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Cibo liofilizzato per gli astronauti all'interno del Lunar Gateway gonfiabile il 2 aprile 2019 a Louisville, Colorado Getty Images/Photo by Helen H. Richardson/MediaNews Group/The Denver Post

Mentre la cucina degli astronauti ha fatto molta strada da quando John Glenn si manteneva con tubetti di salsa di mele e purea di manzo a forma di dentifricio, la lotta contro la stanchezza del menu nello spazio è ancora reale. Questo è in parte il motivo per cui la NASA ha lanciato la sua Deep Space Food Challenge nel gennaio 2021. Oltre 300 team provenienti da 32 paesi hanno accettato la sfida per sviluppare nuove tecnologie alimentari per i viaggi spaziali a lungo termine. Otto squadre, annunciate il 19 maggio, proseguiranno nella terza e ultima fase della competizione.

Con le missioni su Marte all’orizzonte, la NASA si rese conto che il modello della Stazione Spaziale Internazionale di spedizioni costanti di cibo non avrebbe funzionato per i viaggi nello spazio profondo. Grace Douglas, scienziata capo per la tecnologia alimentare avanzata presso il Johnson Space Center, è coautrice di un articolo del Journal of Nutrition del settembre 2020 che delinea i criteri del sistema alimentare per missioni estese. Includono stabilità fino a cinque anni, minimizzazione delle risorse e nutrienti che mantengono la loro qualità oltre l’orbita terrestre bassa. Ma il gusto è re. Se una squadra produce un prodotto sgradevole, soddisfare gli altri requisiti diventa irrilevante.

Nella prima fase, i team sono stati valutati in base ai loro concetti di progettazione, mentre nella fase due è stato loro assegnato il compito di costruire prototipi su piccola scala che potessero coltivare o produrre cibo. Per la fase tre, gli otto team rimanenti hanno ricevuto ciascuno 150.000 dollari per ampliare i propri sistemi.

Jim Sears ha sviluppato SATED, un elettrodomestico per la cucina spaziale, nel suo garage. Ingegnere elettrico con esperienza nel settore aerospaziale, Sears iniziò ad armeggiare con l'acqua bollente, simulando le condizioni di bassa gravità presenti nello spazio. Le bolle che si formano quando l'acqua bolle sulla Terra sono più leggere dell'acqua e vengono spinte via dalla superficie dell'acqua attraverso la galleggiabilità. Ma le bolle formate in condizioni di gravità prossima allo zero non sono più leggere dell’acqua e si fondono in bolle amorfe o si attaccano alle superfici. "E così si ottiene quella che viene chiamata superficie [bollente] secca, dove non è possibile immettere alcuna energia nell'acqua perché non si riesce mai a far sì che l'acqua tocchi la superficie", ha spiegato Sears.

SATED con anello e fette di pizza Foto per gentile concessione di Jim Sears e George Abuhamad

Sears ha progettato un cilindro riscaldato rotante che utilizza la forza centrifuga per mantenere l'acqua premuta contro la superficie di cottura e spingere le bolle verso il centro. Sears ha poi lavorato con il suo socio in affari, George Abuhamad, per sviluppare SATED. SATED, delle dimensioni di un tostapane, utilizza la tecnologia del rotore cilindrico di Sears per mantenere il cibo aderente alla superficie di cottura calda nello spazio. SATED è costituito da un rotore in alluminio rivestito in teflon che ricorda una pentola da cucina appoggiato accanto a un pannello di controllo. Qualsiasi ingrediente alimentare può essere cucinato con il dispositivo, ma l'obiettivo recente di Abuhamad sono le pizze. Ha delineato un processo di preparazione della pizza utilizzando una miscela tipo Bisquick per formare l'impasto, iniettando salsa di pomodoro con una siringa e aggiungendo formaggio e condimenti vegetali in meno di 20 minuti.

Nolux, frutto dell'ingegno dei ricercatori dell'Università della California, Riverside, utilizza la fotosintesi artificiale per coltivare alimenti a base di piante e funghi in modo più efficiente. "Ciò che fanno le piante è in realtà molto inefficiente dal punto di vista energetico", ha affermato il leader del team Robert Jinkerson, professore di ingegneria chimica e ambientale. "Se prendiamo la luce del sole, le piante sprecano il 99% di quell'energia. Solo circa l'1% finisce nella biomassa della pianta." Nolux sostituisce la luce solare con "elettrocatalisi dell'anidride carbonica", in cui acqua, elettricità e anidride carbonica vengono convertiti in ossigeno e acetato. L'acetato è una fonte di energia per le piante, sostituendo il glucosio prodotto tramite la fotosintesi. Il team di Jinkerson ha dimostrato un'efficienza del 4%, un enorme miglioramento del 300% sulla fotosintesi durante la coltivazione delle alghe. Attualmente, il sistema Nolux è costituito da diverse camere di crescita delle dimensioni di una scatola da scarpe alimentate da un elettrolizzatore.