Питание имело решающее значение в каждую эпоху исследований на Земле, со времен, когда цинга мучила мореплавателей, до прошлого столетия, когда полярные исследователи умирали от недоедания или, в некоторых случаях, от токсичности питательных веществ. Новые исследования проливают свет на риски неадекватного питания и продовольствия, приводящий к ухудшению здоровья и работоспособности астронавтов во время выполнения миссии, а также к ухудшению здоровья в долгосрочной перспективе (риск, связанный с питанием и продуктами питания).
Исследования кинетики кальция в Лаборатории биохимии питания в Космическом центре имени Джонсона НАСА. НАСА
Система космического питания должна обеспечивать экипаж безопасным, питательным и приемлемым питанием для поддержания здоровья и работоспособности экипажа во время космического полета. Существуют стандарты и механизмы контроля безопасности питания во время космического полета. Адекватное питание и безопасность продуктов питания были продемонстрированы в шестимесячных и ограниченных годичных миссиях. Достижение и поддержание приемлемости, питательности и безопасности системы питания в условиях длительного космического полета с ограниченным пополнением запасов является сложной задачей и зависит от таких факторов, как продолжительность изоляции от Земли, разработка меню, пригодность к условиям микрогравитации, вкусовые качества, упаковка и хранение, сообщает пресс-служба НАСА.
Бортинженер 36-й экспедиции Карен Найберг из НАСА держит перед собой в модуле Node 1 кусок еды во время приема пищи. НАСА
Когда астронавты отправляются в длительные космические полёты, им придётся выращивать еду самостоятельно, поскольку предварительно упакованные блюда с Земли со временем теряют свою питательную ценность. Проект BioNutrients в Отделе космических биологических наук Исследовательского центра Эймса решил эту проблему, используя генную инженерию для создания продуктов питания на основе микроорганизмов, способных производить питательные вещества и соединения, такие как лекарства, с минимальными затратами ресурсов.
Процесс включает хранение высушенных микробов и пищевой среды в небольших биореакторах, которые можно регидратировать и выращивать спустя годы. В рамках проекта уже получены каротиноиды для антиоксидантов, фоллистатин для борьбы с потерей мышечной массы, а также йогурт и кефир для здорового кишечного биома, сообщает пресс-служба НАСА. Команда ученых: Болл, Н.Шариф, С.Даунинг, С.Грессер, А.Хами, Р.Оскар, Р.Хиндупур, А.Хироми, К.Костакис, А.Леври, Дж.Муриками, М.Сеттлс, А.М.Симс, К.Вильянуэва, А.Ву.
iss068e036727 (3 января 2023 г.) — Астронавт НАСА и бортинженер экспедиции 68 Николь Манн работает в модуле Harmony Международной космической станции над исследованием BioNutrients-2, в котором используются генетически модифицированные микробы для обеспечения организма питательными веществами и, возможно, другими соединениями и фармацевтическими препаратами по мере необходимости в космосе. НАСА
Два различных вида модифицированных пекарских дрожжей были культивированы в биореакторах BioNutrients-1 (BN-1) Gen-0, производя бета-каротин и зеаксантин. Срок их хранения при комнатной температуре на Международной космической станции (МКС) в настоящее время составляет 3,9 года. Четыре дополнительных типа организмов и продуктов были запущены в эксплуатацию на BioNutrients-2 (BN-2), продемонстрировав производство каротиноидов, фоллистатина, йогурта и кефира в биореакторах Gen-1, имеющих уменьшенную на 91% массу и плоскую конструкцию. Ожидается, что срок хранения продуктов на основе дрожжей составит 5 лет при хранении в условиях окружающей среды. В настоящее время проводятся исследования йогурта и кефира.
Успехи BN-1 и BN-2 прокладывают путь для дальнейших процессов биопроизводства, которые обеспечат безопасное потребление необходимых питательных веществ и соединений во время длительных космических миссий.
Астронавт смешивал культуры дрожжей в биореакторах Gen-0, использовавшихся в эксперименте «Bionutrients-1» на МКС. После успешного первого запуска был разработан более компактный контейнер для биореакторов Gen-1 с плоским корпусом. НАСА
Эксперимент по выращиванию кефира BioNutrients-3 завершён в ходе аналоговой миссии астронавтов. С 4 по 9 марта 2024 годав на Гавайском исследовательском полигоне космических исследований (HI-SEAS), расположенном на вулкане Мауна-Лоа на Большом острове, Кэти Фишер, учёный из Центра Эймса НАСА, в качестве командира миссии участвовала в шестидневном эксперименте по лунному аналогу. В ходе миссии она сотрудничала с командой Synthetic Biology BioNutrients, тестируя методы непрерывного пассирования и выращивания кефирных культур BioNutrients-3.
Эта миссия стала ценным опытом для команды из пяти международных аналоговых астронавтов. Они работали сообща, преодолевая проблемы со связью и отключение электроэнергии, продолжая при этом проводить эксперименты, составлять отчёты и проводить медицинские обследования.
Аналоговые астронавты Кэти Фишер и Тугджаг Думлупинар из Турции проводят этап гидратации и пассирования кефирных культур в мешке. Вверху справа: предварительная инкубация. Внизу справа: 24 часа после инкубации. Фотографии предоставлены Кэти Фишер. НАСА
Успешно завершив эксперимент по пассированию кефира, команда продемонстрировала возможность ежедневного производства свежих культур кефира, которые обеспечат будущих астронавтов ценными пробиотическими культурами и питательными веществами. В целом, эксперимент был прост в проведении, требовал минимальных ресурсов и времени. Индикатор pH и цветовая шкала позволили экипажу легко определить, когда культура достигла оптимального уровня pH. Все 15 экспериментальных пакетов были отправлены обратно в Эймс и ожидают анализа pH, проверки на жизнеспособность и наличие загрязнений.
Серия экспериментов NASA BioNutrients проверяет способы использования микроорганизмов для производства питательных веществ, которые будут необходимы для здоровья человека во время будущих длительных миссий по исследованию дальнего космоса.
Некоторые жизненно важные питательные вещества не имеют срока годности, необходимого для покрытия многолетних пилотируемых миссий, таких как миссия на Марс, и, возможно, должны быть произведены в космосе для поддержания здоровья астронавтов.
Чтобы удовлетворить эту потребность, проект BioNutrients использует подход биопроизводства, аналогичный производству привычных ферментированных продуктов, таких как йогурт. Но эти продукты также будут включать определенные типы и количества питательных веществ, которые экипаж сможет потреблять в будущем.
Астронавт НАСА и командир 72-й экспедиции Суни Уильямс демонстрирует набор комплектов для производства биодобавок BioNutrients во время эксперимента на борту Международной космической станции. В ходе эксперимента используются модифицированные дрожжи для производства питательных веществ и витаминов, необходимых для здоровья будущих астронавтов. НАСА
Первый эксперимент в серии, BioNutrients-1, был направлен на оценку пятилетней стабильности и производительности портативной системы, называемой производственным пакетом, которая использует модифицированный микроорганизм, дрожжи, для производства свежих витаминов по требованию и в космосе. Эксперименты BioNutrients-1 начались после запуска нескольких наборов производственных пакетов на станцию в 2019 году. Эта коллекция включала запасные производственные пакеты в качестве резервных, которые можно было использовать в случае необходимости повторного проведения эксперимента в течение пятилетнего исследования. Запланированные эксперименты завершились в январе 2024 года, при этом запасные производственные пакеты все еще оставались на борту орбитальной лаборатории и в лаборатории BioNutrients в Исследовательском центре Эймса НАСА в Кремниевой долине, Калифорния, где наземная команда проводит эксперименты параллельно с работой экипажа.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
Руководители программ Международной космической станции и Game Changing Development НАСА работали над координацией времени, необходимого экипажу для проведения дополнительного эксперимента BioNutrients-1 с использованием запасных пакетов. Это продлило сроки исследования почти до шести лет на орбите, что позволило использовать ценные наблюдения экипажа и данные, полученные в ходе дополнительного эксперимента, в последующем эксперименте BioNutrients-3, который завершил свой аналоговый эксперимент с астронавтами в апреле 2024 года и планируется к запуску на станцию в этом году. Астронавты на космической станции заморозят образец, а затем вернут его на Землю для анализа, чтобы определить, насколько разрослись дрожжи и сколько питательных веществ было получено в ходе эксперимента. Это поможет нам оценить срок годности пакетов.
Полёты на Луну и Марс создают проблемы с питанием для астронавтов, но волонтёры из рабочих групп анализа Открытого хранилища научных данных НАСА (OSDR-AWG) совместно анализируют данные о здоровье астронавтов. Рабочие группы анализа изучают биомедицинские данные, полученные в ходе миссий и космических экспериментов НАСА, собранные в Открытом хранилище научных данных НАСА. Эти группы используют эти данные для ответа на вопросы фундаментальной и прикладной науки, а также для оценки влияния космических исследований на здоровье людей.
В статье о продуктах питания, выращенных в космосе, были проанализированы данные о салате, выращенном на Международной космической станции и космической станции «Тяньгун-2». Было обнаружено, что в этом салате содержится на 29–31% меньше кальция и на 25% меньше магния, чем в земном салате, что не соответствует потребностям астронавтов.
Исследование выявило две дополнительные проблемы со здоровьем у астронавтов, питающихся овощами, выращенными в космосе.
Анализ показал, что у астронавтов произошли изменения в экспрессии 163 генов кальция, что могло ускорить потерю костной массы.
Добровольцы, входящие в состав рабочих групп OSDR-Analysis, изучали питательную ценность сельскохозяйственных культур, выращиваемых на низкой околоземной орбите, и физиологические эффекты дефицита питательных веществ, вызванного космическим воздействием, на астронавтов. npj Microgravity/Барберо и др., 2025 г.
Данные Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) показывают, что у астронавтов были нарушены кишечные барьеры из-за изменения выработки и регуляции белка, что, вероятно, нарушило их способность усваивать питательные вещества.
Возможно, удастся разработать растения, обогащенные кальцием или терапевтическими белками, чтобы компенсировать их дефицит, наблюдаемый в выращенном в космосе салате.
Это исследование стало результатом сотрудничества ALSDA (Архив данных по наукам о жизни Эймса), рабочих групп по анализу человека и растений OSDR (расширения NASA Genelab, базирующегося в NASA Ames), а также BioAstra, некоммерческой организации, занимающейся науками о космической жизни. Данные были получены преимущественно из OSDR с использованием материалов из Space Omics и Medical Atlas Университета Вейл Корнелл.
Астронавт проекта ЕКА Славош Узнаньский-Висьневский впервые в истории космической кухни доставил на Международную космическую станцию вареники — традиционные польские пельмени — в ходе миссии Axiom 4.
Sławosz привносит в космос вкус дома благодаря специальному меню, созданному совместно со знаменитым шеф-поваром и семейным предприятием из Польши. В меню входят вареники с капустой и грибами, томатный суп с лапшой, польское лечо с гречкой и яблочный крамбл на десерт, сообщает пресс-служба ЕКА.
Большая часть космического меню состоит из консервированных или сублимированных блюд в пластиковой упаковке. Свежие фрукты и овощи — это роскошь, доступная только с прибытием космического корабля с новыми запасами.
Дегустация еды для команды Axiom Mission 4. ЕКА
Бонусное питание, предоставляемое отдельным членам экипажа, составляет около 10% их меню. Астронавты говорят, что это дополнительное питание добавляет разнообразия в их рацион, улучшает их психологическое состояние и помогает им сблизиться с экипажем на орбите.
Сублимационная сушка — это длительный процесс, в ходе которого из продуктов полностью удаляется вода, что позволяет сохранить их свойства и структуру на долгие годы.
Славош сотрудничал с польским семейным предприятием LYOFOOD, небольшой компанией с более чем тридцатилетним опытом работы с технологией сублимационной сушки, которая помогла найти решение, позволяющее наслаждаться варениками после добавления горячей воды из диспенсеров на космической станции.
Известный польский шеф-повар и ресторатор Матеуш Гесслер создал три основных блюда, а десерт из яблочного крамбла входит в меню LYOFOOD.
Меню Игниса
Вареники с капустой и грибами
Томатный суп с лапшой
Польское рагу «лечо» с гречкой
Яблочный крамбл
vareniki220925
Космическая упаковка для вареников. ЕКА
Микрогравитация влияет на плотность костей, мышечный тонус и питательные вещества, поэтому жизненно важно, чтобы рацион Славоша содержал необходимые ему питательныяе вещества.
Космическое меню астронавта включает в себя разнообразную еду, разработанную с учётом потребностей в питании и эксплуатации на борту. Команды на Земле начинают выбирать блюда за несколько месяцев, поскольку продукты должны быть отправлены в лабораторию для проверки безопасности и пищевой ценности после сублимационной сушки, термостабилизации или вакуумной упаковки.
Перед стартом миссии «Игнис» Славош принял участие в нескольких дегустациях космической еды и составил рейтинги еды и напитков. Это помогло определить, какие блюда войдут в основной рацион питания на протяжении всей миссии.
На этой фотографии, сделанной 15 августа 2025 года, в центре внимания – ужин на Международной космической станции. На одном подносе – коктейль из креветок на цельнозерновых крекерах, а на другом – суши из морских водорослей, ветчины «Спам», тунца и риса. Оба подноса закреплены липучками, чтобы они надежно удерживались в камбузе модуля «Юнити». Креветки и крекеры удерживаются на месте благодаря приправам, а суши – благодаря поверхностному натяжению влаги.
НАСА/Джонни Ким
Деятельность на борту космической станции будет способствовать осуществлению таких длительных миссий, как «Артемида», и будущих экспедиций людей на Марс.
Комментировать в ВконтактеСмотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
