Kinek mi jut eszébe az űrhajós ételekről? Nekem elsőre az, hogy természetesen tubusból szipkázzák ki a különböző izű tápláló zseléket. Pedig a tubusos űrkoszt már jócskán a múlté, manapság a liofilizált készétel divik (úgy a hatvanas évek óta). Az elkészült sült illetve főtt ételeket fagyasztva száritják, és adagonként műanyag tasakokban tárolják. Ezeket az ételeket nem kell hűteni, viszonylag sokáig elállnak, és elég csak egy kis vizet önteni a zacskóba, hogy elkészüljön a vacsora. De friss zöldséghez nem nagyon jutnak az űrhajósok, az biztos. Akkor mi az ott Scott Kelly kezében? Az kérem szépen a nemzetközi űrállomáson termesztett saláta.
Igen, ehető növényeket termesztenek az űrállomáson. A NASA és az ESA hidegháborút idéző versenyt folytat egymással e téren. Mig a NASA salátája már kézzel fogható (és ehető), az ESA mer nagyot álmodni. Az ESA MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) projektje a mentőexpedició (The Martian) cimű Ridley Scott film tematikáját idézi: hosszabb távú űrexpediciókat (Hold- illetve Mars-projekt) szeretnének megkönnyiteni illetve egyáltalán lehetővé tenni azzal, hogy különféle növényeket termesztenek az űrállomásokon és az űrhajókon étkezési és egyéb (potenciálisan oxigén-nyerési) céllal.
Hogy erre miért is van igény? Egyrészt az űrhajón magukkal vihető készletek (ételek, viz, oxigén) végesek, a liofizált ételek eltarthatósága is véges, valamint az űrhajósok bélflórájának sem tesz jót az űrutazás illetve az űrkoszt. A mikroorganizmusok, illetve még speciálisabban a bél mikrobiótájának űrutazások alatt történő változása régóta foglalkoztatja az űrutazást kutatókat. Az Apollo 14 és 15 Hold-expediciójának 6 tagjának utazás előtti illetve utáni mikrobiológiai vizsgálata alapján az űrutazás 3 hete során a bőrről, torokból illetve ürülékből izolált mikroorganizmusok sokfélesége a felére csökkent. A legújabb, mikrobiómra kiterjedő vizsgálatok szerint az űrutazás alatt az űrhajósok belében a baktériumközösség összetétele is megváltozik. Ugyanezt a változást tapasztalták azokon a vizsgált egyéneken, akiket földi körülmények között izolálva tartottak ugyanennyi ideig, és ugyanolyan liofizált űrételt fogyasztottak, mint az asztronauták. Ez azért potenciális veszélyforrás, mert mig a beredezéseket lehet sterilizálni, addig az asztronauták baktériumait nem lehet, de nem is célszerű kiirtani. Viszont ha az ártalmatlan baktériumok mennyisége és sokfélesége lecsökken, nagyobb esélyt kapnak a patogén baktériumok a térnyerésre, és egy űrbeli bélrendszeri fertőzést igencsak jó lenne elkerülni, mondjuk növényi rostokkal, mint prebiotikumokkal. És ha már a bélrendszernél tartunk, az emésztés és kiválasztás során képződő végterméket is jó lenne lebontani és újrahasznositani, főleg, ha földön túli kolóniákról álmodoznak egyesek.
A MELiSSA projekt résztvevői már a munka legelején megállapodtak abban, hogy csak olyan rendszert hajlandóak elfogadni végeredményképpen, amelyik a (növényi és emberi) végtermékeket 100%-ig újrahasznositja, akárcsak egy jól működő tavi ökoszisztéma. A CRLSS (closed regenerative life support systems) névre hallgató rendszer terve a következően néz ki: az űrhajó különboző kamrái a tavi ökoszisztéma különbőző fázisainak felelnek majd meg. A növényi hulladékok és az emberi végtermékek az első külön helységben alkótóelemeikre lebontódnak (különböző anaerob erjesztők végzik a lebontást ásványi anyagokig, zsirsavakig, ammóniumionig és szén-dioxidig). A következő kamrában, a fotoheterotróf helységben a Rhodospirillium rhubrum baktérium segitségével a zsirsavak kerülnek további lebontásra. Innen “az anyag” a nitrifikációs kamrába kerül, ahol a növények számára felvehető állapotú nitrogén-vegyületeket, nitrátokat állitjanak elő ammóniából a nitrogénfixáló Nitrosomonas és Nitrobacter baktrériumok. Az utolsó kamrában, a fotoautotróf kompartmentben történik majd a klasszikus növénytermesztés: a nitrogénben gazdag tápanyagot étkezési célra felhasználható növények és oxigén-termelő kékalgák termesztésére használják majd.
Az űrbéli növénytermesztés ötlete már igencsak korán megfogalmazódott a kutatókban. Először 1960-ban, a Szputnyik 4-gyel vittek fel az űrbe búza-, borsó- és kukoricamagokat, hogy utána megvizsgálják, ki tudnak-e csirázni. Azóta több űrkisérlet is zajlott élő növényekkel, például a Szaljut-7 űrállomáson sikeresen felneveltek lúdfüvet (Arabidopsis thaliana), ami magot is hozott. Több kisérlet is bizonyitotta, hogy a növények képesek az űrben, csökkent gravitáció mellett is növekedni és szaporodni, bár az irodalom szerint kisebb hatékonysággal. Az ok a következő: a súlytalanság hatással van a növények viz- és tápanyagszállitására és a gázcserére. A legnagyobb problémát a gyökérzóna oxigénhiánya okozza, mert ez kihat a tápanyagfelvételre is, és ventillátorral kevésbé hatékonyan orvosolható. Érdekes módon a gravitáció hiánya nem befolyásolja a növények fejlődését, alakját. Hosszútávú problémát jelenthet viszont az űrben a kozmikus sugárzás magasabb szintje, ami a növényi genom gyorsabb változását okozhatja.
Mivel a termőföld, mint termesztési közeg túlságosan nehéz, hogy nagy mennyiségben szállitani lehessen, és túlságosan komplex ahhoz, hogy szabályozni lehessen, vizkultúrás termesztési módszert választottak a projekt kutatói. Az, hogy milyen növények kerülnek majd a gasztronauták negyedik kamrájába illetve tányérjára, még vita tárgya. Minden egyes növénynek megvannak az előnyei és hátrányai. A rizs például hihetetlen vizigényű, és bár a termése nagyon tápláló, de nyersen nem fogasztható, és elkészitése idő- és eszközigényes, a rostban gazdag hulladék pedig igencsak ellenáll a lebontásnak. Mig a paradicsom nyersen fogysztható, a növény a termésén kivül nem ehető, tehát ez esetben is viszonylag sok hulladék keletkezik. A termesztést tekintve a legideálisabb növények a salátafélék: nyersen majdnem az egész növény elfogyasztható, minimális maradék képződik, cserébe viszont nem tápláló. Nem csoda, hogy a NASA pont salátát termesztett a nemzetközi űrállomáson (A NASA Veggie projektje, aminek a keretein belül a salátát termesztették, bár céljaiban megegyezik MELiSSA projekttel, nagyban eltér tőle, ugyanis egyáltalán nem foglalkozik a hulladék és az emberi végtermék hasznositásával).
A projektben olyan növények vesznek részt, amelyeknek
- rövid az életciklusa
- nagy a terméshozama
- patogénekkel szemben ellenálló
- az űrbéli körülményekhez könnyen adaptálódik
- nagy a stressztűrő képessége
- magas a tápanyagtartalma
- kevés a “nem ehető” része.
Az ezeknek a feltételeknek megfelelő növények közül kisérleteznek a búza, durum búza, krumpli és a szójabab termesztésével földi, ún. “űrszimulációs” közegben, ahol folyamatosan alacsony kozmikus sugárzásnak teszik ki a növényeket és különböző módszerekkel szimulálják a mikrogravitációt, ám legutóbb két francia séfet arra kértek meg, hogy állitsanak össze egy hosszútávú Mars-menüt a következő hozzávalókból: rizs, hagyma, paradicsom, krumpli, saláta, spenót és spirulina alga.
Az ételek és a termesztendő növények kiválasztásába az iz és kedvelhetőség faktort is belevették: az űrhajósoknak ugyanis ezeket az ételeket kell sokszor egymás után enniük, tehát nem mindegy, mit is találnak ki az űrgasztrológusok. A kóstolást is speciális, zéró-gravitációt szimuláló körülmények között végzik, ugyanis súlytalanság állapotában a vérkeringés megváltozik, és a fejben, nyakban, nyelvtájékon töb nyirok és vér található, mint a földi körülmények között, igy az izérzékelés is potenciálisan más az űrben, mint a földön. Az eddig kipróbált űrételek közül a toplistát a gnocchi vezeti.
Az ételek elkészitése is kihivás pár esetben, ugyanis az űrjárművek sztenderd felszereltségébe általában egy mikrohullámú sütő tartozik, bár a nemzetközi űrállomás fedélzetén már van hűtő is. Képzeljük el, hogy mennyi mindenre lesz szüksége egy űrhajónak ahhoz, hogy a helyben termesztett búzából pizzát tudjon egy lelkes vállalkozó sütni. Az űri közönség főzöcskézése amúgy is sok egyéb érdekes kérdést vet fel: legyen-e plusz személyzet, akik az ételek termesztésével és főzésével lesznek csak megbizva, vagy az alapvetően kutatói feladatokat ellátó legénység főzzön-e. A hogyant már Sandy Magnus úgy-ahogy kipróbálta (nejon zacskóban mikrozta az olajjal összekevert hagymát), de ettől még kihivás számba mehet majd egy olyan egyszerű feladat isa súlytalanságban, mint lisztből és vizből tésztát gyúrni anélkül, hogy a szellőzőrendszer eldugulna.