Диета космонавтов

Чтобы приготовить еду, нужно непищевое сырье и энергия. Сырье включает источник углерода, источник азота и микроэлементы. Каждый трофический уровень, через который вы проходите, теряет эффективность. Некоторые источники белка лучше других подходят для конверсии корма. Идея @CreedArcon об использовании насекомых разумна, поскольку они обладают наилучшей эффективностью корма среди всех источников белка (по сравнению с другими животными, такими как рыба, птица и т. д.). Проблема: корм для этих источников животного белка также потенциально может быть кормом для людей, а животные занимают промежуточное положение.

Лучшим является источник пищи для человека, который использует источники энергии и питательных веществ, которые люди не могут использовать. Лучше всего будет источник пищи, который может выполнять двойную функцию: перерабатывать отходы, которые у вас есть в изобилии (от ваших людей), и превращать эти отходы вместе с энергией обратно в пищу.

Я предлагаю вашим космическим людям питаться биоинженерными микроорганизмами.

Это пробуют (хотя пока с обычными бактериями): https://www.newsweek.com/astronauts-living-space-can-eat-bacteria-feed-human-waste-791883

Исследователи протестировали три вида бактерий в реакторе, построенном из частей аквариума, объем которых был примерно равен объему баскетбольного мяча. Два вида хорошо росли при температурах и уровнях pH, достаточно высоких для уничтожения патогенов; другой вид рос в среде, богатой метаном, которая образуется, когда бактерии пережевывают экскременты. Лучше всего то, что бактерии могли потреблять около половины твердых отходов менее чем за сутки. «Вот почему это может иметь потенциал для будущих космических полетов. Это быстрее, чем выращивание помидоров или картофеля», — сказал Хаус.

Могут быть использованы различные бактерии - те, что похожи на приведенную выше статью, которые питаются отходами, фотосинтезирующие бактерии, такие как спирулина (уже продаваемые как пищевая добавка). Дрожжи не являются бактериями, но соответствуют этим требованиям, поскольку они могут существовать на источниках углерода, которые люди не могут использовать и могут синтезировать все свои собственные аминокислоты — дрожжи уже давно используются в качестве корма для животных, а пищевые дрожжи сейчас в моде среди веганов.

В космосе ваши резервуары со спирулиной будут вычищать CO2 из воздуха и подвергаться воздействию отфильтрованного солнечного света. Это ваши основные производители. Люди могли есть это, а углеводы, зафиксированные спирулиной, могли быть скармливаемы бактериям и дрожжевым резервуарам. Биоинженерия помогает максимизировать не только питательную ценность, но и вкус: были попытки создать рекомбинантные организмы, которые производят «мясистый мясистый пептид» (это его настоящее название). У ваших космонавтов есть множество организмов, которые на вкус похожи на разные вкусные настоящие вещи — это хорошо для морального духа.

Проблема в космосе - обязательные потери - даже при почти идеальной рециркуляции она не идеальна, вы будете постепенно терять углерод и азот с течением времени, точно так же, как энергетический процесс имеет обязательные потери тепла. В долгосрочной перспективе вам понадобится запас этого материала (не говоря уже о воде и кислороде). Может быть, вы могли бы хранить его снаружи в виде замороженного CO2 и безводного аммиака. Оберните его светоотражающим пластиком.

Полностью веганская диета.

Как было отмечено ниже, каждый тропический уровень — это огромная потеря потенциальных калорий. Животные не тратят все съеденные калории на наращивание массы; большинство потребляемых калорий сжигается просто будучи живым. Для производства 1 калории говядины требуется примерно 10 калорий зерна. Мясо — чрезвычайно расточительный источник пищи.

Утверждение, что чистые калории могут быть увеличены за счет кормления сельскохозяйственных культур насекомыми, которые часто могут съесть больше растений, чем люди, плохо обосновано. Хотя сегодня в мире есть много «ранчо» насекомых, в основном выращивающих сверчков и мучных червей для индустрии домашних животных, ни одно из них не кормит свой скот 100% пищевыми отходами. Вместо этого они используют в качестве сырья зерно и бобовые – то, что в противном случае могли бы съесть люди. Улучшает ли это чистые калории? Это спорно, и в лучшем случае узкая маржа, и какой ценой? Сохранение жизни людей в космосе уже является масштабным, дорогостоящим и коварным делом: выращивание скота с высокой плотностью и всеми болезнями, которые они приносят с собой, было бы серьезной технической задачей. Колония хотела бы, чтобы все было как можно проще,

И действительно, это ничего вам не даст. Единственная незаменимая аминокислота, которой не хватает в веганской диете, — это витамин B12. B12 требуется только в очень ничтожных количествах, в дозах всего один раз в неделю. 1,5 фунта B12 могут снабжать 100 человек в течение 800 лет. Если вы действительно предпочитаете настоящую самодостаточность, B12 легко синтезируется бактериями, которые могут быть выращены в лаборатории на месте.

Синтез может быть полезен для микронутриентов, но его может быть трудно использовать для массового производства продуктов питания. Ваш вопрос касается современных технологий, насколько это возможно, а разработка бактерий для производства большого количества пищи не является проверенной технологией. Многие из питательных веществ спирулины биологически недоступны. Питательные дрожжи не являются источником питательных веществ — содержание B12 обогащено — и используются веганами в качестве приправы, а не для пользы для здоровья.

Так что, в конце концов, все сводится к традиционным культурам, выращенным гидропоникой в ​​питательной суспензии воды, возможно, смешанной с человеческими отходами. На МКС уже выращивали салат, помидоры и клубнику, но это низкокалорийные роскошные огородные культуры, а не те растения, на которых можно жить. Зерно, вероятно, не лучший вариант, потому что его нужно измельчать, а снижение веса обычно является приоритетом в космосе. В этом смысле Марку Уотни повезло с картофелем: смесь корнеплодов была бы хорошим и надежным источником калорий для ваших колонистов. Бобовые будут отличным источником белка. Соя имеет огромный урожай и очень высокое содержание белка. Если вы обеспокоены чрезмерным потреблением сои, есть много других бобов на выбор. Чечевица и вигна, например, требуют меньше энергии для приготовления по сравнению с другими бобами.

Аквапоника — ваш друг

Подобно гидропонике, аквапоника — это наука о выращивании растений в жидкой среде (без почвы) в сочетании с аквакультурой. Это не обязательно должны быть водные растения, для этого очень хорошо подходят практически любые зеленые и листовые растения, а при осторожном уходе другие растения, такие как огурцы, помидоры и перец, также подойдут.

Сочетайте эти растения со съедобной, дружественной к толпе рыбой, такой как тилапия или некоторыми видами трески и окуня. Наконец, вам понадобятся нитрифицирующие бактерии, чтобы преобразовать аммиак, вырабатываемый рыбой, в нитраты, которые будут использоваться растениями. Они могут расти на любой поверхности внутри системы.

После того, как вода проходит через систему гидропоники, где растения поглощают питательные вещества, нитраты/нитриты и аммиак, она очищается и насыщается кислородом, а затем направляется в систему аквакультуры, а затем возвращается обратно.

Доход варьируется, но мы возьмем верхний предел, так как ваш мир, вероятно, исследовал это более подробно. Таким образом, на галлон воды в системе вы получите 1 квадратный фут сельскохозяйственных угодий и 1 фунт рыбы. Допустим, половина этого запаса идет на выращивание мальков, чтобы мы получали полфунта на галлон в день.

Быстрый поиск в Google говорит, что 0,5 фунта тилапии — это 292,5 калории. Согласно этому сайту , сладкий картофель можно выращивать в условиях гидропоники, а на другом сайте говорится, что он дает 70 000 ккал/га/день, или 650 калорий на квадратный фут. Таким образом, вам понадобится примерно 2,5 галлона аквапоники на человека.

Пять основных входов в систему - это вода, кислород, свет, корм для водных животных и электричество для перекачивания, фильтрации и насыщения воды кислородом. Скорее всего, вам придется управлять отдельными аквариумами для разведения рыб, но все они могут быть подключены к одному водному циклу.

Вода будет в основном замкнутой, ничем не хуже любой другой системы на вашей станции. свет может быть включен в расходы на электроэнергию, а кислород будет частично обеспечиваться вашими растениями, хотя вам, вероятно, потребуются дополнительные кислородные системы.

Производство корма для вашей рыбы забавно похоже на проблему с ракетой. Вам нужны растения и рыбная мука для вашей рыбы, рыбная мука сделана из рыбы. Вам нужен корм для выращивания этих рыб... Этот сайт говорит, что в среднем корм содержит около 25% белка (смесь рыбной и мясной муки плюс масла), 70% растительной муки и 5% минералов. Этот другой сайт говорит, что вам нужно 360 ~ граммов корма на 100 talipia (определено путем усреднения потребностей в корме новорожденного и взрослого).

Ранее мы выяснили, что каждое наше население съедает 1,5 талипии в день (из расчета 1 фунт на рыбу), что означает, что мы вылавливаем 15 000 рыб в день. Рекомендуемый план кормления позволит довести новорожденных до 1 фунта за 194 дня, а это означает, что в любой момент у нас будет 291 000 рыб. Таким образом, нам потребуется всего 1047,6 кг корма в день. Я не знаю, сколько рыбной муки вы получаете на талипию, но нам нужно 261,9 кг ее из 15000 фунтов (6804 кг) рыбы. Таким образом, нам нужно будет зарезервировать 4% каждой рыбы для рыбной муки. Я думаю, это легко выполнимо.

Далее нам потребуется 733,32 кг растительной муки в сутки. Google говорит, что 1 кг сладкого картофеля содержит 860 калорий, а мы получаем 650 калорий на квадратный фут. Таким образом, нам потребуется дополнительно 870 квадратных футов площади для выращивания растительной муки. Это составит 870 галлонов США Aquaponics.

При 45 400 фунтов Talipia в нашей системе нам потребуется 45 400 галлонов США Aquaponics, обеспечивающих 45 400 квадратных футов площади выращивания. Это почти вдвое превышает то, что на самом деле нужно для урожая из 10 000 человек. Выбрав более подходящую культуру для растительной муки (поскольку я нигде не нашел картофеля), мы сможем немного сократить его. Или мы могли бы использовать избыточное пространство для выращивания полезных растений, таких как текстиль, или менее эффективных, но более интересных продуктов питания.

Это составляет 170 м3 аквапоники. Давайте удвоим это до 340 м3, чтобы взять системы поддержки, зоны доступа и т. д., и вы можете поместить все это примерно в 5 морских контейнеров, или 13,6% олимпийского бассейна.

Итак, мы доказали, что вы можете поддерживать свое население, потребляя всего 9 галлонов США (0,034 м3) на человека, и это очень эффективно, поскольку единственным реальным источником энергии является мощность. Вы можете распределить свои урожаи, чтобы обеспечить ежедневное производство, а это означает, что сохранение не является проблемой, и, наконец, это настоящие растения и настоящая рыба. Что может быть вкуснее?

Насекомых очень много Насекомых

Насекомые будут одним из лучших вариантов еды для ваших космических жителей. САМОЕ САМОЕ ВЫСОКОЕ в белке и может очень хорошо адаптироваться в космосе (в любом случае лучше, чем люди), их также можно использовать в сочетании с другими продуктами, чтобы помочь в производстве. если вы когда-либо раньше выращивали себе еду; вы бы знали, что даже если вы получаете все необходимое (почва, освещение, питательные вещества), если у вас нет экосистемы, которая бы сопутствовала этому, ваши растения не будут процветать.

Некоторые примеры:

Муравьи: одни из самых удивительных маленьких существ (поищите их) https://www.youtube.com/watch?v=Hc1hrvWjRQs , они могут быть очень полезными для вас, и не только в качестве «мяса», они также могут поддерживать ваш урожай. и избавьтесь от своих «зеленых отходов».

Тараканы: да, они могут быть полезны, если они приобретут нужный вид, даже если его план «мясной объем».

Личинки и черви: лучшие друзья для любого сада и самые надежные в «мясном объеме».

Так что собирайте насекомых, они помогут вам, они накормят вас, и их производство почти ничего не будет стоить.

У меня есть несколько отличных рекомендаций и идей, поэтому я не могу выбрать «правильный ответ», поскольку все они очень хорошие.

Я опубликую резюме и укажу авторов:

Наибольшее количество голосов получил Виллик, предложивший обитателям космоса есть съедобные бактерии (спирулину) и использовать микроорганизмы в качестве микропищевых фабрик для создания чего-то под названием «мясистые мясистые пептиды». Поищите в посте Виллика ссылки и источники, это интересно.

Creed Arcon предложил выращивать насекомых как для потребления, так и для создания биоразнообразия на космических фермах. Отличная идея, тем более, что насекомые богаты белком.

Pink Sweetener утверждал, что насекомые не могут быть устойчивыми, поскольку им тоже нужна еда для выращивания, и предложил полностью веганскую диету. Он утверждает, что вполне возможно адекватно кормить людей в космосе здоровой диетой из картофеля, бобовых, сои и других подобных бобов (поскольку они богаты белком и дают высокие урожаи) в дополнение к овощам.

Кыйшак — самый тяжелый по математике, поэтому он более убедителен, чем другие посты. Кийшак выступает за аквапонику, при которой сельскохозяйственные культуры выращиваются в богатой питательными веществами суспензии, которая прокачивается мимо этих растений, чтобы обогащать их по мере их роста, затем фильтруется и обрабатывается для выращивания рыб, таких как тилапия, прежде чем снова вернуться, чтобы накормить растения. У Кийшака есть сложная математика, подтверждающая его утверждения, и это довольно убедительно!

Спасибо всем, кто написал, вы дали мне много, чтобы вонзить зубы! Если кто-то считает, что я неправильно разъяснил или резюмировал их пост, сообщите мне об этом, и я отредактирую его соответствующим образом. Еще раз спасибо!