In de vroege dagen van de ruimtevaart persten astronauten het grootste deel van hun maaltijden uit buizen. Een suikerhoudende drank met sinaasappelsmaak, die commercieel als Tang werd verkocht, werd als een smakelijke traktatie beschouwd. Eten was brandstof en nog weinig meer.
Maar eten in de ruimte is nu veel minder een klusje geworden. Astronauten kunnen zelfs dineren op verschillende gevriesdroogde maaltijden nadat ze zijn gerehydrateerd met heet water. En vanaf een paar jaar geleden kunnen bemanningen in het International Space Station (ISS) genieten van een smaak van voedsel dat eigenlijk vers is.
"Op het ruimtestation worden nu groenten geteeld, met name sla", zegt Carie Lemack, CEO van DreamUp, een organisatie voor algemeen nut die onderwijs en onderzoek in de ruimte biedt aan studenten. “We zien de ruimtesalade. Dat is opmerkelijk. "
Lemack bespreekt de successen en uitdagingen van het produceren van voedsel in de ruimte deze vrijdag op Future Con, een Smithsonian magazine-evenement dat de kruising van wetenschap, technologie en science fiction viert. Future Con maakt deel uit van Awesome Con, Washington, DC's jaarlijkse strip- en popcultuurcongres in het Walter E. Washington Convention Center van vrijdag 30 maart tot zondag 1 april.
Onderzoekers richten zich op een ruimtekeuken die alles behalve saai is, experimenterend met whisky gedistilleerd in de ruimte, kaas gefermenteerd in microzwaartekracht en basilicum gekweekt in een hydrofuge. Lemack wordt vergezeld door Sam Anas, een wetenschapper die al meer dan 40 jaar planten onderzoekt en nu een senior landbouwbioloog is voor BASF, het Duitse chemische bedrijf, en Valkyrie Falciani, die als student aan de Stockton University in New Jersey hielp ontwikkel een experiment, 'Spores in Space', dat vorig jaar in het ruimtestation werd uitgevoerd.
Groeit als spaghetti
Ondanks al zijn vooruitgang blijft de ruimte-gastronomie een werk in uitvoering. Maar het is een hoge prioriteit voor wetenschappers omdat het vermogen om planten in de ruimte te laten groeien, met name in barre omgevingen, essentieel is voor zowel diepe ruimtevaart als de vestiging van kolonies op de maan en Mars.
Zowel Anas als Falciani weten uit persoonlijke ervaring hoe uitdagend iets eenvoudigs als het kweken van een spruit van vegetatie in microzwaartekracht kan zijn. Anas beschrijft een reeks experimenten die hij vorige maand heeft uitgevoerd. Hij legt uit dat gewoonlijk omdat de wortels van een plant meer geotropisch zijn, of meer worden aangetast door zwaartekracht, ze naar de grond groeien. De scheuten van een plant zijn daarentegen meer fototroop, wat betekent dat ze naar licht bewegen.
Maar in microzwaartekracht veranderen dingen. Licht wordt een sterkere kracht. In plaats van naar beneden te groeien in het medium, of in de aarde, kunnen de wortels, zoals Anas het zegt, 'overal naartoe gaan'.
"In één geval hebben we de dingen omgekeerd zodat het licht viel waar de wortels normaal gesproken naartoe zouden gaan, " zegt Anas. “En de scheuten gingen naar beneden in het medium, terwijl de wortels in de lucht in de gesloten container groeiden. Vervolgens hebben we kleur aan het medium toegevoegd om de grond donker te maken om te zien welk effect dat zou hebben op de groei van wortels en scheuten. En de zaden wilden geen bladeren produceren in het donkere medium. Dus zowel de wortels als de scheuten begonnen in de lucht naar het licht te groeien. ”
Falciani herhaalt het punt dat zonder zwaartekracht om ze oriëntatie te geven, planten in de ruimte "soort van spaghetti kunnen groeien." Dat kan stress toevoegen aan het proces en ze minder productief maken.
"En er is een probleem met water in de ruimte, " voegt ze eraan toe. “Het zit eigenlijk overal waar het geplaatst is. Het loopt niet in de grond weg. Je moet het een soort projectie geven. Met ons experiment schudden de astronauten gewoon een buisje, en dat gaf het water voldoende beweging om te verzadigen wat we nodig hadden om te verzadigen. "
Specifiek was het experiment van Falciani, ontwikkeld met klasgenoot Danielle Ertz, ontworpen om de effecten van microzwaartekracht op schimmelsporen te bestuderen. Ze stuurden naar het ruimtestation een container met drie secties - één bevatte lijnzaad, een andere schimmelsporen en de derde was gevuld met water. De sporen moesten worden gecombineerd met het lijnzaad om te groeien en het water was nodig om het proces te activeren. Nadat een astronaut de drie elementen had gemengd, werd de buis 30 dagen in de ruimte opzij gezet. Hetzelfde werd gedaan met een identieke container terug in het lab in New Jersey.
Nadat de container uit het ISS was teruggebracht, werd vastgesteld dat hoewel de schimmelsporen nog steeds levensvatbaar waren, ze niet waren gegroeid. Falciani zegt dat ze proberen te achterhalen waarom dat is gebeurd, maar ze weten wel dat de sporen die de ruimte in werden gestuurd er nu anders uitzien dan die op aarde. Ze meldt dat ze een groter aantal reproductieve structuren in de ruimtesporen hebben gezien, en ze proberen nog steeds te bepalen waarom dat het geval is.
Leven van de aarde
Die analyse van raadselachtige resultaten is een standaardonderdeel van het wetenschappelijke proces, iets dat een belangrijk aspect is van de studentenonderzoeksprojecten die DreamUp ondersteunt. Tot op heden heeft het bedrijf meer dan 375 experimenten in de ruimte gelanceerd vanuit bijna elke staat en een dozijn landen, en biedt het de benodigde hardware, begeleiding bij het ontwerpen van projecten en technische ondersteuning bij het verkrijgen van astronauten bij het ISS of op het nieuwe ruimtevaartuig van Blue Origin om deelnemen aan het onderzoek.
“Een film als The Martian liet mensen meer gaan nadenken over eten in de ruimte. Het bracht aan het licht dat het niet eenvoudig is, 'zegt Lemack. “Er zijn duidelijke verschillen tussen wonen en werken op aarde versus microzwaartekracht versus op Mars. Dat is iets waar we aan moeten denken, en het is een enorme kans voor studenten om een rol te spelen.
"Ons echte doel, " voegt ze eraan toe, "is het bouwen van een pijplijn van studenten die bereid zijn in de ruimte te leven en te werken. En dat betekent niet alleen wetenschappers en ingenieurs. Het betekent mensen die kunnen communiceren over wat er in de ruimte gebeurt. Het betekent koks en gastronomisten. Elk beroep dat we hier op aarde hebben, heeft een analoog in microzwaartekracht nodig. "
Future Con, een driedaags festival voor wetenschap, technologie en entertainment, wordt gehouden als onderdeel van Awesome Con op 30 maart-1 april in het Walter E. Washington Convention Center in Washington, DC
