Tkanka mięśniowa wydrukowana z kultury komórkowej pobranej od krowy, źródło: 3D Printing Solutions

Mięso z probówki to temat coraz częściej pojawiający się w mediach, a kolejni znani i majętni inwestują w startupy rozwijające technologie pozwalające na pozyskanie żywności pochodzenia zwierzęcego w laboratorium. Jeden z takich startupów — izraelski Aleph Farms – poszedł o krok dalej, dokładnie 408 kilometrów w górę i wyhodował na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej kawałek tzw. czystego mięsa. W przyszłości technologia ta może zastąpić tradycyjne hodowle zwierząt, a także ubogacić dietę astronautów w żywność bogatą w białko.

Statki kosmiczne mają ograniczoną przestrzeń, w której można umieścić zapasy, a człowiek musi jeść każdego dnia. Im dłuższa misja i pobyt w przestrzeni kosmicznej, tym więcej trzeba zabrać ze sobą żywności. Nie jest to aż tak wielki problem w przypadku astronautów na ISS, która krąży po ziemskiej orbicie, gdzie cały czas kursują bezzałogowe statki z zaopatrzeniem. Kiedy jednak nadejdzie moment wysłania ich na księżycową stację Gateway, Marsa czy jeszcze dalej, sytuacja staje się logistycznym koszmarem. Zabranie ogromnej liczby zapasów nie zawsze jest dostępną opcją… a więc trzeba poradzić sobie w inny sposób.

Agencje kosmiczne od wielu lat inwestują środki w opracowanie technologii, które umożliwiłby astronautom produkcję żywności własnymi środkami, co odciążyłoby kosztowny w utrzymaniu łańcuch dostaw z Ziemi. Na ISS udało się dotychczas wyhodować sałatę, kapustę i inne rośliny, w chińskim lądowniku Chang’e 4 na powierzchni Księżyca wykiełkowała bawełna, a 26 września Aleph Farms udało się po raz pierwszy wytworzyć w kosmosie mięso.

Wołowina z drukarki

Eksperyment rozpoczął się na Ziemi, gdzie naukowcy pobrali od krowy komórki, które umieścili we fiolkach ze specjalnym roztworem składników odżywczych. Tak przygotowana “zupa” trafiła następnie na pokład stacji kosmicznej, gdzie rosyjscy kosmonauci umieścili ją w biodrukarce 3D. Z dostarczonego materiału drukarka odtworzyła niewielki kawałek krowiej tkanki mięśniowej. Zapakowane mięso wysłano w drogę powrotną na Ziemię, gdzie zostało dokładnie przebadane i oczywiście spróbowane. Przedstawiciele firmy komentują, że nie jest ono jeszcze najsmaczniejsze, ale jest to dopiero początek. Docelowo ma ono naśladować teksturę i smak prawdziwej wołowiny.

Grawitacja ma znaczny wpływ na proces biodruku. Kiedy na Ziemi tkanka może być drukowana tylko warstwa po warstwie, w przestrzeni kosmicznej tworzy się ją jednocześnie ze wszystkich stron. W stanie nieważkości biologiczna “zupa” unosi się w jednym miejscu, miesza się jedynie sama ze sobą i nie wymaga żadnej konstrukcji wspierającej. Druk wygląda tutaj inaczej niż w znanych nam drukarkach 3D – urządzenie wykorzystuje pole magnetyczne do formowania komórek w strukturę.  

Dojrzewanie organów i tkanek podczas biodruku przy zerowej grawitacji przebiega znacznie szybciej niż w warunkach grawitacji ziemskiej.

-tłumaczy Yoav Reisler z Aleph Farms.

Celem firmy jest nie tylko kosmiczny katering, ale także usprawnienie procesu hodowli tkanek w laboratorium na Ziemi. Zdaniem Didiera Toubia, jednego z założycieli i CEO Aleph Farms, fabryki czystego mięsa w niedalekiej przyszłości zastąpią tradycyjną hodowlę zwierząt. Ta odpowiada za ogromne zużycie wody, ziemi, plonów i dostarcza do atmosfery znaczny procent emitowanych gazów cieplarnianych. Yoav Reisler z Aleph Farms zwraca uwagę na to, że jeżeli chcemy, aby nasza planeta pozostała niebieska to musimy przemyśleć sposób, w jaki wytwarzamy jedzenie. Firma planuje w ciągu najbliższych kilku lat uruchomienie “biofarm”, w których będą hodowane, na dużą skalę i w przystępnej cenie, steki z czystego mięsa.

Kosmonauta Oleg Skripoczka przeprowadza eksperyment z drukowanym mięsem, źródło: Rocosmos

Od tubek po świeże owoce – ewolucja menu astronauty

Wiele się zmieniło w kwestii żywienia kosmicznych podróżników od czasu lotu Jurija Gagarina. Pierwszy człowiek na ziemskiej orbicie miał do wyboru zupy, pasztety, puree czy ser topiony. Wszystko zamknięte w małych tubkach. Do tego twarde produkty jak chleb w formie malutkich kuleczek, kiełbasa wędzona i kawałki cytryny. Wszystko przeznaczone od razu do włożenia do buzi w całości.

Pierwszy posiłek Gagarina w kosmosie składał się z puree szczawiowego z mięsem, pasztetu mięsnego i sosu czekoladowego. Dla niektórych może to brzmieć smacznie, ale tubkowane jedzenie – jak zwracali uwagę kosmonauci – było w dużej mierze pozbawione walorów smakowych. Ich amerykańscy koledzy żywili się podobnymi tubkami i mieli taką samą opinię o ich smaku.

Od tamtego czasu astronauci mają znacznie obszerniejsze menu i nie polegają na tubkach. Ciepłe posiłki i świeże owoce to nic niezwykłego – czego pozazdrościłby im Gagarin i jego towarzysze. Oczywiście dalej występują pewne ograniczenia, które nie zostaną zniesione przez jeszcze długi czas. Jednym z nich jest wyłączenie z menu żywności, z której sypią się okruszki, jak chleb w swojej tradycyjnej formie. W stanie nieważkości unoszą się one w modułach stacji czy statku kosmicznego i mogą zatykać filtry powietrza, czy uszkodzić wrażliwe systemy elektryczne. Każdy astronauta do dziś pamięta jaką furię w NASA wywołał wybryk Gusa Grissom i Johna Young, którzy zabrali na pokład statku Gemini III kanapkę z peklowaną wołowiną.

Żywność musi mieć także długi okres przydatność, aby załoga nie była uzależniona od kolejnego lotu zaopatrzeniowego. W 2015 roku stracono z rzędu dwa statki towarowe, co zmusiło astronautów do racjonowania zasobów na stacji. A więc jedzenie w kosmosie to wcale nie taka prosta sprawa.