Sparčiai augant kosmoso industrijai, vis daugiau dėmesio skiriama ne tik raketoms ir kitoms pažangioms technologijoms, bet ir tam, kas atsidurs astronautų lėkštėse. Maisto technologijų kūrėjai sprendžia klausimą, nuo kurio priklausys ateities misijų sėkmė: ką valgys astronautai, mėnesius ar net metus praleisiantys kosmose?
Dar prieš keliolika metų kosmoso maistas daugeliui atrodė kaip scena iš fantastinio filmo, tačiau šiandien tai – sparčiai auganti aukštųjų technologijų sritis. Ruošiantis naujoms Mėnulio ir ateities Marso misijoms, ieškoma sprendimų, kaip astronautams užtikrinti visavertę mitybą itin sudėtingomis sąlygomis.
„Kai kurie įsitikinę, kad kosmose naudojamas maistas negali būti skanus, o svarbiausia – jo funkcija. Tačiau tai pasenęs mitas, kilęs iš „Mercury“ ir „Apollo“ misijų laikų, kai astronautai maistą spausdavo iš tūbelių. Šiandien maistas Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS) yra labai įvairus ir, pasak astronautų, tikrai skanus“, – teigia Kauno technologijos universiteto (KTU) Maisto instituto Juslinės analizės mokslo laboratorijos jaunesnioji mokslo darbuotoja Aelita Zabulionė.
Anot jos, modernios technologijos leidžia išlaikyti puikias juslines maisto savybes, tad astronautai valgo makaronus su sūriu, jautienos kepsnius, tortilijas, krevečių kokteilius ir pan.
„Kadangi funkcinė mityba tiesiogiai veikia psichologinę astronautų būklę, skoniui skiriamas milžiniškas dėmesys. Jie netgi turi skystos druskos (vandenyje) ir skystų pipirų (aliejuje), nes barstyti prieskonių nesvarumo būklėje negalima“, – pasakoja KTU mokslininkė.
Itin svarbus intensyvus skonis ir tekstūra
A. Zabulionė atkreipia dėmesį, kad kosmose įvyksta fiziologinis fenomenas, vadinamas skysčių persiskirstymu.
„Nesant gravitacijos, kraujas ir organizmo skysčiai pakyla į viršutinę kūno dalį ir galvą. Dėl to astronautų veidai paburksta, o nosies gleivinė nuolat būna užsikimšusi. Kadangi apie 80 proc. to, ką mes vadiname „skoniu“, iš tiesų yra kvapas (užuodžiamas per nosies ertmę retronazaliniu būdu), kosmose maisto skonis stipriai atbunka. Tai prilygsta valgymui stipriai sloguojant“, – sako KTU Maisto instituto mokslininkė.
Dėl šios priežasties mokslininkai, kuriantys kosmoso misijoms maistą, nuolat ieško intensyvių, aštrių ir pikantiškų skonių (daug umami, kapsaicino).
„Ypač svarbi tampa ir tekstūra. Kai skonio receptoriai slopinami, traškumas, stangrumas ir temperatūrų skirtumai tampa pagrindiniais jusliniais dirgikliais, suteikiančiais valgymo malonumą“, – pastebi A. Zabulionė.
Verta paminėti, kad nemaža dalis astronautų maisto prieš vartojimą yra rehidratuojami ir šildomi.
Astronautai susiformuoja savo meniu
Esminis skirtumas tarp kasdienio maisto ir kosmoso mitybos – laikymo sąlygos, svorio optimizavimas ir elgsena mikrogravitacijoje. Žemėje kliaujamės šaldytuvais, o kosmoso maistas privalo būti stabilus kambario temperatūroje ilgą laiką.
„Moksliškai tai pasiekiama griežtai kontroliuojant vandens aktyvumą (aw), vandenilio jonų rodiklį (pH) ir taikant terminį apdorojimą karščiu (autoklavavimą) arba šalčiu (liofilizaciją)“, – tikina A. Zabulionė .
JAV Nacionalinės aeronautikos ir kosmoso administracijos (NASA) duomenimis, būtent liofilizuotas maistas dėl mažo svorio ir ilgo galiojimo jau dabar sudaro didžiąją dalį Tarptautinėje kosminėje stotyje naudojamų maisto atsargų.
Su Europos kosmoso agentūra bendradarbiaujančios ir Europos astronautams liofilizuotus užkandžius gaminančios lietuviškos įmonės „Super Garden“ įkūrėjos ir vadovės Lauros Kaziukonienės teigimu, šiuo metu astronautai Tarptautinėje kosminėje stotyje valgo beveik viską.
„Kiekvienas astronautas susiformuoja savo norimą meniu iš jam pateikto ilgo produktų sąrašo, kuriuos testuoja dar būdamas Žemėje. Taip astronautas renkasi skonines savybes. Tačiau tuo pačiu yra vertinami ir fiziologiniai kiekvieno astronauto poreikiai, kurie dažnai keičiasi jau skrydžio metu“, – sako L. Kaziukonienė.
Kitas kritinis aspektas – fizinė maisto forma. Kosmose negali būti trupinių ar birių dalelių, nes mikrogravitacijoje jie virsta pavojingais objektais, galinčiais pažeisti jautrią įrangą ar patekti į astronautų kvėpavimo takus. Todėl viskas, pasak KTU mokslininkės, yra homogeniška, apvilkta valgomomis plėvelėmis arba turi pakankamai drėgmės, kad suliptų.
Maistui – fiziologinė ir socialinė paskirtis
Be abejonės, kosmose labai svarbus ir maistingumas – siekiant sterilumo ir ilgo tinkamumo laiko ten naudojamas maistas yra stipriai apdorojamas. Astronautų kūnai ir taip patiria didelius išbandymus, tad maistas turi būti itin gerai subalansuotas visomis prasmėmis – tiek pagrindinės maistinės medžiagos, tiek vitaminai ar mikroelementai.
A. Zabulionė pažymi, kad taip pat didelis dėmesys skiriamas maisto įvairovei, kuri svarbi ne tik mitybiniu, bet ir psichologiniu astronautų gerovės lygmeniu.
„Pavyzdžiui, besiruošiantys „Artemis II“ misijai minėjo, kad jiems valgymas kartu su kitais komandos nariais yra svarbus ir reikalingas ritualas, kuris ne tik padeda jaustis geriau, bet ir saugoti komandos dvasią. Tad kaip ir Žemėje, taip ir kosmose – maistas atlieka ir fiziologinę, ir socialinę savo paskirtį“, – tikina KTU mokslininkė.
„Super Garden“ vadovė L. Kaziukonienė atkreipia dėmesį, kad jų kuriami užkandžiai tarsi platforma, kurioje galima integruoti personalizuotus astronauto poreikius, atsižvelgiant į fiziologinius ar sensorinius poreikius.
„Kosmoso užkandžiai yra sukurti mūsų turimo patento pagrindu. Tai 1 cm dydžio ir 1 g kubeliai iš liofilizuotų produktų miltelių su padidinta biologine verte ir papildomai integruotais inovatyviais baltymais. Užkandžiai yra didelės koncentracijos natūralių ingredientų subalansuotas derinys iš skaidulų, baltymų ir gerųjų riebalų. Juos galima vartoti tiesiogiai be papildomo apdirbimo ar rehidratavimo“, – sako L. Kaziukonienė.
Liofilizuoti galima net silkę ar šaltibarščius
„Super Garden“ pirmuosius organiškus, liofilizuotus užkandžius iš vaisių ir uogų „BITES“ sukūrė dar 2019 m. kartu su KTU mokslininkais.
„Tai vėliau paklojo pagrindą šiuo metu mūsų patentuotiems produktams“, – tikina L. Kaziukonienė.
Liofilizacija, dar kitaip vadinama džiovinimu šaltyje, yra technologija, kurią NASA išvystė astronautų maistui kosmoso misijų metu. Tad kosminių misijų, taip pat kaip ir neseniai vykusios „Artemis II“ įgulos nariai, vartojo nemažai liofilizuotų produktų.
„Liofilizuoti galime labai įvairius maisto produktus. Daug ką stebina liofilizuotas šampanas ar kitas alkoholis, kuris virsta milteliais. Iš keistesnių, bet komerciškai sėkmingų produktų, kuriuos esame liofilizavę, galėčiau išskirti silkę ir šaltibarščius“, – pasakoja „Super Garden“ vadovė.
Įmonė šiuo metu toliau tobulina savo turimus užkandžius, kad jie būtų pritaikyti ilgojo nuotolio misijoms, kuomet dalis maisto privalės būti užauginta ir pagaminta kosminiuose laivuose – tai itin didelis iššūkis.
Diegiamos pažangios technologijos
Be tradicinės liofilizacijos, šiandien kuriant tvarius, ilgalaikius ir saugius kosmoso maisto sprendimus, pasak KTU mokslininkės, diegiamos ir pažangios terminio apdorojimo technologijos, tokios kaip sterilizavimas naudojant mikrobangas ir šilumą (angl. Microwave Assisted Thermal Sterilization, MATS) ir apdorojimas aukštu slėgiu (angl. High-Pressure Processing, HPP).
„Jos leidžia sunaikinti patogenus ir gedimą sukeliančius mikroorganizmus naudojant mažesnį karštį ar trumpesnį laiką, taip išsaugant vitaminus, tekstūrą ir natūralią spalvą“, – teigia A. Zabulionė.
Ji pastebi, kad taip pat didžiulė pažanga vyksta pakuočių inžinerijoje – kuriamos ypač aukštu barjeriniu efektyvumu pasižyminčios metalizuotos laminatų plėvelės, kurios beveik 100 proc. blokuoja deguonies ir drėgmės migraciją, užtikrindamos produktų saugą net keleriems metams.
Šiuo metu Tarptautinė kosminė stotis, pasak KTU mokslininkės, turi prabangą – maistas ten nuolat atskraidinamas krovininiais laivais. Tačiau „Artemis II“ misija į Mėnulio orbitą ir būsimos misijos į Marsą keičia žaidimo taisykles: atsargų papildymo nebus, o laivų masė yra griežtai ribojama.
„Tad technologinis dėmesys perėjo į ekstremalų masės mažinimą ir kaloringumo tankio didinimą. Pavyzdžiui, kuriamos specialios, labai didelio kaloringumo ir maistinių medžiagų tankio pusryčių plytelės (angl. meal replacement bars), kurios pakeičia visą pusryčių racioną, taip sutaupant daug vietos. Taip pat orientuojamasi į ilgesnį tinkamumo laiką (iki 5 metų), sprendžiant vitaminų degradacijos ilgalaikio saugojimo metu problemą“, – tikina KTU Maisto instituto mokslininkė A. Zabulionė.
