Liofilizacja i Recykling Wody Kluczowe dla Długoterminowego Żywienia na ISS

Utrzymanie załogi na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wymaga zaawansowanych rozwiązań logistycznych, zwłaszcza w zakresie żywności, która musi być lekka, stabilna i łatwa w obsłudze w warunkach mikrograwitacji. Technologia liofilizacji, stosowana w programach kosmicznych od misji Gemini, pozostaje kluczowa, umożliwiając konserwację składników odżywczych poprzez sublimację wody pod próżnią. Dzięki temu posiłki, takie jak makarony czy jajecznica, po dodaniu wody odzyskują konsystencję zbliżoną do oryginalnej.

W kontekście bezpieczeństwa operacyjnego, na stacji preferowane są tortille zamiast tradycyjnego pieczywa, ponieważ nie generują okruszków, które mogłyby uszkodzić wrażliwą aparaturę elektroniczną. Dieta kosmiczna jest rygorystycznie monitorowana w celu przeciwdziałania utracie masy kostnej i mięśniowej, nieuniknionej w warunkach nieważkości. W odpowiedzi na te wyzwania, do jadłospisu wprowadzane są innowacyjne składniki, w tym białko amarantusa bogate w wapń, co świadczy o ciągłym dążeniu do optymalizacji wartości odżywczych.

Kwestia zarządzania zasobami na ISS jest równie krytyczna, a systemy recyklingu wody osiągnęły wysoką efektywność. Zaawansowane systemy kontroli środowiska i podtrzymywania życia (ECLSS) odzyskują około 93% zużytej wody z potu, wydychanego powietrza i moczu. Ostatnie ulepszenia, w tym wprowadzenie modułu Brine Processor Assembly (BPA), podniosły ten wskaźnik do blisko 98%, minimalizując straty do zaledwie dwóch litrów na każdych stu wprowadzonych do obiegu.

Taka wydajność recyklingu wody jest fundamentalna dla przyszłych, dalekosiężnych ekspedycji poza niską orbitę okołoziemską, gdzie transport dodatkowych zapasów jest logistycznie nieopłacalny. Agencje kosmiczne, w tym NASA, intensywnie pracują nad technologiami umożliwiającymi uprawę żywności na ciałach niebieskich, takich jak Księżyc, dążąc do pełnej autonomii załóg. Eksperymenty, między innymi prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Florydy, potwierdziły zdolność roślin do kiełkowania w księżycowym regolicie, co stanowi ważny krok w planach eksploracyjnych.

Ewolucja żywienia kosmicznego jest widoczna w porównaniu do niesmacznych past w tubkach Jurija Gagarina. Uczestnicy misji Gemini w latach 1965-1966 otrzymywali liofilizowane kostki z powłoką żelatynową ograniczającą kruszenie, a w programie Apollo (1968-1975) wprowadzono możliwość uwadniania dań ciepłą wodą. Dążenie do samowystarczalności kontynuowane jest poprzez projekty takie jak „Deep Space Food Challenge”, gdzie firmy rozwijają w pełni automatyczne systemy produkcji żywności. Osiągnięcia w zakresie obiegu zamkniętego, których rozwój dla ESA w ramach projektu MELiSSA ma już 30-letnią historię, stanowią podstawę dla długotrwałych pobytów poza Ziemią, a ich zastosowania mogą znaleźć miejsce na Ziemi w regionach dotkniętych suszą.