BOSTON – 5. FEBRUAR: Ein Taucher schwimmt kopfüber in dem großen Tank, der von seinen Flossen aus gesehen wird, während Fische an einer der Ausstellungen des New England Aquarium in Boston vorbeischwimmen.David L. Ryan/The Boston Globe über Getty Images Bernie Sanders Simon und Garfunkle
Könnte uns ein Aquarium helfen, zum Mars zu gelangen? Ein Forscherteam hat nach den besten Proteinquellen für zukünftige Langstrecken-Weltraummissionen gesucht. Bisher sieht es so aus, als könnten Fisch und Schalentiere die Antwort sein.
Aktuelle Weltraummissionen hängen von gelagerten Rationen oder Nachschubmissionen von der Erde ab, um die Besatzung mit Nahrung, Wasser und Vorräten zu versorgen. Für länger andauernde Missionen wie Reisen zum Mars wird dieses System jedoch einfach nicht durchführbar sein. Infolgedessen untersucht die NASA jetzt, wie Astronauten ihre eigenen Lebensmittel an Bord anbauen und ernten könnten, um ihre abgepackten Rationen zu ergänzen.
Pflanzen sind einfach genug zu im Weltraum wachsen , aber eine Proteinquelle zu finden ist eine viel größere Herausforderung. Laut Dr. Luke Roberson und Dr. Tracy Fanara, die an der neue Forschung Mit einem Team von multidisziplinären Wissenschaftlern liegt der Schlüssel nicht nur in der Auswahl der richtigen Arten, sondern auch in der Schaffung und Erhaltung einer Umgebung, in der sie gedeihen können.
Die erste Herausforderung besteht darin, zu erkennen, welche Systeme nachhaltig sein können, in der Schwerelosigkeit funktionieren und den Nährstoffgehalt liefern, der für eine zweijährige Mission zum Mars ausreicht, erklärt Dr. Roberson, Senior Principal Investigator for Flight Research bei der NASA. Hinzu kommt die Herausforderung, die genetische Vielfalt in einem geschlossenen Ökosystem zu erhalten.
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Hier kommen Fische ins Spiel. Fische können als befruchtete Eier ins All gebracht und dann an Bord zu voller Größe heranwachsen. EIN Studie 2020 testeten die Auswirkungen von Vibrationen auf europäische Wolfsbarsch- und Steinbarsch-Eier und ahmten die Wirkung eines Raumflugstarts nach. Das Team der Universität Montpelier und des französischen Forschungsinstituts für Meeresnutzung (Ifremer) stellte fest, dass die Eier den extremen Bedingungen standhalten und trotzdem schlüpfen.
Fische passen sich auch relativ gut an veränderte Schwerkraft an und haben einen leicht zu kontrollierenden Fortpflanzungszyklus. Pflanzenfressende Fische wie Tilapia können die Pflanzenreste aus hydroponischen Systemen fressen, die für den Menschen nicht geeignet sind. Sie sind auch eine effiziente Proteinquelle und Roberson glaubt, dass sie für die Lunar Base in Betracht gezogen werden sollten.
Die Herausforderung bei Fischen besteht darin, dass sie viel Wasser benötigen, warnt Fanara , der Umweltingenieur und Forschungswissenschaftler am Mote Marine Research Laboratory in Florida ist. Sie brauchen auch eine gute Wasserqualität, so dass auch zusätzliche Filtrierer-Arten benötigt werden, um ein ausgewogenes Ökosystem an Bord zu erhalten. Laut Roberson arbeitet die NASA an Pflanzensystemen, die Pflanzenproteine liefern und gleichzeitig Abwasser in Hydrokultursystemen reinigen können.
Die Forscher haben auch das Potenzial untersucht, aquatische Weichtiere wie Schnecken oder Wellhornschnecken und sogar essbare Insekten zu verwenden, um Astronauten bei zukünftigen Missionen mit Treibstoff zu versorgen. Ich persönlich mag Garnelen am liebsten, sagt Roberson. Es gibt jedoch gute Gründe für Muscheln und Schnecken, wenn das richtige Szenario vorausgesetzt wird.
Muscheln sind effektive Filtrierer und Schnecken sind sehr widerstandsfähig und haben einen hohen Proteingehalt, erklärt Fanara. Ich sehe die Artenvielfalt als essentiell für das Gleichgewicht des Ökosystems.
Derzeit verwendet die NASA an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) eine Kombination aus getrockneten oder verpackten Mahlzeiten, um die Besatzungsmitglieder zu ernähren, aber für längere Missionen wird es ernsthafte Gewichts- und Volumenbeschränkungen geben. Es geht auch um das Wohlbefinden der Astronauten.
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Stellen Sie sich Ihr Abendessen für sieben Monate während der Reise zum Mars vor, das wie Ihre normale Essensauswahl beginnt. Dann, einen Monat nach Ihrer Reise, verdirbt das frische Essen und Sie haben Konserven, verpackte, gefriergetrocknete oder gefrorene Lebensmittel für die nächsten sechs Monate zum Mars, ein paar Tage auf dem Mars und die sieben Monate zurück. Das klingt nicht appetitlich, sagt Roberson mit Understatement.
Die Alternative besteht darin, eine Möglichkeit zu finden, frische Lebensmittel an Bord bereitzustellen. Seit 2014 arbeitet die NASA daran, Pflanzen an Bord der ISS als Ergänzung zu züchten, um dieses Problem anzugehen. Jetzt können Sie möglicherweise ein Produktionssystem für mikrogrünen Salat einbauen, wenn Sie genug Dünger mitnehmen, um Bohnen als Proteinquelle anzubauen.
Allerdings empfehlen die Ernährungsrichtlinien der Raumfahrt, dass 60 Prozent bis zwei Drittel des gesamten Proteinkonsums von Tieren stammen. Deshalb ist es wichtig, ein funktionierendes System für die Proteinproduktion zu finden.
Lebende Organismen an Bord zu haben, hat natürlich andere Vorteile als die Mahlzeiten.
Hier macht die Idee eines Aquariums im Weltraum Spaß, sagt Roberson. Viele Haushalte und Unternehmen im ganzen Land haben Aquarien nur aus Gründen des Ambientes und der psychologischen Auswirkungen. Untersuchungen zeigen, dass das Beobachten von lebenden Fischen für nur fünf minuten kann Angstzustände reduzieren, während die Entspannung erhöht und die Stimmung verbessert wird.
Garnelen könnten auch von Vorteil sein, um ein angenehmes Leben auf dem Raumschiff zu schaffen. Sie sind sehr charismatisch und würden die Erfahrung des Astronauten bereichern, sagt Fanara und helfen, den Astronauten ein Gefühl für die Erde zu vermitteln.
Da sie 16-18 Monate in einem Raumschiff festsitzen, brauchen die Menschen Interaktion, stimmt Roberson zu. Wir sehen dies auf der ISS, wenn die Astronauten die Pflanzen besuchen und sie überprüfen. Es gibt ihnen ein Gefühl von Heimat. Aquarien hätten einen größeren Einfluss auf das psychische Gleichgewicht des Menschen.
Der nächste Schritt für das Team besteht darin, eine Studie zu entwerfen, um zu sehen, ob es möglich ist, ein ausgewogenes und nachhaltiges Ökosystem unter den gleichen Bedingungen zu schaffen, die Sie an Bord eines Raumfahrzeugs erwarten würden. Wenn wir dies erreichen, wird die produzierte Technologie ein unglaublicher Schritt für die Raumfahrt sein, aber auch bahnbrechend für die Aquaponik-Systeme der Erde, sagt Fanara.
Für mich ist der aufregendste Teil dieser Arbeit, dass sie ein erster Schritt zur Entwicklung eines Aquaponik-Systems ist, das sowohl zur Verbesserung der Wasserqualität als auch zur Bereitstellung einer nachhaltigen Nahrungsquelle verwendet werden kann, sagt Fanara. Als Umweltingenieur ist dies ein Traumprojekt, um Design mit Biologie, Hydrologie, Physik und Chemie zu kombinieren, um etwas zu tun, was noch nie jemand getan hat.
