Ученые Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН проверили в компьютерных расчетах возможность осуществления требований NASA к питанию космонавтов в длительных космических миссиях. Разработанные американским космическим агентством рекомендации оказались крайне сложными для выполнения при текущем уровне развития космических технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Acta Astronautica.

Дальние космические полеты длительностью более двух лет и колонизация других планет не только мечта писателей фантастов, но и реальная цель ученых и инженеров. Чтобы они стали возможны, требуется решить несколько важных задач. Одна из них – питание астронавтов, чей рацион должен соответствовать диетическим нормам. Для этого американское Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) разработало документы, регламентирующие «космическую диету».
Красноярские ученые проверили возможность выполнения требований NASA к рациону космонавтов, когда основными источниками пищи будут продукты, произведённые в биорегенеративной системе жизнеобеспечения на борту космического корабля или на космической базе. Выяснилось, что в таких условиях заявленные нормы трудно выполнимы. Во всех вариантах составленного «меню» требования NASA нарушались, к примеру, по количеству потребляемого железа, которого оказывалось намного больше, чем нужно, или витаминам B5 и D, которых в рационе наоборот не хватало.
Чтобы выяснить, насколько реалистичны требования NASA, ученые составили список из 46 источников пищи, в который входили злаковые, овощные, масличные и бобовые культуры, корнеплоды, ягоды, грибы и мясо некоторых животных. Они вносились в лист, если до этого рассматривались в теоретических или экспериментальных исследованиях как кандидаты для использования в системе жизнеобеспечения. Далее, с помощью компьютерной программы, исследователи сформировали пищевые наборы, в каждый из которых включали от 10 до 46 продуктов.
«Мы определили, что использование 20-25 источников пищи обеспечивает максимальное приближение расчётного потребления питательных веществ к нормам NASA. Дальнейший рост размера набора продуктов даёт лишь увеличение пищевого разнообразия, но не позволяет обеспечить полноценный рацион», – рассказал один из авторов исследования, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Владимир Ковалев.
Лучшее приближение к нормам NASA давал суточный набор продуктов, включающий поваренную соль, рис, картофель, свеклу, капусту, морковь, кабачки, рапсовое масло, сафлоровое масло, сою, нут, горох, клубнику, лук, чеснок, мясо птицы, мясо улиток, рыбу, молоко, сахар. Но даже этот набор не устранял дефицит витаминов B5 и D, а также избыток железа в рационе. «Скорее всего, проблему недостатка витаминов придется решать с помощью витаминизированных продуктов, а также витаминных препаратов», – добавляет Владимир Ковалев.
В нормах NASA суточное потребление омега-6 жирных кислот, витаминов D, K, E, C, B12, B5, B6, тиамина, рибофлавина, фолиата, ниацина, биотина, магния, калия, марганца, фтора, цинка, йода и хрома строго фиксировано. При таких жестких требованиях полностью преодолеть расхождения между расчётным содержанием питательных веществ и нормами NASA не удается. Чтобы рекомендации, разработанные американским космическим агентством, стали достижимы необходимо определить суточные минимальные и максимальные границы для указанных выше веществ.
Определение минимального набора источников пищи, которые требуется взять с собой в космос для создания замкнутой системы жизнеобеспечения – это один из этапов работы красноярских биофизиков. Возможность выращивать некоторые виды растений и снабжать экспериментаторов едой в замкнутом бункере уже была проверена в долговременных экспериментах. Однако говорить об использовании таких систем в космосе еще рано. По крайней мере пока не будет доказана способность растений и животных-кандидатов размножаться на Луне или Марсе.