La nutrición ha sido crucial en todas las épocas de la exploración terrestre, desde la época en que el escorbuto azotaba a los marineros hasta el siglo pasado, cuando los exploradores polares morían por desnutrición o, en algunos casos, por toxicidad nutricional. Una nueva investigación arroja luz sobre los riesgos de una nutrición y un suministro de alimentos inadecuados, que provocan mala salud y un rendimiento deficiente de los astronautas durante las misiones, así como mala salud a largo plazo (riesgos nutricionales y alimentarios).
Estudios de cinética del calcio en el Laboratorio de Bioquímica Nutricional del Centro Espacial Johnson de la NASA. NASA
El sistema alimentario espacial debe proporcionar a la tripulación alimentos seguros, nutritivos y aceptables para mantener su salud y rendimiento durante los vuelos espaciales. Existen normas y mecanismos de control para la seguridad alimentaria durante los vuelos espaciales. Se ha demostrado una nutrición y seguridad alimentaria adecuadas en misiones de seis meses y misiones limitadas de un año. Lograr y mantener sistemas alimentarios aceptables, nutritivos y seguros en vuelos espaciales de larga duración con reabastecimiento limitado es un desafío y depende de factores como la duración del aislamiento de la Tierra, la elaboración del menú, la idoneidad para condiciones de microgravedad, la palatabilidad, el empaquetado y el almacenamiento, según el servicio de prensa de la NASA.
La ingeniera de vuelo de la Expedición 36 de la NASA, Karen Nyberg, sostiene un trozo de comida frente a ella en el módulo Nodo 1 durante una comida. NASA
Cuando los astronautas se embarcan en misiones espaciales de larga duración, necesitarán cultivar sus propios alimentos, ya que las comidas preenvasadas de la Tierra pierden su valor nutricional con el tiempo. El proyecto BioNutrients de la División de Biociencias Espaciales del Centro de Investigación Ames ha abordado este problema mediante la ingeniería genética para crear alimentos de base microbiana capaces de producir nutrientes y compuestos, como fármacos, con un consumo mínimo de recursos.
El proceso implica almacenar microbios secos y medios alimenticios en pequeños biorreactores que pueden rehidratarse y cultivarse años después. El proyecto ya ha producido carotenoides para antioxidantes, folistatina para combatir la pérdida muscular, y yogur y kéfir para un bioma intestinal saludable, según el servicio de prensa de la NASA. El equipo de científicos incluye a: Ball, N. Sharif, S. Downing, S. Gresser, A. Hami, R. Oscar, R. Hindupur, A. Hiromi, K. Kostakis, A. Levry, J. Murikami, M. Settles, A. M. Sims, K. Villanueva y A. Wu.
iss068e036727 (3 de enero de 2023) — Nicole Mann, astronauta de la NASA e ingeniera de vuelo de la Expedición 68, trabaja en el módulo Harmony de la Estación Espacial Internacional en el estudio BioNutrients-2, que utiliza microbios modificados genéticamente para proporcionar nutrientes y posiblemente otros compuestos y fármacos según sea necesario en el espacio. NASA
Se cultivaron dos tipos diferentes de levadura de panadería modificada en biorreactores BioNutrients-1 (BN-1) Gen-0, produciendo betacaroteno y zeaxantina. Su vida útil a temperatura ambiente en la Estación Espacial Internacional (EEI) es actualmente de 3,9 años. Se lanzaron cuatro tipos adicionales de organismos y productos en BioNutrients-2 (BN-2), demostrando la producción de carotenoides, folistatina, yogur y kéfir en biorreactores Gen-1, que presentan una masa reducida en un 91 % y un diseño plano. Se espera que los productos a base de levadura tengan una vida útil de 5 años cuando se almacenan a temperatura ambiente. Actualmente se están realizando estudios con yogur y kéfir.
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Los éxitos de BN-1 y BN-2 abren el camino para otros procesos de biofabricación que garantizarán el consumo seguro de nutrientes y compuestos esenciales durante misiones espaciales de larga duración.
Un astronauta mezcló cultivos de levadura en biorreactores Gen-0 utilizados en el experimento Bionutrientes-1 en la Estación Espacial Internacional (ISS). Tras el exitoso primer lanzamiento, se desarrolló un contenedor más compacto y de fondo plano para los biorreactores Gen-1. NASA
El experimento de cultivo de kéfir BioNutrients-3 se completó durante una misión de análogo lunar. Del 4 al 9 de marzo de 2024, en el Sitio de Exploración Espacial Hawaiano (HI-SEAS), ubicado en el volcán Mauna Loa de la Isla Grande, Katie Fisher, científica del Centro Ames de la NASA, fue la comandante de la misión durante seis días. Durante la misión, colaboró con el equipo de BioNutrients de Biología Sintética, probando métodos para el paso continuo y el crecimiento de cultivos de kéfir BioNutrients-3.
La misión fue una valiosa experiencia de aprendizaje para el equipo de cinco astronautas analógicos internacionales. Trabajaron juntos, superando problemas de comunicación y cortes de electricidad, mientras continuaban realizando experimentos, recopilando informes y realizando exámenes médicos.
Los astronautas análogos Katie Fisher y Tugcag Dumlupinar, de Turquía, realizan la etapa de hidratación y paso de cultivos de kéfir en una bolsa. Arriba a la derecha: Preincubación. Abajo a la derecha: 24 horas después de la incubación. Fotos cortesía de Katie Fisher, NASA.
Al completar con éxito el experimento de pasivación de kéfir, el equipo demostró la viabilidad de la producción diaria de cultivos frescos de kéfir, lo que proporcionará a los futuros astronautas valiosos cultivos probióticos y nutrientes. En general, el experimento fue sencillo de realizar, requiriendo mínimos recursos y tiempo. Un indicador de pH y una escala de colores permitieron a la tripulación determinar fácilmente cuándo el cultivo había alcanzado su nivel óptimo de pH. Los 15 lotes experimentales se han enviado de vuelta a Ames y están a la espera de análisis de pH, pruebas de viabilidad y comprobaciones de contaminación.
Una serie de experimentos BioNutrients de la NASA está probando formas de utilizar microorganismos para producir nutrientes que serán esenciales para la salud humana durante futuras misiones de exploración espacial profunda de larga duración.
Algunos nutrientes vitales no tienen la vida útil necesaria para cubrir misiones tripuladas de varios años, como la misión a Marte, y puede ser necesario producirlos en el espacio para mantener saludables a los astronautas.
Para abordar esta necesidad, el proyecto BioNutrients utiliza un enfoque de biofabricación similar a la producción de alimentos fermentados comunes como el yogur. Sin embargo, estos productos también incluirán tipos y cantidades específicas de nutrientes que la tripulación podrá consumir en el futuro.
La astronauta de la NASA y comandante de la Expedición 72, Suni Williams, muestra un kit de producción de suplementos BioNutrients durante un experimento a bordo de la Estación Espacial Internacional. El experimento utiliza levadura modificada para producir nutrientes y vitaminas esenciales para la salud de los futuros astronautas. NASA
El primer experimento de la serie, BioNutrients-1, se diseñó para evaluar la estabilidad y el rendimiento a cinco años de un sistema portátil llamado paquete de producción, que utiliza un microorganismo de levadura modificado para producir vitaminas frescas a demanda y en el espacio. Los experimentos de BioNutrients-1 comenzaron tras el lanzamiento de varios conjuntos de paquetes de producción a la estación en 2019. Esta colección incluía paquetes de producción de repuesto como respaldo, que podrían utilizarse en caso de que fuera necesario repetir el experimento durante el estudio de cinco años. Los experimentos planificados concluyeron en enero de 2024, con paquetes de producción de repuesto que permanecieron a bordo del laboratorio orbital y en el laboratorio de BioNutrients en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, donde el equipo de tierra realiza experimentos en paralelo con el trabajo de la tripulación.
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Los gerentes del programa de Desarrollo Revolucionario de la Estación Espacial Internacional y la NASA trabajaron para coordinar el tiempo de la tripulación para realizar el experimento suplementario BioNutrients-1 utilizando paquetes de repuesto. Esto extendió la duración del estudio a casi seis años en órbita, lo que permitió que las valiosas observaciones y datos de la tripulación obtenidos durante el experimento suplementario se utilizaran en el posterior experimento BioNutrients-3, cuyo experimento dirigido por astronautas finalizó en abril de 2024 y su lanzamiento a la estación está programado para este año. Los astronautas en la estación espacial congelarán la muestra y la traerán a la Tierra para su análisis, lo que determinará cuánta levadura creció y cuántos nutrientes se obtuvieron durante el experimento. Esto nos ayudará a estimar la vida útil de los paquetes.
Las misiones a la Luna y Marte plantean desafíos nutricionales para los astronautas, pero voluntarios de los Grupos de Trabajo de Análisis del Repositorio de Datos Científicos Abiertos de la NASA (OSDR-AWG) colaboran para analizar los datos de salud de los astronautas. Estos grupos examinan datos biomédicos recopilados durante las misiones y experimentos espaciales de la NASA, recopilados en el Repositorio de Datos Científicos Abiertos de la NASA. Estos grupos utilizan estos datos para responder a preguntas de ciencia fundamental y aplicada, y para evaluar el impacto de la exploración espacial en la salud humana.
Un artículo sobre alimentos cultivados en el espacio analizó datos sobre lechuga cultivada en la Estación Espacial Internacional y la estación espacial Tiangong-2. Se descubrió que esta lechuga contenía entre un 29% y un 31% menos de calcio y un 25% menos de magnesio que la lechuga terrestre, lo cual es insuficiente para las necesidades de los astronautas.
Un estudio ha encontrado dos problemas de salud adicionales en los astronautas que comen verduras cultivadas en el espacio.
El análisis encontró que los astronautas tenían cambios en la expresión de 163 genes de calcio, lo que podría acelerar la pérdida ósea.
Los voluntarios de los grupos de trabajo de análisis de OSDR estudiaron el valor nutricional de los cultivos cultivados en la órbita terrestre baja y los efectos fisiológicos de las deficiencias de nutrientes inducidas por el espacio en los astronautas. npj Microgravity/Barbero et al., 2025
Los datos de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) muestran que los astronautas tenían alteradas las barreras intestinales debido a una producción y regulación de proteínas alterada, lo que probablemente perjudicó su capacidad para absorber nutrientes.
Quizás sea posible desarrollar plantas enriquecidas con calcio o proteínas terapéuticas para compensar la deficiencia observada en la lechuga cultivada espacialmente.
Este estudio fue una colaboración entre ALSDA (Archivo de Datos de Ciencias de la Vida de Ames), los Grupos de Trabajo de Análisis Humano y Vegetal de OSDR (una extensión de NASA Genelab, con sede en NASA Ames) y BioAstra, una organización sin fines de lucro dedicada a las ciencias de la vida espacial. Los datos se obtuvieron principalmente de OSDR, con contribuciones del Atlas de Ómica Espacial y Medicina de la Universidad Weill Cornell.
El astronauta de la ESA Sławosz Uznański-Wiśniewski se convirtió en el primer experto culinario espacial en entregar pierogi (empanadillas tradicionales polacas) a la Estación Espacial Internacional durante la misión Axiom 4.
Sławosz trae el sabor de su hogar al espacio con un menú especial creado en colaboración con un reconocido chef y una empresa familiar polaca. El menú incluye albóndigas de col y champiñones, sopa de fideos con tomate, lecho polaco con trigo sarraceno y crumble de manzana de postre, según el servicio de prensa de la ESA.
La mayor parte del menú espacial consiste en alimentos enlatados o liofilizados en envases de plástico. Las frutas y verduras frescas son un lujo disponible solo con la llegada de una nave espacial con nuevos suministros.
Degustación de comida para la tripulación de la Misión Axiom 4. ESA
Las comidas extra que se ofrecen a los miembros individuales de la tripulación representan aproximadamente el 10% de su menú. Los astronautas afirman que estas comidas adicionales aportan variedad a su dieta, mejoran su bienestar mental y les ayudan a conectar con su tripulación en órbita.
La liofilización es un proceso largo que elimina completamente el agua de los alimentos, preservando sus propiedades y estructura durante años.
Sławosz colaboró con LYOFOOD, una pequeña empresa familiar polaca con más de treinta años de experiencia en tecnología de liofilización, para encontrar una solución que permitiera disfrutar de los dumplings después de añadir agua caliente desde los dispensadores de la estación espacial.
El conocido chef y restaurador polaco Mateusz Gessler ha creado tres platos principales y el postre crumble de manzana está incluido en el menú de LYOFOOD.
Menú Ignis:
Dumplings con col y champiñones,
Sopa de tomate con fideos,
Lecho estofado polaco con trigo sarraceno
Crumble de manzana
Embalaje de calidad espacial
para dumplings. ESA
La microgravedad afecta la densidad ósea, el tono muscular y la nutrición, por lo que es vital que la dieta de Slavos contenga los nutrientes que necesita.
El menú espacial de un astronauta incluye una variedad de alimentos diseñados para satisfacer las necesidades nutricionales y los requisitos operativos a bordo. Los equipos en la Tierra comienzan a seleccionar los platos con varios meses de antelación, ya que los alimentos deben enviarse a un laboratorio para su seguridad y análisis nutricional tras ser liofilizados, termoestabilizados o envasados al vacío.
Antes de la misión Ignis, Slavos participó en varias catas de comida espacial y elaboró clasificaciones de alimentos y bebidas. Esto ayudó a determinar qué platos conformarían la dieta principal de toda la misión.
Esta foto, tomada el 15 de agosto de 2025, destaca una cena en la Estación Espacial Internacional. Una bandeja contiene cóctel de camarones sobre galletas integrales, mientras que la otra contiene sushi elaborado con algas, Spam, atún y arroz. Ambas bandejas están sujetas con velcro a la cocina del Módulo Unity. Los camarones y las galletas se mantienen en su lugar gracias al condimento, y el sushi se mantiene en su lugar gracias a la tensión superficial de la humedad.
NASA/Johnny Kim
Las actividades a bordo de la estación espacial apoyarán misiones de larga duración como Artemisa y futuras expediciones humanas a Marte.
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