Мишел Перчонок, подобно на почти всички нас, е прекарала целия си живот на Земята. Тя обаче постоянно мисли за това как би изглеждал животът на Марс.
"Картината, която винаги имам в мислите си, е, че излитаме от Земята, виждаме как планетата все повече се смалява и осъзнаваме, че няма да я видим поне още 2-3 години", обяснява тя.
Перчонок обаче не мисли за пътуването до Марс толкова, колкото за това, което ще се случи след като най-накрая кацнем, и какво ще ядем, когато сме там.
Учен и експерт по храните и настоящ президент на Института за хранителни технологии, Перчонок преди това е прекарала 17 години в космическия център "Джонсън" на НАСА в Хюстън като мениджър на проект по комплексните хранителни технологии и системен мениджър по въпросите на храната в космическите совалки, отговарящ за развитието на програмата на агенцията по хранителните въпроси и разработката на това, което агенцията избира да поддържа астронавтите живи и работещи на ниска околоземна орбита.
Предизвикателството не е само да бъде създадено меню за живеещите в космоса. Трябва да се решат милиарди проблеми, което става особено сложно, когато решенията са в конфликт помежду си. "Не можем да разработим хранителната система изолирана, за която и да е мисия на НАСА", казва Перчонок. "Храната засяга всичко друго."
Първият сериозен проблем с храната в космоса е свързан с доставката й. Човешката храна не е замислена да лети в безтегловност в студения вакуум извън атмосферата.
"Има предизвикателства в НАСА, които не биха били фактор никъде другаде", обяснява Перчонок. Едно от тях е масата и обемът. Всеки отделен кубичен сантиметър в космическият кораб трябва да бъде нагряван и поддържан в компресия и това изисква огромни количества енергия.
Тъй като това вътрешно пространство е толкова ценно, е от критично значение храната да заема колкото може по-малко пространство. Употребата на половин космически кораб като гигантски килер би била абсурдно неефективна. Хранителните продукти трябва да бъдат компактни и опаковани много плътно като полуфабрикатите по телевизията.
Дългият срок на годност е друго съображение - все още няма начин да се отглежда или приготвя храна в космоса. Принудени сме да изпращаме пакети с храна от Земята.
Ракетите, които пренасят тези продукти, са скъпи за изработка и изстрелване, така че нови пакети с храна могат да се изпращат само от време на време, и трябва да остават годни за консумация поне няколко месеца.
Проектирането и дизайнът на космическа храна са по същността си мултидисциплинарно начинание, което обединява биохимията на хранителните съставки, науката за химията и материалите на опаковането и консервацията, и физиката на начина, по който космическата среда се трансформира и модифицира.
Фактът, че пътуването до Марс ще отнеме шест месеца, усложнява и без това трудния процес на балансиране на доставките на храни и съхранението им в космоса.
Като начало, как се готви в космоса? Космическите пътешественици ще се налага да приготвят храна при намалена гравитация с ограничени кухненски инструменти. Освен това ще има диетични ограничения и предпочитания. Добрата храна може да направи много по-поносим живота в стресираща среда - от рода на носенето с огромна скорост през космоса в лишен от гравитация цилиндър.
После идва въпросът за сроковете на годност. "Годността на храната реално е комбинация от средата, в която тя се съхранява, опаковката, съставките и начина, по който те са преработени, както и други неща", казва Перчонок.
След това идва редът на проблема със замразяването.
Човек може да си помисли, че вакуумът на космоса или минусовите температури на Марс по естествен път биха охлаждали храната, но толкова ниски температури необратимо биха изкривили клетъчната структура на храната и опаковката й. Съхраняването на храна извън космическите кораби или хабитати също така би създало препятствието на обличането на скафандри, за да се пренасят тези пакети към момента на хранене.
Това създава нещо, което Перчонок описва като "матрица" на проблема. Създаването на нов тип скорбяла, която запазва храната при по-високи температури е възможно, но ограничава типа храна, който бихме могли да имаме. Изкуственото замразяване в космическия кораб би било възможно, но изолацията и необходимата енергия за целта биха го направили непрактично.
"Не можете да се поставите в изолиран балон", казва Перчонок. "Химически процеси протичат в този пакет, и с времето се губят хранителни вещества и качество на храната. Трябва да се уверите, че тези храни ще издържат от началото на мисията до нейния край."
В крайна сметка обаче искаме да започнем да създаваме ферми за храни на Марс. Първите няколко мисии вероятно ще разчитат изцяло и само на пакетирани храни, които ще напомнят това, което астронавтите вече консумират на Международната космическа станция, но притежаващи по-дълъг срок на годност.
Но с развитието на нивото на мисиите, според мен ще се наблюдава и по-голям напредък в отглеждането на растения, казва Перчонок.
По-мащабната цел е да се използва селско стопанство, за да се създаде устойчива хранителна система, която да позволява на бъдещите марсиански колонисти да отглеждат това, което им е нужно, на самата червена планета.
Какво точно ще отглеждаме на Марс? Пшеницата и соята вероятно все още ще бъдат недостъпни поне за известно време и ще се доставят на Марс в големи обеми, тъй като тези суровини изискват много време за преработка в годни за консумация храни.
Не се отчайвайте, любители на хляба: НАСА вече прави експерименти доколко приложимо е отглеждането на определени форми и сортове, от рода на миниатюрна пшеница в космоса, което би довело до евентуално отглеждане на подобни растения в по-големи селскостопански хабитати на Марс.
Плодовете и зеленчуците, от друга страна, са като цяло готови за консумация в момента, в който израснат достатъчно големи и узреят. Перчонок смята, че ще станем свидетели на отглеждане на пресни плодове и зеленчуци на Марс от нови колонисти скоро след кацането им.
Един тип селскостопански хабитат би могъл да се използва за всякакви видове различни растения, с прилагане на необходимите модификации за температура и влажност.
Учените вече експериментират с отглеждането на зеленчуци като зелена салата в космоса и в среда на намалена гравитация, с изненадващо големи успехи (и някои проби и грешки, естествено). Бъдещите експерименти ще бъдат насочени към проверка на приложимостта на отглеждането и брането на домати и в космически станции.
Филмът от 2015-а "Марсианецът" популяризира идеята за отглеждане на картофи на Червената планета и въпреки че тепърва предстои да пробваме нещо такова, някои учени в Перу са демонстрирали, че картофи могат да се отглеждат в подобни на Марс условия, което е насърчаващо.
Появата на нови технологии също така означава възможност за отглеждане на култивирано месо на червената планета, което би позволило да се консумира стек, отгледан в лаборатория.
"Доколкото ми е известно, в момента далеч не сме близо до това тези технологии да са ефективни по отношение на ресурсите", казва Перчонок. Би било нужно твърде много време и пространство, и енергия, за да бъде "отгледано" дори минимално количество лабораторно месо.
Производствените разходи на една компания в момента например все още са малко под $5000 за килограм изкуствено месо. "Но се носят слухове, че браншът вярва, че този проблем ще е решен след десетина години," коментира тя. "Ще видим."
Може също така да развием жизнеспособни селскостопански системи за отглеждане на риба на Марс.
Работата в тази насока е в изключителнно ранна фаза и изобилства от трудности: на МКС вече съществува специализиран аквариум за риба (осигурен от японската космическа агенция), който изучава как японските оризови риби се справят в космоса, и липсата на гравитация не се отразява добре на техните рибни тела.
Но ако тези трудности бъдат преодолени и успеем да създадем лесен за поддръжка хабитат, то риби като тилапията може да се окажат най-добри кандидати за живот на Марс, заради високата им хранителна стойност и съдържание на протеини.
Всъщност рибата би била изключително решение за предотвратяване на загубата на костна маса от астронавтите в среда на намалена или отсъстваща гравитация.
Снабдяването с храни е проблем само по себе си, но готвенето е още по-различно като специфика. Една от причините полуфабрикатите да вършат толкова добра работа за астронавтите до момента е, че те изискват изключително малко топлинна обработка, извън евентуално нагряване и може би малко лют сос, който да противодейства на загубата на вкус от рецепторите в космоса.
На Марс обаче хората ще искат да готвят вкусни ястия за себе си, колегите и семействата си. Това е в човешката природа.
"Дори за приготвянето на паста е нужен някакъв вид нагревател или котлон", казва Перчонок. "Нужни са тенджери и тигани, големи лъжици и инструменти и трябва да се вари вода." Също така това ще е сериозно притеснение по отношение на максимално ефективното потребление на ресурси - ако не се получи ястието, което готвите, може и да няма достатъчно вода или топлина, за да приготвяте друго.
Никой няма особена представа как ще изглежда животът на Марс, където гравитацията е една трета от тази на Земята. Как ще се държи сварената вода на Марс?
Дали ще пръска твърде много наоколо, или ще може да остане достатъчно много на едно място, за да омекоти достатъчно пастата? Дами самата паста ще запази структурата си, докато се нагрява във водата? Сосът, който използвате, ще запази ли типа консистенция, към който се стремите?
Дали мазнината или подправките, които използвате, ще се смесват достатъчно добре?
Дали слабата гравитация ще затрудни прехвърлянето на храната от един съд в друг? Ще промени ли това степента, в която определени неща са влажни или сухи? Отговорът на тези въпроси ще е мащабен научен процес сам по себе си.
"Просто не знаем доколко марсианската гравитация ще промени тези неща", казва Перчонок. "Вълнуващо е да мислим за тези неща в бъдеще, но те също така изискват много повече изследване и експерименти, за да ги разберем наистина."
