O Programa Artemis da NASA promove um incrível retorno à lua que pode redefinir como os humanos do futuro se alimentarão no espaço e na Terra. Sete experimentos focados em plantas foram aprovados para entender os diferentes requisitos para o cultivo bem-sucedido de plantas no espaço. Além da agricultura espacial, inovações como alimentos impressos em 3D, embalagens e novas aplicações de microbiomas podem ter grandes implicações para os alimentos na Terra. Os desafios de design de alimentos no espaço (longevidade, ciclos de circuito fechado, nutrição e incapacidade de cozinhar) podem melhorar o acesso à nutrição nos ambientes desafiadores da Terra.
O que é preciso para comer no espaço?
Enquanto a maioria de nós, na Terra, está focada em variedade e nutrição nas dietas, alguns critérios-chave para sistemas alimentares espaciais são:
1. Segurança alimentar: prevenção da deterioração dos alimentos, processamento de resíduos e reciclagem com ecossistemas avançados de circuito fechado para o crescimento das plantas
2. Confiabilidade: capacidade de suportar as duras condições encontradas no espaço, longa vida útil e utilização do mínimo espaço.
3. Experiência (paladar, variedade, facilidade de preparo, etc.) e densidade nutricional
O espaço apresenta desafios únicos
Cultivar plantas no espaço tem seus próprios desafios por se tratar de um ecossistema fechado sem gravidade, sem luz solar direta, com espaço limitado e suprimento de água limitado. A ausência de gravidade significa que cozinhar é difícil e é preciso minimizar a sobrecarga de recursos na estação espacial (massa, energia, tempo de tripulação, água, eliminação de resíduos). Alimentos pré-embalados nem sempre são viáveis devido à deterioração dos nutrientes e enormes quantidades necessárias em estoque. No futuro, a exploração do espaço profundo exigirá anos de viagem com um suprimento limitado de comida e água e sem possibilidades de reabastecimento.
Publicações e tendências para patentes
Publicações e patentes da NASA e outras agências sobre comida espacial estão em andamento há décadas. Com a ajuda do CAS Content Collection™, analisamos publicações científicas globais relacionadas a alimentos espaciais e sistemas de vida entre 2000 e 2022. O cenário de pesquisa mostra que grandes anúncios de novos programas espaciais impulsionam um aumento em futuras publicações e patentes em todo o mundo. Por exemplo, a Estação Espacial Internacional tem feito um grande esforço desde que foi anunciada pela primeira vez em 1993. O aumento de publicações e patentes desde então está altamente correlacionado com os mais de 2.500 experimentos realizados por eles. Da mesma forma, há uma clara tendência de aumento da pesquisa após o anúncio do Programa de Tripulação Comercial da NASA em 2011 e um aumento correspondente depois do Programa Artemis em 2017 (Figura 1).
Novas soluções: comida espacial impressa em 3D
Pizza de outro mundo? Brincadeiras à parte, os novos avanços na impressão 3D de alimentos na Estação Espacial Internacional podem ter um impacto gigantescos sobre alguns dos maiores desafios alimentares que temos na Terra. As impressoras 3D agora produzem designs diferentes e dietas personalizadas, adicionando ingredientes específicos aos alimentos. Atualmente, as tintas para impressoras 3D podem consistir em carne seca, vegetais e laticínios em pó, enriquecidos com micronutrientes relevantes. Algumas das tintas comestíveis imprimíveis mais comuns são purê de batata, chocolate, massas, queijos, cremes, coberturas de bolo e frutas.
Essa tecnologia é crucial para prolongar a vida útil dos alimentos espaciais. Ela permite que o material alimentar seja estéril e armazenado na forma de matéria-prima. Além disso, ela minimiza o espaço de armazenamento ocupado a bordo.
Usando micróbios para produzir nutrientes
Os pesquisadores estão investigando diferentes tipos de bactérias para converter componentes do ar ou resíduos corporais em nutrientes. Por exemplo, bactérias conhecidas como hidrogenotróficos (micro-organismos unicelulares que metabolizam o hidrogênio para obter energia) poderiam converter em proteínas o dióxido de carbono produzido pelos astronautas por meio de um tipo de processo de fermentação. Outros pesquisadores descobriram que a Yarrowia lipolytica, parente da levedura de panificação, pode ser usada para produzir lipídios, e até plásticos, ao serem alimentadas com urina humana, abrindo a possibilidade de transformar resíduos naturais em nutrientes essenciais à saúde humana.
Alimentos pré-embalados
Embora os alimentos secos ou congelados sejam críticos, a NASA busca tecnologias emergentes de preservação de alimentos para novas abordagens. Por exemplo, a Esterilização térmica assistida por pressão e a Esterilização por micro-ondas garantem maior qualidade inicial e nutricional em alimentos pré-embalados. Os pesquisadores também estão investigando embalagens melhores para aumentar a vida útil dos alimentos em até 5 anos.
Sistemas de circuito fechado e agricultura espacial
A melhor opção para uma fonte boa e constante de nutrição adequada depende da agricultura a bordo da espaçonave. A existência de uma fazenda espacial ajudaria na criação de um ambiente sustentável, uma vez que as plantas podem ser usadas para reciclar águas residuais, gerar oxigênio, purificar o ar e até reciclar fezes na nave. Atualmente, existe uma horta espacial, conhecida como Veggie. Ela pode abrigar seis plantas e já foi usada com sucesso para cultivar alface, acelga, mostarda mizuna, couve vermelha e flores de zínia. Esta é uma lista das plantas que foram cultivadas no espaço nas últimas quatro décadas.
Usos da comida espacial no mundo real
A pesquisa na área da nutrição espacial leva a uma relação melhor e mais sustentável entre nossa comida e o planeta. As estufas de circuito fechado e a agricultura vertical podem ser utilizadas em regiões áridas, polares, remotas ou altamente povoadas devido aos seus baixos requisitos de água e terra. Produzir carne usando componentes de ar pode reduzir a demanda por gado e exigir muito menos uso de terra e água. Um purificador de ar aprimorado, criado inicialmente para alimentos espaciais, agora é usado para a preservação de alimentos e em salas de cirurgia.
A impressão 3D de alimentos pode desempenhar um papel importante na redução da escassez de alimentos aqui na Terra. Impressoras 3D podem ser usadas para criar alimentos de forma mais rápida e limpa do que qualquer chef poderia, além de personalizar valores e texturas nutricionais. As tintas comestíveis também podem ampliar o uso de fontes não tradicionais de materiais alimentícios.
Todas essas tecnologias podem reduzir o volume de transporte, embalagem, distribuição e outros custos, aproximando-se dos clientes e diminuindo a pegada ecológica. Os benefícios da pesquisa contínua sobre a exploração espacial se estendem ao meio ambiente da Terra e seus habitantes, fornecendo ideias sobre a manutenção e preservação dos ecossistemas terrestres.
