải quyết. Một số vấn đề khác được thảo luận bao gồm bao bì thực phẩm, dinh dưỡng, trọng lượng, và tất nhiên là đa dạng.
Cooper trích dẫn rằng việc phân bổ thực phẩm hàng ngày hiện tại cho các phi hành đoàn vũ trụ có người lái chỉ dưới bốn pound mỗi ngày. Ước tính một chuyến đi năm năm tới Sao Hỏa sẽ cần hơn 7.000 pound thức ăn cho mỗi thuyền viên. Ngay lập tức, đó là một trở ngại rõ ràng cho rất nhiều tình huống nhiệm vụ. Chúng tôi cần những cách tiếp cận mới. Ngay bây giờ, chúng tôi đang xem xét khả năng thực hiện một hệ thống sinh học có liên quan đến việc trồng trọt trong không gian và có thể vận chuyển một số hàng hóa số lượng lớn đến môi trường sống trên sao Hỏa. Kịch bản này liên quan đến chế biến thực phẩm và chuẩn bị bữa ăn nhiều hơn so với hệ thống thực phẩm hiện tại được phát triển cho các tàu con thoi vũ trụ và Trạm vũ trụ quốc tế.
Ý tưởng đằng sau các hệ thống sinh học là thực vật có thể đa tác vụ, không chỉ cung cấp thức ăn, mà còn loại bỏ khí carbon dioxide và giải phóng oxy, giống như thực vật trên Trái đất. Các nhà máy là ứng cử viên chính cho nhiệm vụ sao Hỏa sẽ có rất ít cấu trúc không ăn được. Cho đến nay, mười nhà máy cần ít phòng và phát triển với công việc tối thiểu đã được xác định. Một vài trong số mười loại cây lý tưởng được xác định là rau diếp, rau bina, cà rốt, cà chua, dâu tây, một số loại thảo mộc và bắp cải.
Một ý tưởng khác mà Cooper đề xuất cho các sứ mệnh có người lái trong tương lai tới Sao Hỏa, sẽ là vận chuyển các sản phẩm thực phẩm trước thời hạn. Gửi đồ tiếp tế trước một nhiệm vụ sẽ dẫn đến ít thực phẩm và bao bì bay trên tàu vũ trụ có người lái hướng tới sao Hỏa. Có một vài câu hỏi liên quan đến việc gửi vật tư trước, cụ thể là điều gì sẽ xảy ra nếu một tàu cung cấp quan trọng không đến được Sao Hỏa và liệu công nghệ bảo quản thực phẩm hiện tại có thể đảm bảo đủ hàm lượng dinh dưỡng cho sứ mệnh lên Sao Hỏa hay không.
Các dự án Công nghệ Thực phẩm Tiên tiến của NASA hiện đang làm việc để giải quyết các vấn đề về đa dạng thực phẩm, trọng lượng, khối lượng, dinh dưỡng và xử lý rác thông qua nghiên cứu và hợp tác học thuật và thương mại bên ngoài, theo ông Cooper Cooper.
Nguồn: Hiệp hội hóa học Mỹ
Ray Sanders là một người đam mê khoa học viễn tưởng, nhà thiên văn học và nhà khoa học vũ trụ. Truy cập trang web của anh ấy Kính gửi nhà thiên văn học và theo dõi trên Twitter (@DearAstronomer) hoặc Google+ để có thêm không gian.
