No hay tiendas de comestibles en Marte y el suministro desde la Tierra tardará muchos meses. No importa cuánta comida se lleven los futuros astronautas del Planeta Rojo en su viaje, inevitablemente tendrán que comprarla ellos mismos en un entorno inhóspito. Queda por ver si tomarán la ruta imaginativa de la granja a la mesa con patatas de origen local, como lo hizo el personaje de Matt Damon en la película de 2015 The Martian. Pero es posible que tengan una opción aún más avanzada desde el punto de vista científico.
Creando proteínas a partir del aire.
Ese es el objetivo de una asociación entre la Agencia Espacial Europea y una empresa llamada Solar Foods, que surgió de un programa de investigación científica hace menos de una década y abrió su primera instalación de producción a gran escala en 2024.
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El proyecto, llamado HOBI-WAN (por “bacterias oxidantes de hidrógeno en gravedad cero como fuente de alimento”) en referencia a las películas de Star Wars, es una versión espacial de un proceso en el que Solar Foods ya ha estado trabajando aquí en la Tierra. Esto implica cultivar bacterias en una tina de agua, aire y nutrientes, luego secarlas y convertirlas en una proteína en polvo llamada soleína para consumo humano.
Un próximo paso importante será probar la producción de solein en la Estación Espacial Internacional.
“Proporcionar un suministro de alimentos sostenible y nutritivo que satisfaga las necesidades energéticas de la tripulación es uno de los mayores desafíos en la exploración de los vuelos espaciales tripulados más allá de la órbita terrestre baja”, dijo la ESA en una publicación de blog. “En los casos en los que los depósitos de alimentos preestablecidos o las misiones continuas de reabastecimiento desde la Tierra no sean prácticos, requieran muchos recursos o sean técnicamente inviables, se requieren alternativas rentables”.
Solein comienza húmedo y se seca mediante un proceso que incluye fuerza centrífuga y secado por aspersión.
Hacer proteína en polvo a partir del aire
El objetivo central del proyecto HOBI-WAN es descubrir si la producción del polvo rico en proteínas puede realizarse en condiciones de microgravedad.
El proceso es complejo, pero esencialmente permite que la naturaleza siga su curso.
“Solar Foods produce soleína mediante un proceso llamado fermentación de gas”, me dice Arttu Luukanen, vicepresidente senior de espacio y defensa de la compañía. El proceso de fermentación del gas, afirma, crea organismos unicelulares que se alimentan del gas hidrógeno y lo utilizan para “secuestrar” carbono. A partir de ahí, las bacterias reciben “minerales de vida”, como el amoníaco, como fuente de nitrógeno e hidrógeno.
Todos los ingredientes, junto con el agua y los gases, entran en un biorreactor que se bombea “un poco como un gran SodaStream”, dice Luukanen. Esto proporciona a las bacterias el entorno adecuado para multiplicarse, lo que pueden hacer muy rápidamente. Tan pronto como las bacterias se hayan multiplicado en cantidades suficientes, se recolectarán. Una parte se reserva para la siguiente ronda en el biorreactor, mientras que el resto se seca y pasteuriza completamente.
Estas bacterias secas y pasteurizadas forman el producto Solein, que se compone de 78% de proteínas, 6% de grasas (principalmente insaturadas), 10% de fibra, 2% de carbohidratos y 4% de minerales. Luukanen dice que el polvo se puede aromatizar de muchas maneras diferentes y por sí solo da “un sabor umami muy suave”.
El proyecto HOBI-WAN volará a la Estación Espacial Internacional para ver si se puede fabricar Solein en el espacio.
¿Pero puede funcionar en el espacio?
La producción de solein será más difícil de lograr en el espacio. El entorno ingrávido, así como la capacidad de carga limitada y el espacio reducido para el biorreactor presentan desafíos adicionales que la ESA y Solar Foods creen que pueden resolver.
“(La) principal diferencia del experimento a bordo de la ISS es la ausencia de gravedad, lo que significa que no hay flotabilidad, lo que cambia enormemente el comportamiento de los líquidos y gases”, dice Luukanen. El otro desafío es el espacio físico limitado. Solar Foods utiliza biorreactores que pueden contener 20.000 litros o más, mientras que el biorreactor que se dirige a la ISS será significativamente más pequeño: “unas pocas docenas de litros”.
Se requieren pasos adicionales para la seguridad del gas, el monitoreo del proceso, la garantía de calidad y la mantenibilidad, ya que no hay ingenieros de bioprocesos a bordo para supervisar el proceso. El producto fabricado en el espacio tampoco se seca hasta convertirlo en polvo, al menos no en la ISS. En caso de una fuga, tener una nube de polvo flotando en un entorno de gravedad cero no sería lo ideal.
Entonces, en el espacio, el solein probablemente se sirve en forma de pasta.
Soleil en forma de polvo aquí en la Tierra. La versión espacial será más bien una pasta.
Reducir, reutilizar, reciclar
El último gran factor son los ingredientes. Es necesario modificarlos para tener en cuenta la falta de recursos disponibles para vuelos espaciales de larga duración. El reciclaje ha sido durante mucho tiempo una parte importante de la vida en el espacio, y esto también se aplica a la producción de salmuera.
Esto significa utilizar el CO2 de la respiración de la tripulación y reciclar el gas de hidrógeno producido durante la electrólisis en la ISS. Convertir agua en oxígeno para la tripulación. En la Tierra se necesita mucha agua para producir salmuera.
También habrá sustituciones, como el uso de urea en lugar de amoníaco, ya que el amoníaco sería peligroso en caso de accidente. Pero eso no significa que los astronautas usarán la orina como lo hacen para “cafe reciclado“.
“En la Tierra usamos amoníaco, pero para el proyecto de la ESA decidimos usar urea sintética, principalmente porque no es potencialmente peligrosa como el amoníaco si se filtra”, dice Luukanen. “La recuperación de urea de la orina es posible en principio, pero dada la pequeña cantidad de urea requerida, esto puede no tener sentido, especialmente si la recuperación de urea de la orina requiere equipos complejos y pesados”.
Si el proyecto HOBI-WAN tiene éxito, ayudará a permitir la exploración espacial a largo plazo para los humanos, incluido un posible viaje a Marte.
¿Cuánto tiempo podría este proceso sostener a los astronautas?
Un viaje a Marte requiere mucho más tiempo que un viaje a la Luna. La NASA está en la puerta Misión Artemisa II Los astronautas orbitarán la Luna por primera vez en casi medio siglo, pero el viaje sólo durará 10 días. En cuanto a la comida, no es gran cosa. Para misiones como Escapade, donde Dos satélites volarán a MarteEl viaje durará dos años. De camino al Planeta Rojo, los astronautas deben llevar algo más que un picnic.
Si el proyecto Solein tiene éxito, la cantidad de alimentos que produce podría, en teoría, alimentar a un equipo de astronautas durante cientos de días utilizando mucho menos espacio de carga que las comidas espaciales actuales. Luukanen dice que cuando se diseñó el proyecto, los astronautas sólo necesitarían transportar sales minerales, y no necesitarían tanta.
“Incluso con una tripulación de cinco personas y una misión de 900 días a Marte, estamos hablando de (menos de) 100 kilogramos de sales minerales”, afirma.
Otras tecnologías también podrían ayudar a reciclar nitrógeno y minerales, lo que permitiría a los astronautas reutilizar estos materiales en el campo, mejorando aún más el suministro de alimentos.
Con la proteína en polvo, los astronautas podrían preparar todo tipo de alimentos con los ingredientes adicionales adecuados. Luukanen dijo que Solar Foods ha desarrollado recetas que van desde helado hasta ravioles de queso crema. Algunos de estos se presentaron durante el Deep Space Food Challenge de la NASA, que mostró métodos para soluciones alimentarias a largo plazo, incluido un método de cultivo de alimentos sin luz llamado Nolux y un ecosistema cerrado que puede cultivar alimentos de forma autónoma y mantener insectos para la dieta de un astronauta.
Puede que no sea lo que esperarías de un restaurante con estrella Michelin o incluso de la tienda de delicatessen de tu vecindario, pero probablemente sea mejor que una dieta regular de papas al horno cultivadas en Marte.
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