Mennyi ételt vigyünk?
(Rovat: Az emberi élet védelme, Emberes Mars-utazás? - 2017.08.10 07:15.)

Ha a Marsra indulunk. Erre a még nem túl sürgető kérdésre „kalóriaszámlálással” keresik a választ az ISS-en az ESA táplálkozástudományi szakemberei.

Számos problémát kell még megoldani, mire embereket küldhetünk a Marsra, ezek egyike például az, hogy útközben enni kell valamit. De mit és mennyit? Ezekre a kérdésekre próbálnak választ adni a kutatók, akik a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) végzett kísérleteik eredménye alapján próbálják megállapítani, mennyi útravalót kell csomagolni a Holdra vagy éppen a Marsra induló űrhajósoknak. Az űrhajósok energiafelhasználását követve kiszámolható, hány kalóriára lesz szükségük a hosszú súlytalanságban az utazóknak.

Az ISS fedélzetén folyó Energy! kísérletsorozattal optimalizálni szeretnék az űrhajósok számára csomagolt „útravaló” mennyiségét. (Kép: ESA / NASA)

Az űrhajósokat 10 napig tartó periódusokban vizsgálják, a kísérletsorozat tizedik és egyben utolsó alanya az űrrepülését éppen a közelmúltban megkezdő Paolo Nespoli olasz ESA-űrhajós lesz. A kísérletben Nespoli reggelente légzőmaszkot illeszt az arcára, hogy megmérjék, mennyi szén-dioxidot termel, illetve mennyi oxigént fogyaszt a szervezete. Ebből kiszámítható, mennyi energiára van szüksége a szervezetnek a test nyugalmi állapotában az életfunkciók fenntartásához.

A kísérletsorozat tizedik, és egyben utolsó alanya, a mostani űrrepülésére készülő Paolo Nespoli 2017 júniusában még Csillagvárosban. (Kép: ESA / Stephane Corvaja)

Reggeli előtt megiszik egy adag vizet, amelyet különböző nyomelemekkel jelöltek meg. Ezek segítségével követik a víz útját a szervezetben, és végül megmérik, mennyi ürül ki a jelző elemekből a különböző időpontokban a vizelettel. Ebből kiszámítják a folyamat fenntartásához szükséges energia mennyiségét. Ezután Nespoli elfogyaszthatja szigorúan kiporciózott reggelijét (minden egyes csomagot vonalkóddal azonosítanak, az űrhajós evés előtt leolvassa a kódot és feljegyzi, mit eszik), majd négy órára újra felveszi a légzőmaszkot. Ebből kiszámítják, mennyi energiát használ fel szervezete a táplálék megemésztéséhez, feldolgozásához és a tápanyagok elraktározásához. Utolsó lépésként azt kell megállapítani, mennyi energiát használ fel a különböző fizikai tevékenységek, erőkifejtés közben. A fizikai munka mennyiségének pontos követése érdekében Nespoli 10 napon keresztül a tevékenység rögzítésére alkalmas műszert visel a karján. Természetesen a fedélzeti méréseket az űrrepülés előtt és után végzett hasonló mérésekkel egészítik ki, hogy minél pontosabban azonosítható legyen a súlytalanság hatása az anyagcsere-folyamatokra.

Thomas Pesquet francia ESA-űrhajós az ISS fedélzetén az Energy! kísérletekhez használt légzőmaszkkal. (Kép: ESA / NASA)

A különböző mérések eredményét elemezve a kutatók ki tudják számítani a szervezet teljes energia-felhasználását, így kiszámítható mennyi élelem elég a hosszabb utazásokra. A kapott adatokat a korábbi, az űrrepülések előtt és után végzett mérések eredményeivel összevetve az is megállapítható, hogyan befolyásolja a súlytalanság az űrhajósok testtömegét. Azt már korábban is megfigyelték, hogy a hosszú űrrepülések alatt általában csökken az űrhajósok testtömege, azonban a jelenség okát még nem sikerült kideríteni.

A kísérletsorozat egyik korábbi alanya Alexander Gerst német ESA-űrhajós volt. Az űrhajós több órán keresztül a csövön keresztül lélegzik, így pontosan mérhető, mennyi oxigént használ fel a szervezete munka közben. (Kép: ESA / NASA)

Az anyagcsere és a súlytalanságban végzett fizikai tevékenység közötti összefüggések feltárása segíthet a távoli világűrbe induló küldetések étrendjének összeállításában, ugyanakkor a küldetés egészének optimalizálása szempontjából fontos, hogy ne vigyenek magukkal a szükségesnél több élelmet. Emellett a kísérleteket végzők szilárd meggyőződése, hogy a „kalóriaszámlálás” az ágyhoz kötött betegek étrendjének összeállításához is segítséget adhat.

Thomas Pesquet előkészül az Energy! kísérletre az ISS Columbus moduljában. Az eszköz felcsatolása után az űrhajós 20–50 percet viszonylagos nyugalomban tölt, ilyenkor nem dolgozhat, hanem filmet néz vagy könyvet olvas. Az űrhajósok ideje a fedélzeten roppant értékes, ezért igyekezni kell – de nem ennyire. A film 30-szorosára gyorsítva mutatja az előkészületeket, amiből az is látható, hogy a valóságban a kísérlet előkészítése csaknem egy órát vesz igénybe, méghozzá tíz napon keresztül minden nap. (Forrás: ESA / NASA)