Τρώνε καλά οι αστροναύτες;

Η αστροναύτης και μηχανικός Πέγκυ Γουάιτσον (αριστερά) και ο επικεφαλής της αποστολής κοσμοναύτης Βαλέρι Κορζούν απολαμβάνουν χάμπουργκερ και ιπτάμενες ντομάτες.

Ένα σάντουιτς με κορν-μπιφ που μπήκε λαθραία σε διαστημόπλοιο στις 23 Μαρτίου 1965, με δύο αστροναύτες σε ολιγόωρη πτήση στο πλαίσιο του προγράμματος Gemini ΙΙΙ,  έχει μείνει στην Ιστορία. Όχι μόνο γιατί όλοι κατάλαβαν από τότε πως η διακίνηση τροφίμων στο Διάστημα δεν είναι παίξε-γέλασε αλλά και γιατί έβαλε σε μπελάδες αρκετό κόσμο. Την τριάδα αποτελούσαν ο Γκρίσομ, ο Γιανγκ και ο Σίρα. Ο Σίρα που δεν θα πετούσε πήγε και αγόρασε ένα σάντουιτς με κορν-μπιφ μέσα. Ήξερε ότι άρεσε στον Γκρίσομ και το έδωσε στον Γιανγκ με την υπόδειξη να το κρύψει και να του κάνει έκπληξη στη διάρκεια της πτήσης. Τότε οι πτήσεις αυτές διαρκούσαν μερικές ώρες μόνο και εκείνη την ημέρα θα δοκίμαζαν και το πώς θα διαχειρίζονταν σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας το γεύμα τους αλλά και την τακτοποίηση των υπολειμμάτων μετά. Και εκεί που ετοιμάζονταν να καταναλώσουν το προγραμματισμένο φαγητό, πόδι κοτόπουλου, χοτ ντογκ, μπισκοτάκια με κομμάτια σοκολάτας και κομπόστα μήλου, όλα σε ομοιόμορφα, εντελώς λεία και άνοστα κυβάκια, βγαίνει το σάντουιτς, το κρυμμένο σε κάποια τσέπη του Γκρίσομ. Μόνο που ήταν εντελώς ακατάλληλο για περιβάλλον με έλλειψη βαρύτητας  και πριν αρχίσουν τα ψίχουλα και το κορν-μπιφ διαλυόμενα να δημιουργούν μεγαλύτερο πρόβλημα έσπευσαν να το πετάξουν, ενώ όμως ακουγόταν ο σχετικός διάλογός τους από το Κέντρο Παρακολούθησης. Έτσι στην επιστροφή έγινε χαμός. Έφθασε το θέμα στη Γερουσία και είπε μάλιστα κάποιος γερουσιαστής ότι ξοδεύουμε τόσα χρήματα και, αν δεν μπορείτε να ελέγξετε ούτε δύο αστροναύτες, πώς θα διαχειριστείτε τα δισεκατομμύρια που μας ζητάτε; Από τότε γίνεται αυστηρός έλεγχος και στους αστροναύτες πριν από την πτήση για να αποφευχθούν και άλλα τέτοια.

A flying burrito

Ο καλός ο αστροναύτης...

Το φαγητό κάποτε ήταν κάτι δευτερεύον διότι οι πτήσεις κρατούσαν λίγο. Μόλις 700 γραμμάρια τροφής ήταν η μερίδα για κάθε αστροναύτη. Και όπως έλεγαν κυνικά οι διατροφολόγοι στη NASA εκείνης της εποχής,  ο καλύτερος αστροναύτης είναι ένας που έχει δυσκοιλιότητα. Είχαν μάλιστα κάνει μακροχρόνιες έρευνες όχι μόνο ως προς το ποιες τροφές δίνουν το μικρότερο υπόλειμμα  που θα πρέπει να βγει διά της φυσικής οδού αλλά και το ποιες τροφές οδηγούν τον οργανισμό στην παραγωγή αερίων διότι στις πρώτες πτήσεις με χώρο όχι μεγαλύτερο από αυτόν ενός σπορ αυτοκινήτου η κατάσταση μπορούσε να καταλήξει ως και ανυπόφορη.

Έτσι έχουν εδώ και χρόνια καταλήξει ότι μια απόλυτα αποδεκτή από αυτή την άποψη τροφή είναι μια καλή μπριζόλα. Η ζωική πρωτεΐνη και το λίπος χωνεύονται σχεδόν στον απόλυτο βαθμό, κάπου κοντά στο 90%. Κρέας ψητό σε μερίδα των 275 γραμμαρίων αφήνει τελικό υπόλειμμα στα έντερα κάπου 27,5 γραμμάρια. Έφθασαν μάλιστα οι διατροφολόγοι της NASA να συνεργάζονται και με τους κατασκευαστές ζωοτροφών γιατί διαπίστωσαν ότι είχαν κοινά προβλήματα! Και εκείνοι προσπαθούν να μειώσουν τα απόβλητα των κατοικιδίων και να ρυθμίσουν ακόμη και τον χρόνο εξαγωγής τους! Είναι χαρακτηριστικό ότι και οι δύο για παράδειγμα, όταν θέλουν να βάλουν και άμυλο στη διατροφή, συνδυάζουν το κρέας με ρύζι (π.χ., αρνάκι με ρύζι είναι μια συνηθισμένη κονσέρβα) και όχι με μακαρόνια, διότι από τα αμυλώδη το ρύζι δίνει τα λιγότερα στερεά υπολείμματα. Ακόμη καλύτερο από αυτή την άποψη είναι μόνο το αβγό που χωνεύεται σχεδόν ολοκληρωτικά. Γι’ αυτό και έχουν καταλήξει ότι το καταλληλότερο πρωινό πριν από μια εκτόξευση όπου ο αστροναύτης μπορεί να χρειαστεί να μείνει ακόμη και οκτώ ώρες ακίνητος περιμένοντας  για τους τελικούς ελέγχους και τις τυχόν αναβολές είναι μπριζόλα και αβγά.

Το πρόβλημα της κόκα-κόλα

Θερμοκήπια στον Άρη. Βρίσκονται μέσα στα σχέδια μιας μελλοντικής επανδρωμένης αποστολής στον Κόκκινο Πλανήτη.

Υπάρχουν όμως και άλλα απρόοπτα στη διατροφή των ανθρώπων όταν βρεθούν σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Αυτό μεταξύ άλλων έμαθε και η εταιρεία Coca-Cola, που ξόδεψε 450.000 δολάρια κάποτε για να φτιάξει ένα ειδικό δοχείο από όπου θα μπορούσες να πίνεις στο Διάστημα το αναψυκτικό της διότι η έλλειψη βαρύτητας εμποδίζει το διοξείδιο του άνθρακα να κάνει το δικό του αφρώδες και ευφραντικό για πολλούς πέρασμα.

 Αλλά ακόμη και όταν τα κατάφεραν με το ειδικό δοχείο διαπίστωσαν πως το πρόβλημα ήταν πλέον βιολογικό. Διότι οι αστροναύτες δεν μπορούσαν να… ρευτούν κανονικά. Στην προσπάθειά τους προηγείτο πάντα ένα σιντριβανάκι από το ποτό, που γέμιζε επιπλέον τον θάλαμο με αναρίθμητες μικρές και ενοχλητικές σταγόνες. Και σταγόνες και ψίχουλα που περιφέρονται είναι ο φόβος και ο τρόμος των υπευθύνων της πτήσης γιατί μπορούν να προκαλέσουν ως και μηχανικές βλάβες.

Photograph from NASA: 2Explore on Flickr

Το ταξίδι στον Άρη

Σήμερα όμως ο πρόεδρος Ομπάμα έχει ήδη δώσει το σύνθημα για… προσεδάφιση στον Άρη στα μέσα της δεκαετίας του 2030 και εκεί βέβαια ένα από τα μεγάλα προβλήματα είναι και το πώς θα καταφέρεις να έχεις για 520+520 ημέρες προμήθειες για το πλήρωμα. Οι πρακτικές που εφαρμόζονται στον Διαστημικό Σταθμό σήμερα δεν μπορούν να εφαρμοστούν κατευθείαν και στην πτήση προς τον Άρη. Ναι μεν έχει αυξηθεί και η ποσότητα, που από τα 700 γραμμάρια στις απλές ολιγόωρες εκτοξεύσεις και επιστροφές έφθασε στις πτήσεις Απόλλων στα 1.100 γραμμάρια την ημέρα, ενώ για τον Διαστημικό Σταθμό είναι πλέον στα 1.800 γραμμάρια τουλάχιστον, αλλά και το διαιτολόγιο των αστροναυτών  βελτιώθηκε. Αφού χρησιμοποιούνται πλέον θερμό-σταθεροποιημένες τροφές. Δηλαδή, σούπες ή άλλα κανονικά πιάτα σφραγισμένα σε πλαστικές θήκες που έχουν περάσει θερμική επεξεργασία έτσι ώστε η υψηλή θερμοκρασία να έχει σκοτώσει τα μικρόβια αλλά δεν τους έχει αφαιρεθεί το νερό, ενώ η γεύση κυρίως αλλά και το βάρος τους είναι μεγαλύτερο. Έτσι όμως με έξι αστροναύτες για ένα ταξίδι μετ’ επιστροφής στον Άρη, που θα διαρκεί κοντά στις 1.000 ημέρες, θα απαιτηθεί μια ποσότητα τροφίμων κοντά στους 20 τόνους.
Το πρόβλημα δεν είναι εύκολο να λυθεί. Τα φρούτα και τα λαχανικά είναι καλά για τον ανθρώπινο οργανισμό, αλλά οι διατροφολόγοι της NASA τρομάζουν όταν σκέπτονται πόσο λάχανο πρέπει να φάει ένας αστροναύτης για να φθάσει τις 2.000 θερμίδες. Από την άλλη, η σοκολάτα είναι πυκνή σε θερμίδες αλλά φτωχή σε άλλα χρήσιμα συστατικά. Στο πείραμα Mars 520, που έληξε τον περασμένο Νοέμβριο, είχαμε έξι ανθρώπους που εθελοντικά έμειναν κλεισμένοι μέσα σε έναν περιορισμένο χώρο για 520 ημέρες, όσο δηλαδή θα διαρκούσε ένα ταξίδι ως τον πλανήτη Άρη. Εκεί βέβαια τους έδιναν το φαγητό τους κάθε ημέρα, αλλά έγινε και κάποια προσπάθεια να διαπιστωθεί αν θα μπορούσαν να παράγουν τροφή και από καλλιέργειες μέσα στον απελπιστικά μικρό χώρο ενός διαστημοπλοίου.

Υδροπονικοί πρωταθλητές

Το γεύμα στον Διαστημικό Σταθμό περιλαμβάνει πολλές... κολλητικές ταινίες. Διαφορετικά δεν υπάρχει τρόπος να παραταχθούν τα τρόφιμα ώστε να θυμίζουν τραπέζι!

Στη διάρκεια της παραμονής των αστροναυτών στον Διαστημικό Σταθμό έγιναν πολλές προσπάθειες καλλιέργειας φυτών που δίνουν τροφή στον άνθρωπο. Καλλιέργειες χωρίς χώμα βέβαια και με τη βοήθεια μόνο του νερού (υδροπονία). Τα φυτά που κερδίζουν την προτίμηση των ειδικών είναι προς το παρόν μαρούλι, σπανάκι, καρότα, ντομάτες, κρεμμυδάκια, ραπανάκια, πιπεριές, φράουλες, χόρτα και λάχανο. Επίσης σε ένα γράφημα που έχουν καταρτίσει με άξονες την πυκνότητα ενέργειας σε χιλιοθερμίδες ανά γραμμάριο τροφής και περιεκτικότητα σε απαραίτητα ιχνοστοιχεία προς το παρόν φαίνεται ότι πιο καλά συμπεριφέρονται οι ξηροί καρποί. Και λέμε προς το παρόν διότι ακόμη ψάχνουν για καλύτερες προτάσεις και συνδυασμούς.
Έχουν γίνει μάλιστα και πειράματα για να δουν πόσο μια πτώση της πίεσης μέσα στο διαστημόπλοιο θα μπορούσε να επηρεάσει την υγεία των φυτών. Αν, δηλαδή, κάποια στιγμή από βλάβη στα συστήματα η τεχνητή εσωτερική πίεση από τα 98 κιλο-Πασκάλ έπεφτε για τριάντα λεπτά, ώσπου να αποκατασταθεί η βλάβη, στο 1,5 κιλο-Πασκάλ. Διότι τότε, εκτός των άλλων, έχουμε και ένα «βράσιμο» (χωρίς αύξηση της θερμοκρασίας) στο νερό που βρίσκεται μέσα στις ρίζες και αυτό δεν είναι καλό αλλά, όπως αποδείχθηκε, δεν είναι και μοιραίο. Δηλαδή, τα φυτά παρουσίασαν μια τάση να μαραθούν αλλά τελικά κατάφεραν να επιβιώσουν.

«Χρωματοθεραπεία» στις καλλιέργειες

Ένα άλλο πρόβλημα όμως σε πραγματικές συνθήκες θα είναι το ότι πρέπει το νερό να φθάνει στις ρίζες και ο φωτισμός να είναι ο κατάλληλος. Έτσι έχουν επινοήσει ένα σύστημα με πολύ λεπτούς σωλήνες που εκμεταλλεύονται το τριχοειδές φαινόμενο όπου το νερό μπορεί να προχωρεί σε έναν σωληνίσκο ανεξάρτητα από τη βαρύτητα προωθούμενο από άλλες δυνάμεις (δυνάμεις συνάφειας), ενώ για τον φωτισμό έχουν καταλήξει ότι ο καταλληλότερος είναι από διόδους που καταναλώνουν ελάχιστη ενέργεια, με το μπλε χρώμα να βοηθάει στον καλύτερο προσανατολισμό των φυτών ως προς τη φωτεινή πηγή και το κόκκινο για να διεγείρει πιο αποτελεσματικά την παραγωγή της χλωροφύλλης.

Συσκευασίες υπέρψυξης

The International Space Station's "kitchen"

Προς το παρόν θεωρούν ότι για το μακρινό αυτό ταξίδι θα χρειαστεί το πλήρωμα να τρώει και λαχανικά δικής του παραγωγής αλλά και τροφές έτοιμες από πριν. Για τις έτοιμες όμως από πριν τροφές προκύπτουν άλλα προβλήματα, όπως αυτό της συσκευασίας. Ως σήμερα η εγγύηση που δινόταν ήταν για 18 μήνες. Τώρα θα απαιτείται εγγύηση για την καλή τους κατάσταση ως και πέντε χρόνια. Πώς θα αντιμετωπιστεί κάτι τέτοιο; Μάλλον θα βελτιωθούν οι συνθήκες δημιουργίας κενού, ενώ για τη συσκευασία πιο κατάλληλος φαίνεται να είναι ένας συνδυασμός πλαστικού ανάμεικτου με οξείδιο του αλουμινίου. Επειδή όμως υπάρχει η ιδέα πως για λόγους ψύξης τα τρόφιμα θα είναι εκτεθειμένα στις θερμοκρασίες του Διαστήματος, πρέπει όλες αυτές οι συσκευασίες να αντέχουν για χρόνια σε -80 βαθμούς Κελσίου περίπου και αυτό ακόμη πρέπει να περάσει χρόνος για να μπορεί να διαπιστωθεί και να εξασφαλιστεί. Και βέβαια πέρα από όλα αυτά είναι και ένας εντελώς ανθρώπινος παράγοντας που ακόμη μένει να αντιμετωπιστεί: η πλήξη του να τρως για μήνες και μήνες τα ίδια ακριβώς πράγματα ενώ η εποχή του σάντουιτς με κορν-μπιφ έχει παρέλθει. Γι’ αυτό γράφτηκε και ότι οι αστροναύτες που θα ξεκινήσουν για την περιπέτεια του Αρη θα πρέπει να είναι και... γαστροναύτες.

ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ ΔΙΑΤΡΟΦΗ

Παράξενα και απρόβλεπτα

* Η έλλειψη βαρύτητας παραμορφώνει εντελώς την αίσθηση που έχουμε για τις τροφές εδώ στη Γη διότι τα περισσότερα αρωματικά συστατικά διασκορπίζονται.
* Τα μικρόβια παρουσιάζονται πιο ανθεκτικά σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Υποθέτουν πως συμβάλλει σε αυτό και η αυξημένη εξωτερική ακτινοβολία που δέχονται στο Διάστημα.
* Προτιμώνται φαγητά ανάλατα για αστροναύτες που παραμένουν επί μακρόν στο Διάστημα. Διότι το πολύ αλάτι ευνοεί την αύξηση στην πίεση και την αποβολή του ασβεστίου με τα ούρα.
* Για τον ίδιο λόγο ευνοούσαν μια εποχή την πρόσληψη καλίου μέσα από αυξημένες δόσεις εσπεριδοειδών, αλλά διαμαρτυρήθηκαν οι αστροναύτες διότι τους δημιουργούσαν ανυπόφορη κατάσταση τα αέρια που παράγονταν.
* Για το θέμα των αερίων έγιναν από τη NASA εκτενείς μελέτες που έδειξαν ότι περίπου οι μισοί άνθρωποι λόγω της ύπαρξης ορισμένων βακτηριδίων στο έντερό τους δεν παράγουν με την αποικοδόμηση των τροφών μεθάνιο. Αυτοί θεωρητικά είναι πιο ευπρόσδεκτοι για συνεπιβάτες σε ένα διαστημόπλοιο.
* Ένα μέρος από το νερό που πίνουν οι αστροναύτες προέρχεται από ανακύκλωση των ούρων τους.
* Οι λιπαρές τροφές ευνοούνται διότι πιάνουν λιγότερο χώρο και δίνουν περισσότερες θερμίδες.

Πηγή: Το Βήμα NASA
 http://www.nasa.gov/audience/forstudents/postsecondary/features/F_Food_for_Space_Flight.html