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2019年4月2日、コロラド州ルイビルでのインフレータブル月ゲートウェイ内の宇宙飛行士のためのフリーズドライ食品 Getty Images/Photo by Helen H. Richardson/MediaNews Group/The Denver Post

ジョン・グレンがアップルソースとビーフピューレが入った歯磨き粉の形をしたチューブで生命を維持して以来、宇宙飛行士の料理は大きな進歩を遂げたが、宇宙でのメニュー疲労との闘いは依然として現実のものである。 NASA が 2021 年 1 月に深宇宙食チャレンジを開始した理由の 1 つはこれです。32 か国から 300 を超えるチームが、長期宇宙旅行のための新しい食品技術を開発するという課題に参加しました。 5 月 19 日に発表された 8 チームは、コンテストの第 3 段階および最終段階に進みます。

火星へのミッションが目前に迫り、NASA は食糧を定期的に輸送する国際宇宙ステーションのモデルが深宇宙旅行には機能しないことに気づきました。 ジョンソン宇宙センターの先端食品技術の主任科学者であるグレース・ダグラス氏は、拡張ミッションにおける食料システムの基準を概説した2020年9月のJournal of Nutrition論文の共著者です。 これらには、最長 5 年間の安定性、資源の最小限化、地球低軌道を越えても品質を維持する栄養素が含まれます。 しかし、味は王様です。 チームが口に合わない製品を作成した場合、他の要件を満たすことは無意味になります。

フェーズ 1 では、チームは設計コンセプトに基づいて評価され、フェーズ 2 では、食料を栽培または製造できる小規模のプロトタイプを構築するという任務が与えられました。 フェーズ 3 では、残りの 8 チームがシステムをスケールアップするためにそれぞれ 150,000 ドルを受け取りました。

ジム・シアーズは、自宅のガレージで宇宙調理器具「SATED」を開発しました。 航空宇宙産業での経験を持つ電気技師であるシアーズ氏は、宇宙で見られる低重力状態をシミュレートするために、沸騰したお湯をいじり始めました。 地球上で水を沸騰させるときに形成される泡は水よりも軽いため、浮力によって水面から押し出されます。 しかし、ほぼ無重力の状態で形成される泡は水よりも軽くはなく、合体して不定形の塊になったり、表面にくっついたりします。 「そして、いわゆる[沸騰]表面が乾燥する状態になります。そこでは、水が表面に触れることは決してないので、水中にエネルギーを取り込むことができません」とシアーズ氏は説明した。

ピザリングとスライスで満足 写真提供：ジム・シアーズとジョージ・アブハマド

シアーズは、遠心力を利用して水を調理面に押し付け、泡を中心に向かって押し出す回転加熱シリンダーを設計しました。 次にシアーズはビジネス パートナーのジョージ アブハマドと協力して SATED を開発しました。 トースターほどの大きさの SATED は、シアーズの円筒形ローター技術を使用して、空間内の熱い調理面に食品を付着させたままにします。 SATED は、コントロール パネルの横にあるキッチン ポットに似たテフロン コーティングされたアルミニウム ローターで構成されています。 この装置を使えばどんな食材でも調理できるが、アブハマドさんが最近注目しているのはピザだ。 同氏は、ビスクイックタイプのミックスを使って生地を作り、トマトソースを注射器で注入し、チーズと野菜のトッピングを加えるというピザ製造プロセスを20分以内で概説した。

カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者が発案した Nolux は、人工光合成を利用して植物および菌類ベースの食品をより効率的に栽培します。 「植物の活動は実際には非常にエネルギー効率が悪いのです」とチームリーダーのロバート・ジンカーソン教授（化学・環境工学教授）は言う。 「太陽光を浴びると、植物はそのエネルギーの 99 パーセントを無駄にします。植物のバイオマスに変換されるのはわずか約 1 パーセントです。」 Nolux は太陽光を「二酸化炭素電極触媒」に置き換え、水、電気、二酸化炭素を酸素と酢酸に変換します。 酢酸塩は植物のエネルギー源であり、光合成によって生成されるグルコースに代わるものです。 ジンカーソン氏のチームは、藻類を成長させる際の光合成効率が 4% という、なんと 300% も向上することを実証しました。 現在、Nolux システムは、電解槽を燃料とするいくつかの靴箱サイズの成長チャンバーで構成されています。

Nolux の大きな利点は、必要なのは電気と水だけであることです。 追加の生の入力は必要ありません。 ジンカーソン氏は、Nolux は酵母、藻類、菌類を生産できるが、果物や野菜作物も含めて生産を拡大したいと述べた。 ジンカーソン氏の研究室の研究者アニー・シェルトン氏は、ノラックスのキノコ製品を豆腐のブロックに似た「菌糸体マット」と表現した。 菌糸体はキノコの根の構造を構成します。 シェルトン氏は、この食用マットは通常のキノコのような味で、よりしっかりとしたうま味があると主張している。 「この菌糸体マットをサラダに入れるだけでなく、粉末にして、必要なあらゆる栄養面を提供するサプリメントを摂取することもできます」とシェルトン氏は言う。

Nolux 菌糸体マット 写真提供: Robert Jinkerson および Annie Shelton

フロリダ州ケープカナベラルにあるエターナル・バイオワークスの宇宙部門であるカーネル・デルテックも、菌類生産システムを開発した。 宇宙での作業に適したミニ冷蔵庫サイズのバイオリアクターは、微生物フザリウム・ベネナタムを食用真菌であるマイコプロテインに急速に変換します。 マイコプロテインは、タンパク質と繊維が多く、飽和脂肪が少ないという優れた栄養プロファイルを誇ります。 カーネル・デルテック社のミゲル・ニューマン最高経営責任者（CEO）は、このフレーバーは多用途であると語った。 彼のチームはマイコプロテインをアイスクリーム、ハンバーガー、プロテインシェイク、ヨーグルト、チーズに組み込みました。

カーネル・デルテックは、自社の技術を他のディープ・スペース・フード・チャレンジ受賞者の技術と併用したいとニューマン氏は語った。 彼らは、Nolux のアセテート基質を使用して、宇宙で Fusarium 生物に栄養を与えたいと考えています。 最終的には、カーネル デルテックのバイオリアクターと 3D フード プリンターを組み合わせて、ユーザーがボタンを押すだけで完全な食事を作れるようにすることをノイマン氏は構想しています。

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ヘザーはWORLDの科学特派員です。 彼女は世界ジャーナリズム研究所、メリーランド大学、カーネギーメロン大学を卒業しています。 彼女は食品と化学製品の両方の開発に携わり、現在は研究化学者として働いています。 ヘザーは家族とともにペンシルベニア州ピッツバーグに住んでいます。

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