Оскільки NASA, SpaceX та інші компанії прагнуть вивести освоєння космосу людиною на новий рівень, необхідні нові рішення, які допоможуть майбутнім астронавтам вижити протягом місяців і навіть років у суворому космічному середовищі.
Особливо складним аспектом тривалих польотів на Марс та інші частини Сонячної системи буде дієтичне харчування. За нинішніх технологій людям потрібно близько дев’яти місяців, щоб досягти червоної планети, а це означає, що вони повинні зробити все можливе, щоб залишатися якомога здоровішими та активнішими.
Нещодавно Mars City Design та Innovation Labo Tokyo спільно запустили космічний проект “Астробіом”. Мета проекту – створення космічної медицини, технології мікробіома та кулінарних інновацій для майбутніх космічних подорожей.
Пояснила генеральний директор та засновник Mars City Design Віра Муляні електронною поштою компанії Interesting Engineering (IE).
“Ми просто не призначені для життя поза Землею!”.
На думку Муляні та команди Astrobiome Space Project, ключ до вирішення цієї проблеми полягає у використанні суперпостбіотичних метаболітів для підтримки здоров’я кишечника.
Суперфуд для космічних подорожей
Космічні дослідження, безперечно, завдають шкоди людському організму протягом тривалих періодів часу. Хоча найбільш довгоживучий член екіпажу Міжнародної космічної станції (МКС) провів на борту орбітальної космічної станції більше року, МКС відносно захищена магнітним полем Землі.
Виходячи далі в космос, ви не тільки стикаєтеся з ефектом мікрогравітації; людське тіло також піддається шквал космічної радіації.
І те, й інше викликає відчутні фізичні результати, такі як рак, втрата кісткової маси, запалення та нейродегенерація, що викликає когнітивні та зорові порушення та безліч інших можливих довгострокових проблем зі здоров’ям.
Хоча деякі дії, наприклад, фізичні вправи в космосі можуть допомогти пом’якшити наслідки тривалої космічної подорожі, може знадобитися інший підхід.
Нещодавні дослідження показали, що здоров’я нашого кишечника та травної системи пов’язане з настроєм та психічним здоров’ям у двонаправленій комунікаційній мережі – це означає, що вони обоє впливають один на одного і повинні розглядатися у зв’язку один з одним.
З огляду на цей контекст, у рамках проекту “Астробіом” розробляються суперпостбіотичні метаболіти, які можуть бути використані як інгредієнт у продуктах харчування. Також як добрива для сільськогосподарських культур – як Землі, і у космосі.
Мульяні описав “Астробіом” як “перший у світі постбіотик, створений з високою точністю методом складної спільної ферментації”.
Він “безпосередньо доставляє найбільш важливу “їжу” в наші мітохондрії, минаючи пробіотичний процес, коли живі бактерії можуть неефективно виконувати свою роботу в кишечнику господаря, [особливо] коли господар живе в таких екстремальних умовах, як космічні подорожі, чи просто має погане харчування.
За словами автора, це допоможе майбутнім дослідникам космосу “підтримувати здоров’я кишечника та мозку, щоб покращити загальний стан здоров’я, фізичні, емоційні та когнітивні показники”.
Більш того, “така негайна доставка метаболітів до наших клітин вкрай необхідна для швидкого відновлення та регенерації клітин”. У довгостроковому застосуванні космічні екіпажі можуть отримати користь від епігенетичних зрушень, завдяки їх більш життєздатним мітохондріям, як результат прийому цих метаболітів”. Це, продовжує вона, “має вирішальне значення для виживання під час тривалих космічних подорожей”.
Як довгожителі Японії вплинули на космічні подорожі
Розробка добавки Astrobiome була частково зумовлена дослідженнями зростаючого столітнього населення Японії. Минулого року, згідно з офіційними даними, в Японії налічувалося понад 90 000 громадян віком 100 років і більше, а кількість столітніх людей збільшилася вп’ятеро порівняно з 20 роками раніше.
“У 2001 році наша група вчених вивчала столітніх людей на Окінаві, щоб зрозуміти, як вони змогли прожити довге, здорове та радісне життя”.
Дивно, але їх результати суперечили поширеній думці про те, що здорове харчування, наприклад, середземноморська дієта, є єдиним секретом довголіття.
“Столітні люди, з якими зустрілися наші вчені, не обов’язково дотримувалися здорової дієти”, каже автор.
Крім того, вони були затятими курцями! Тим не менш, вони прожили довге життя, зберігаючи молодість духу та займаючись фізичною діяльністю, наприклад, сільським господарством. Пізніше дослідники з’ясували, що одним із секретів була відсутність запалення в їхній травній системі.
Тестування властивостей постбіотичних метаболітів у космосі
Зрештою, “Астробіом” – це кульмінація багаторічних поступових досліджень здоров’я кишечника та потенціалу постбіотичних метаболітів у космосі.
Astrobiome складається з більш ніж 600 унікальних типів мікробіоти для харчування наших мітохондрій, тому коли ми приймаємо його. Ми можемо мати такий самий рівень продуктивності мітохондрій та сили імунної системи в нашому організмі, як у тих столітніх людей.
Крім дослідження японських столітніх людей, команда космічного проекту останніми місяцями ретельно перевіряла властивості свого постбіотичного метаболіту.
Формати доставки Astrobiome включають добавки для людей та рослин. Для рослин це природне добриво, біостимулятор у вигляді гелю, який ґрунтується на метаболітах, що усуває необхідність у хімічних добривах.
Одне з недавніх досліджень, проведене Меделін Уітакер, студенткою факультету клітинної та біомолекулярної інженерії Університету Пердью, і доктором Маршаллом Портерфілдом, творцем лабораторії NASA GeneLab, на дослідницькій станції в пустелі Марса, показало більш високу продуктивність рослин, оброблених Astrobio.
Рослини мали помітно більш пікантний смак (можливо через наявність більшої кількості поживних речовин і підвищеного вмісту хлорофілу) і відрізнялися більш тривалим терміном зберігання, а також зниженим споживанням води та енергії, що робить їх більш підходящими для вирощування в космосі.
Під час сліпої дегустації п’ять із шести аналогових астронавтів заявили, що воліють зелень, оброблену “Астробіомом”, оскільки вона здається їм яскравішою та свіжішою на смак.
У майбутньому Mars City Design планує відправити на орбіту кілька мікрозеленів і застосувати біостимулятор Astrobiome або добриво на основі метаболітів, щоб перевірити його ефективність в умовах мікрогравітації.
Також планується протестувати Astrobiome in-vivo на астронавтах, щоб виміряти їхній рівень REM, якість сну та регулювання циркадних ритмів.
З початку космічної ери раціон харчування астронавтів ретельно регулюється, і для польоту в космос відбираються ті кандидати, які у відмінної фізичної формі.
Однак за тривалих польотів цього буде недостатньо для того, щоб астронавти залишалися здоровими протягом усієї подорожі. У міру розвитку освоєння людиною космосу та збільшення тривалості польотів, вимоги до харчування змінюватимуться.