Los agricultores espaciales del futuro pueden cultivar hongos, moscas y Microgreens

Hace unas semanas, llegué con hambre a Brooklyn Navy Yard en la ciudad de Nueva York, lista para una experiencia culinaria única en su tipo. Finalistas de la NASA y la Agencia Espacial Canadiense Desafío de comida en el espacio profundo Vinieron de todo el planeta para demostrar cómo los futuros astronautas pueden cultivar sus propios alimentos. Descendí en una pequeña taza de mousse de chocolate cubierto con frambuesas.

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dijo Koruna Rawal, directora de marketing de la empresa vender naturaleza—una empresa con sede en Chicago que está desarrollando proteínas a base de microbios y tiene un equipo finalista en la competencia— estaba comiendo mousse, que está hecho de hongos microscópicos. (Las frambuesas eran solo bayas). Esperaba que supiera como una proteína en polvo granular agradable, pero era suave y rica. Por nada, pasé a las “albóndigas” a base de hongos en salsa de tomate, que eran tan carnosas como cualquier sustituto de carne que haya probado.

Para la mayoría de las personas, el término “comida espacial” trae a la mente un “helado de astronauta” que se desmenuza y se desmenuza, que es, de hecho, en su mayor parte un mito. Los alimentos que se desmoronan no son aptos para los astronautas porque las piezas pequeñas que se pierden en la microgravedad pueden causar un daño incalculable a los componentes delicados de la nave espacial. Los visitantes de la Estación Espacial Internacional suelen comer artículos no perecederos más resistentes que los paquetes sellados. En el pasado, los astronautas de la era Apolo comían delicias en forma de cubo como cóctel de camarones y pastel de dátiles. Algunos de ellos eran, al parecer, muy apetecibles. Declare “La felicidad son cuadritos de tocino para el desayuno” Apolo 8 El miembro de la tripulación Jim Lovell en la mitad del camino a la luna en 1968.

Pero aventurarse a Marte o más allá puede requerir un enfoque completamente diferente. Sin un flujo constante (y muy costoso) de envíos de suministros, los hábitats en el espacio y otros puestos avanzados del futuro deberán servir como ecosistemas autosuficientes altamente diseñados que produzcan alimentos saludables y satisfactorios.

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De eso se trata el Deep Space Food Challenge, lanzado en 2021. Este año, 11 equipos estadounidenses y seis internacionales con ideas audaces para miniaturizar el Círculo de la Vida han pasado de la etapa conceptual uno a la etapa dos de desarrollo, construyendo y demostrando prototipos ” on Kitchen Level” por sus inventos agrícolas de alta tecnología. Además, 12 equipos estadounidenses y dos equipos internacionales se sumaron a la competencia en la segunda etapa. coronado En el evento de mayo en Brooklyn, pasaremos a la redacción de demostraciones de la Fase 3 “a gran escala”. Los equipos con sede en EE. UU. recibieron un cheque por $ 150,000.

“Si somos realistas acerca de convertirnos en una especie multiplanetaria, tenemos que aprender a reducir o cortar el cordón umbilical que nos conecta con la Tierra”, dice Pablo de León, líder del equipo de uno de los ganadores de la Fase 2. División orientada a la empresa Biotrabajos atemporales. El equipo con sede en Florida sacó una sartén de hierro fundido para freír rebanadas de queso falso, que fueron acompañadas de bocados de hamburguesa. Ambos alimentos estaban hechos de un tipo de hongo rico en proteínas llamado Fusarium veninatum.

Este hongo tiene una larga historia de consumo humano y también es utilizado por la marca de sustitutos de carne Quorn. El equipo de Kernel Deltech ha desarrollado biorreactores compactos que pueden cultivar y cosechar hongos en microgravedad con recursos muy limitados. El resultado es un polvo gris repleto de proteínas. Su transformación visual en bocados parecidos a una hamburguesa con queso fue impresionante, pero la hamburguesa era insípida y blanda, y el queso era artificial y pegajoso. Yo diría que tenía “margen de mejora”.

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Los hongos fueron los claros ganadores de ese día, para sorpresa de Ralph Fritsch, gerente senior de proyectos de Space Crop Production en la NASA. Hasta este punto, dice, la mayor parte de la investigación de alimentos espaciales se ha centrado en las plantas. “Esta es una especie de llamada de atención para mí”, dice Fritsch, “para investigar más a fondo las posibilidades de los hongos”. Este es un organismo muy versátil.[s] Puede recurrir a muchas fuentes diferentes como sustrato para crecer”, dice Kristina Carlson, miembro del equipo de finalistas internacionales. Mikurina De Gotemburgo, Suecia. El sistema mycorina cultiva hongos al alimentarse de microalgas que se alimentan del dióxido de carbono del hongo.₂.

alimentos solares, un equipo internacional de Lappeenranta, Finlandia, adoptó un enfoque diferente para su polvo rico en proteínas: las bacterias. Arttu Luukanen, el representante del equipo en el evento, me obsequió con una galleta amarilla brillante hecha de polvo. Solar Foods utiliza microbios seguros para comer que pueden metabolizar el gas de hidrógeno para el crecimiento. El hidrógeno está fácilmente disponible en las naves espaciales como subproducto de los sistemas estándar de soporte de vida que producen oxígeno respirable mediante electrólisis para separar las moléculas de agua. El hidrógeno sobrante a menudo se tira, dice Luukanen, pero Solar Foods, en cambio, recicla el gas para el crecimiento de proteínas basadas en microbios.

El resultado es un polvo de color amarillo brillante llamado Solein que se parece a la cúrcuma, contiene todos los aminoácidos esenciales y se puede incorporar fácilmente en prácticamente cualquier plato. La galleta a base de Sulin era muy difícil de masticar, aunque le di algo de gracia ya que probablemente viajó desde Finlandia. “He probado Solein en una variedad de alimentos y ha sido excelente”, dice Fritsch de la NASA.

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Otros finalistas también confían en el hidrógeno de los hábitats espaciales. Aerolíneauna empresa con sede en Brooklyn que convierte el dióxido de carbono capturado₂ Para un jet fuel sostenible, se utilizan hidrógeno y dióxido de carbono.₂, que, en la práctica, proviene del aliento de los astronautas, para producir etanol, el alcohol que induce al zumbido en las bebidas. (Un asesino: el etanol se usa para alimentar y cultivar levadura nutricional, no para hacer la bebida). “La forma en que lo veo es que nuestra tecnología puede proporcionar la parte inferior de la pirámide alimenticia, la base”, dice Stafford Sheehan, cofundador de Airline.

Para alguna variedad dietética, otros equipos se enfocan en usar organismos cada vez más grandes. Nolux, un equipo de investigadores de la Universidad de California, Riverside y la Universidad de Delaware, ha desarrollado un método de fotosíntesis artificial que puede cultivar hongos ostra sin luz solar. su camino, Publicado en alimentos naturalesLa electrólisis se usa para convertir el dióxido de carbono exhalado₂ y agua en oxígeno y acetato. Luego, el acetato se bombea a la cámara de crecimiento para alimentar al hongo, que puede hincharse en la oscuridad en cuestión de semanas. Este proceso también funciona con algas y levaduras y es más eficiente que la fotosíntesis para convertir energía en biomasa.

“La belleza del sistema realmente es cuán efectivo es”, dice Marcus Harland-Dunaaway, miembro del equipo de Nolux. El equipo ahora está trabajando en la modificación genética de cultivos más convencionales para obtener energía de esta fuente alternativa, dice.

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La demostración visualmente más impresionante fue la de Interstellar Lab, con sede en Florida, que ha desarrollado un sistema que puede cultivar plantas, hongos e insectos, cada uno en su pequeño cubo. “Este es un gran problema”, dice el miembro del equipo de Nolux, Andrés Narváez, de Modular Display en Interstellar Lab. Los cubos de crecimiento segmentados permitirán a los cultivadores astronautas controlar individualmente las condiciones ambientales de cada cubo. El equipo exhibió hongos enormes, vegetales de hojas verdes y larvas de mosca soldado negra que “autocosechan” al aterrizar en una rampa (un proceso que debe revisarse para que funcione en microgravedad), donde se recolectan y pulverizan en proteínas ricas en proteínas. . polvo. Afortunadamente para mí, el equipo no proporcionó ninguna muestra de oruga, pero sí algunas verduras pequeñas y sabrosas.

El misterio del universoUn equipo de GAIA Project Australia también ha desarrollado un sistema compacto de alta tecnología para el cultivo de verduras de hoja verde. Su sistema de dos metros cuadrados (21,5 pies cuadrados) puede producir hasta 1,6 libras de verduras de hojas verdes y microverduras por día, según un comunicado de prensa.

Finalmente, visita al exótico ganador: Ascent Technologies, el único equipo que ha abordado el problema de cocinar alimentos de manera segura en microgravedad. Su sistema se llama SATED (Electrodomésticos seguros, limpios, eficientes y deliciosos), y es un horno centrífugo del tamaño de un procesador de alimentos que cocina mientras gira. En el evento, SATED sirvió una pizza cilíndrica, posiblemente más un stromboli o tal vez un calzone, con queso y aderezos hacia adentro. Y en gran parte porque era una pizza común y corriente, sin pretensiones, era realmente sabrosa.

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“Todo tiene temperatura controlada, es muy seguro: no hay forma de arruinar su cocina, no hay forma de ahumar o incluso quemar su comida aquí”, dijo Jim Sears, fundador de Ascent Technologies, durante una transmisión en vivo del evento.

Los astronautas no son los únicos que podrían beneficiarse de estas innovaciones porque los equipos también debían pensar en cómo sus inventos podrían ayudar a alimentar a los humanos aquí en la Tierra. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación estima que la producción de alimentos debe ser 60 por ciento de aumento para 2050 Para alimentar a casi 10 mil millones de personas. Al mismo tiempo, el cambio climático seguirá amenazando los cultivos básicos en todo el mundo, provocando inseguridad alimentaria mundial. Además, la dieta actual contribuye 20 a 40 por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero. Diseñadas para trabajar en el vacío del espacio con recursos limitados, estas innovaciones podrían alimentar de manera más sostenible a una población creciente en la Tierra y abordar la inseguridad alimentaria en climas inhabitables.

“Cada uno de [these technologies] Su objetivo es la sostenibilidad “, dice Fritsch. “Creo que eso es parte de la belleza”.

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Él dice que la segunda etapa de la competencia superó las expectativas de Fritsch. “Estaba sentado allí durante la reunión, pensando: ‘Está bien, ¿qué les vamos a pedir a estos muchachos que hagan para la Fase 3?'”. “El siguiente paso lógico es probar la durabilidad y la seguridad a largo plazo de los diseños”, dice.

En última instancia, la comida también deberá atraer a los astronautas. “Si a los astronautas no les gusta algo que se les sirve, a la larga, no lo comerán”, dice Fritsch. Las proteínas en polvo, ya sean hechas de hongos, larvas o levadura nutricional, deberán transformarse en la cocina de la nave espacial en alimentos atractivos para satisfacer el hambre de una buena comida de cualquier tripulación, tanto física como psicológica.

Esperemos, por el bien de todos los futuros astronautas, que al menos alguien descubra cómo convertir cualquiera de estas materias primas en deliciosos cuadrados de tocino.