يمكن للأسماك أن تغذي مهمة ناسا إلى المريخ

حزمة التحفيز 2020 للعائلات

هل يمكن أن يساعدنا حوض السمك في الوصول إلى المريخ؟ يبحث فريق من الباحثين عن أفضل مصادر البروتين لبعثات فضائية بعيدة المدى في المستقبل. حتى الآن ، يبدو أن الإجابة هي الأسماك والمحار.

تعتمد المهمات الفضائية الحالية على حصص الإعاشة المخزنة أو بعثات إعادة الإمداد من الأرض لتوفير الغذاء والماء والإمدادات للطاقم. ومع ذلك ، بالنسبة للبعثات طويلة الأمد مثل السفر إلى المريخ ، فإن هذا النظام لن يكون ممكنًا. نتيجة لذلك ، تستكشف ناسا الآن كيف يمكن لرواد الفضاء أن ينمووا ويحصدوا طعامهم على متن الطائرة لتكملة حصصهم الغذائية المعبأة مسبقًا.

النباتات سهلة بما فيه الكفاية تنمو في الفضاء ، ولكن العثور على مصدر للبروتين يمثل تحديًا أكبر بكثير. وفقًا للدكتور Luke Roberson والدكتور Tracy Fanara ، اللذان عملا على بحث جديد مع فريق من العلماء متعددي التخصصات ، فإن المفتاح ليس فقط في اختيار الأنواع المناسبة ، ولكن أيضًا في إنشاء والحفاظ على بيئة يمكن أن تزدهر فيها.

يتمثل التحدي الأول في التعرف على الأنظمة التي يمكن أن تكون مستدامة ، وتعمل في الجاذبية الصغرى ، وتوفر محتوى المغذيات الذي سيستمر حوالي عامين في مهمة إلى المريخ ، كما يوضح الدكتور روبرسون ، كبير الباحثين الرئيسيين في أبحاث الطيران في وكالة ناسا. هناك أيضًا التحدي الإضافي المتمثل في الحفاظ على التنوع الجيني في نظام بيئي مغلق.

أنظر أيضا: مسبار ناسا والصين والإمارات العربية المتحدة يتسابق إلى المريخ مع هبوط فبراير في الأفق

هذا هو المكان الذي تأتي فيه الأسماك. يمكن نقل الأسماك إلى الفضاء كبويضات مخصبة ثم نموها إلى الحجم الكامل على متن السفينة. أ دراسة 2020 اختبرت تأثير الاهتزازات على سمك القاروص الأوروبي وبيض ستون باس ، محاكية تأثير إطلاق رحلة فضائية. وجد فريق من جامعة مونبلييه ومعهد الأبحاث الفرنسي لاستغلال البحر (Ifremer) أن البيض كان قادرًا على تحمل الظروف القاسية ولا يزال يفقس.

تتكيف الأسماك أيضًا جيدًا نسبيًا مع الجاذبية المتغيرة ولديها دورة تكاثر يمكن التحكم فيها بسهولة. يمكن للأسماك العاشبة مثل البلطي أن تأكل بقايا النباتات من أنظمة الزراعة المائية التي لا تناسب البشر. إنها أيضًا مصدر بروتين فعال ويعتقد روبرسون أنه يجب وضعها في الاعتبار لقاعدة القمر.

يحذر التحدي مع الأسماك هو أنها تحتاج إلى كمية كبيرة من الماء فنارة ، وهو مهندس بيئي وعالم أبحاث في مختبر Mote Marine Research في فلوريدا. كما يحتاجون أيضًا إلى نوعية مياه جيدة ، لذا ستكون هناك حاجة أيضًا لأنواع إضافية من وحدات التغذية بالترشيح للمساعدة في الحفاظ على نظام بيئي متوازن على متن السفينة. وفقًا لروبرسون ، تعمل ناسا على أنظمة نباتية يمكنها توفير البروتينات النباتية أثناء تنقية مياه الصرف الصحي في أنظمة الزراعة المائية.

نظر الباحثون أيضًا في إمكانية استخدام الرخويات المائية مثل القواقع أو الحلزونات وحتى الحشرات الصالحة للأكل للمساعدة في تغذية رواد الفضاء في مهمات مستقبلية. يقول روبرسون إن الروبيان هو المفضل لدي شخصيًا. ومع ذلك ، هناك حالة رائعة لبلح البحر والقواقع بالنظر إلى السيناريو الصحيح.

يوضح فنارة أن بلح البحر مغذٍ فعال بالترشيح ، كما أن القواقع شديدة المرونة ومحتوى البروتين فيها مرتفع. أرى أن تنوع الأنواع ضروري لتوازن النظام البيئي.

في الوقت الحالي ، تستخدم وكالة ناسا مزيجًا من الوجبات المجففة أو المعبأة مجانًا على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) للمساعدة في إطعام أفراد الطاقم ، ولكن بالنسبة للمهام الطويلة ، ستكون هناك قيود خطيرة على الوزن والحجم. هناك أيضًا قضية رفاهية رواد الفضاء.

أنظر أيضا: ناسا تستعد للاختبار النهائي قبل أول مهمة أرتميس على القمر في عام 2021

تخيل أن عشاءك لمدة سبعة أشهر ، أثناء الرحلة إلى المريخ ، يبدأ مثل اختياراتك الغذائية العادية. بعد شهر واحد من رحلتك ، يفسد الطعام الطازج ويتبقى لديك طعام معلب أو معلب أو مجفف بالتجميد أو مجمّد للأشهر الستة القادمة إلى المريخ ويومين على المريخ والأشهر السبعة السابقة. يقول روبرسون إن هذا لا يبدو فاتح للشهية ، مقدمًا بخس.

البديل هو إيجاد طريقة لتقديم طعام طازج على متن الطائرة. منذ عام 2014 ، تعمل ناسا على زراعة النباتات على متن محطة الفضاء الدولية كمكمل لمعالجة هذه المشكلة. الآن قد تكون قادرًا على بناء نظام إنتاج سلطة دقيق الخضرة إذا كنت تأخذ ما يكفي من الأسمدة معك لزراعة الفاصوليا كمصدر للبروتين.

ومع ذلك ، توصي الإرشادات الغذائية للرحلات الفضائية بنسبة 60 إلى ثلثي إجمالي استهلاك البروتين يأتي من الحيوانات. هذا هو السبب في أنه من الضروري إيجاد نظام فعال لإنتاج البروتين.

بطبيعة الحال ، فإن وجود كائنات حية على متن السفينة له فوائد أخرى تتجاوز أوقات الوجبات.

هذا هو المكان الذي تصبح فيه فكرة حوض السمك في الفضاء ممتعة ، كما يقول روبرسون. تمتلك العديد من المنازل والشركات في جميع أنحاء البلاد أحواض مائية لسبب وحيد هو الأجواء والتأثيرات النفسية. تظهر الأبحاث أن مشاهدة الأسماك الحية خمس دقائق فقط يمكن أن يقلل من القلق ، مع زيادة الاسترخاء وتحسين الحالة المزاجية.

يمكن أن يكون الجمبري مفيدًا أيضًا في خلق حياة مريحة على متن المركبة الفضائية. يقول فنارا إنهما يتمتعان بشخصية جذابة للغاية ومن شأنهما تعزيز تجربة رائد الفضاء ، مما يساعد على منح رواد الفضاء إحساسًا بالأرض.

يوافق روبرسون على أن كونه عالقًا في مركبة فضائية لمدة 16-18 شهرًا ، يحتاج إلى التفاعل. نرى هذا على محطة الفضاء الدولية عندما يأتي رواد الفضاء لزيارة النباتات وفحصها. يمنحهم الإحساس بالوطن. سيكون للأحواض المائية تأثير أكبر على التوازن النفسي للإنسان.

تتمثل الخطوة التالية للفريق في تصميم دراسة لمعرفة ما إذا كان من الممكن إنشاء نظام بيئي متوازن ومستدام في نفس الظروف التي تتوقعها على متن مركبة فضائية. إذا حققنا ذلك ، فإن التكنولوجيا التي تم إنتاجها ستكون خطوة رائعة للسفر إلى الفضاء ، ولكن أيضًا ، رائدة لأنظمة الزراعة المائية الأرضية أيضًا ، كما يقول فنارة.

بالنسبة لي ، الجزء الأكثر إثارة في هذا العمل هو أنه خطوة أولى لتصميم نظام أكوابونيك يمكن استخدامه لتحسين جودة المياه بالإضافة إلى توفير مصدر غذاء مستدام ، كما يقول فنارة. كمهندس بيئي ، يعد هذا مشروعًا يحلم به الجمع بين التصميم والبيولوجيا والهيدرولوجيا والفيزياء والكيمياء للقيام بشيء لم يفعله أحد من قبل.