Ich habe mich im Forum umgesehen, aber keine Antwort auf diese spezielle Frage gefunden. Kurz gesagt, welche Lebensmittel könnten realistischerweise in einer Raumstation produziert werden, wenn man die aktuellen (oder nahen zukünftigen) technologischen Einschränkungen annimmt?
Nehmen wir an, wir wollen eine Raumstation bauen, die völlig autark ist (zumindest im Bereich der Nahrungs- und Wasserproduktion). Die Station wird eine Gemeinde von sagen wir 10.000 Menschen befördern. Es dreht sich genug, um die Schwerkraft auf der Erde widerzuspiegeln.
Jetzt wollen wir Farmen oder Lebensmittelfabriken gründen, um die Bevölkerung zu ernähren, aber was ist die rentabelste Ernte/das Vieh im Weltraum?
Nahrungspillen, Proteinpulver oder jede andere Form von künstlichen Nahrungsergänzungsmitteln werden nicht in Betracht gezogen, also ignorieren Sie dies als Option.
Aus meiner Sicht muss das Essen einige oder alle der folgenden Kriterien erfüllen, um in solch eingeschränkten Umgebungen zu funktionieren:
Angesichts dieser Kriterien fallen mir ein paar Lebensmittel ein, die Raumbewohner essen könnten. Ich werde sie auflisten, um den Ball ins Rollen zu bringen.
Für Gemüse und Obst:
Fleisch, Vieh:
Formen der Lebensmittelkonservierung:
Unkonventionelle Alternativen
Das sind nur einige, die mir einfallen.
Hat jemand irgendwelche Gedanken darüber, was eine Raumstation basierend auf diesen Kriterien produziert? Oder gibt es zusätzliche Teile zu den von mir aufgeführten Kriterien, die berücksichtigt werden sollten?
Um Lebensmittel herzustellen, benötigt man Nonfood-Rohstoffe und Energie. Zu den Rohstoffen gehören eine Kohlenstoffquelle, eine Stickstoffquelle und Spurenelemente. Jede trophische Ebene, die Sie durchlaufen, verliert an Effizienz. Einige Proteinquellen sind bei der Futterverwertung besser als andere - @CreedArcons Idee, Insekten zu verwenden, ist vernünftig, da sie die beste Futtereffizienz aller Proteinquellen haben (im Vergleich zu anderen Tieren wie Fisch, Geflügel usw.). Ein Problem: Futtermittel für diese tierischen Proteinquellen sind potenziell auch Futtermittel für Menschen, und die Tiere dazwischen.
Besser ist eine menschliche Nahrungsquelle, die Energie- und Nährstoffquellen nutzt, die der Mensch nicht nutzen kann. Am besten wäre eine Nahrungsquelle, die eine doppelte Aufgabe erfüllen könnte: Verarbeiten Sie Abfallstoffe, die Sie im Überfluss haben (von Ihren Menschen), und verwandeln Sie diese Abfallstoffe zusammen mit Energie wieder in Lebensmittel.
Ich schlage vor, dass Ihre Weltraummenschen biotechnologisch hergestellte Mikroorganismen essen.
Dies wird versucht (wenn auch vorerst mit normalen Bakterien): https://www.newsweek.com/astronauts-living-space-can-eat-bacteria-feed-human-waste-791883
Die Forscher testeten drei Bakterienarten in einem Reaktor, der aus Aquarienteilen gebaut war, die am Ende etwa das gleiche Volumen wie ein Basketball hatten. Zwei Arten wuchsen gut bei Temperaturen und pH-Werten, die hoch genug waren, um Krankheitserreger abzutöten; Eine andere Art wuchs in einer methanreichen Umgebung, die entsteht, wenn Bakterien Kot fressen. Das Beste daran war, dass die Bakterien in weniger als einem Tag etwa die Hälfte des festen Abfalls verbrauchen konnten. "Deshalb könnte dies Potenzial für zukünftige Raumfahrt haben. Es ist schneller als der Anbau von Tomaten oder Kartoffeln", sagte House.
Eine Vielzahl von Bakterien könnte verwendet werden – solche, die dem oben verlinkten Artikel ähneln, die sich von Abfall ernähren, photosynthetische Bakterien wie Spirulina (bereits als Nahrungsergänzungsmittel vermarktet). Hefen sind keine Bakterien, erfüllen diese Anforderungen jedoch, da sie sich von Kohlenstoffquellen ernähren können Menschen können nicht alle ihre eigenen Aminosäuren verwenden und synthetisieren - Hefe wird seit langem als Tierfutter verwendet und Nährhefe ist gerade in der veganen Szene im Trend.
Im Weltraum würden Ihre Spirulina-Tanks CO2 aus der Luft entfernen und gefiltertem Sonnenlicht ausgesetzt sein. Dies sind Ihre Hauptproduzenten. Menschen könnten dies essen und auch durch die Spirulina fixierte Kohlenhydrate könnten den Bakterien- und Hefetanks zugeführt werden. Die Biotechnik kommt ins Spiel, um den Nährstoffertrag, aber auch den Geschmack zu maximieren: Es gab Versuche, rekombinante Organismen herzustellen, die „fleischiges, fleischiges Peptid“ (das ist sein richtiger Name) produzieren. Ihre Raumbewohner haben eine Vielzahl von Organismen, die wie verschiedene köstliche echte Dinge schmecken - gut für die Moral.
Das Problem im Weltraum ist der obligatorische Verlust - selbst bei nahezu perfektem Recycling ist es nicht perfekt, Sie werden im Laufe der Zeit allmählich Kohlenstoff und Stickstoff verlieren, genau wie ein energetischer Prozess obligatorische Wärmeverluste hat. Auf sehr lange Sicht benötigen Sie einen Vorrat an diesem Zeug (ganz zu schweigen von Wasser und Sauerstoff). Vielleicht könnten Sie es als gefrorenes CO2 und wasserfreies Ammoniak draußen halten. Wickeln Sie es in reflektierendes Plastik ein.
Vollständig vegane Ernährung.
Wie unten angemerkt wurde, bedeutet jede Wendekreisstufe einen massiven Verlust an potenziellen Kalorien. Tiere stecken nicht alle Kalorien, die sie essen, in den Aufbau von Masse; Die meisten verbrauchten Kalorien werden einfach am Leben verbrannt. Für die Herstellung von 1 Kalorie Rindfleisch werden etwa 10 Kalorien Getreide benötigt. Fleisch ist eine äußerst verschwenderische Nahrungsquelle.
Die Behauptung, dass die Nettokalorien erhöht werden könnten, indem Pflanzen durch Insekten verfüttert werden, die oft mehr von einer Pflanze fressen können als Menschen, ist schlecht belegt. Obwohl es heute viele Insektenfarmen auf der Welt gibt, die hauptsächlich Grillen und Mehlwürmer für die Heimtierindustrie züchten, ernährt keine von ihnen ihr Vieh zu 100 % mit Lebensmittelabfällen. Stattdessen verwenden sie Getreide und Hülsenfrüchte als Rohstoffe – Dinge, die Menschen sonst essen könnten. Verbessert dies die Nettokalorien? Es ist umstritten, und bestenfalls knapp, und zu welchem Preis? Menschen im Weltraum am Leben zu erhalten, ist bereits ein gewaltiges, teures und tückisches Unterfangen: Die Aufzucht von Nutztieren mit hoher Dichte und all den Krankheiten, die sie mit sich bringen, wäre eine gewaltige technische Herausforderung. Eine Kolonie möchte die Dinge so einfach wie möglich halten,
Und wirklich, es bringt dir nichts. Die einzige essentielle Aminosäure, die bei einer veganen Ernährung fehlt, ist Vitamin B12. B12 wird nur in sehr winzigen Mengen benötigt, in so seltenen Dosen wie einmal pro Woche. 1,5 Pfund B12 könnten 100 Menschen 800 Jahre lang versorgen. Wenn Sie echte Selbstversorgung bevorzugen, wird B12 leicht von Bakterien synthetisiert, die in einem Labor vor Ort gezüchtet werden können.
Die Synthese kann gut für Mikronährstoffe sein, aber für die Massenproduktion von Lebensmitteln möglicherweise schwierig zu verwenden. Ihre Frage fragt so weit wie möglich nach aktueller Technologie, und die Herstellung von Bakterien zur Herstellung großer Mengen von Lebensmitteln ist keine bewährte Technologie. Viele der Nährstoffe von Spirulina sind nicht biologisch verfügbar. Nährhefe ist keine große Nährstoffquelle – der B12-Gehalt ist angereichert – und wird von Veganern als Gewürz verwendet, nicht für gesundheitliche Vorteile.
Am Ende liegt es also an traditionellen Pflanzen, die hydroponisch in Nährstoffschlämmen aus Wasser, vielleicht mit menschlichem Abfall, angebaut werden. Salat, Tomaten und Erdbeeren wurden bereits auf der ISS angebaut, aber das sind kalorienarme Luxusgartenpflanzen, nicht die Art von Pflanzen, von denen man leben kann. Körner sind wahrscheinlich kein guter Weg, weil sie gemahlen werden müssen und das Gewicht niedrig zu halten ist normalerweise eine Priorität im Weltraum. Insofern hatte Mark Watney das Glück, Kartoffeln zu haben: Eine Mischung aus Wurzelgemüse wäre eine gute, zuverlässige Quelle für Massenkalorien für Ihre Kolonisten. Hülsenfrüchte wären toll für Protein. Soja hat einen enormen Ertrag und einen sehr hohen Proteingehalt. Wenn Sie sich Sorgen über eine übermäßige Aufnahme von Soja machen, stehen viele andere Bohnen zur Auswahl. Linsen und Kuherbsen zum Beispiel benötigen im Vergleich zu anderen Bohnen einen geringeren Energieaufwand zum Kochen.
Aquaponik ist dein Freund
Ähnlich wie Hydroponik ist Aquaponik die Wissenschaft des Anbaus von Pflanzen in einem flüssigen Medium (keine Erde), kombiniert mit Aquakultur. Es müssen keine Wasserpflanzen sein, so gut wie alle grünen und blättrigen Pflanzen sind dafür sehr gut geeignet, und mit ein wenig sorgfältiger Pflege funktionieren auch andere Pflanzen wie Gurken, Tomaten und Paprika.
Kombinieren Sie diese Pflanzen mit essbaren, menschenfreundlichen Fischen wie Tilapia oder bestimmten Kabeljau- und Barscharten. Schließlich benötigen Sie Nitrifikationsbakterien, um das von den Fischen produzierte Ammoniak in Nitrate umzuwandeln, die von den Pflanzen verwendet werden können. Diese können auf jeder Oberfläche innerhalb des Systems wachsen.
Nachdem das Wasser das Hydroponiksystem durchlaufen hat, wo Nährstoffe, Nitrate/Nitrite und Ammoniak von den Pflanzen aufgenommen werden, wird es gereinigt und mit Sauerstoff angereichert und dann zum Aquakultursystem geleitet, bevor es wieder zurückgeführt wird.
Der Ertrag ist variabel, aber wir gehen von einem oberen Ende aus, da Ihre Welt wahrscheinlich weiter darüber recherchiert haben wird. Somit gewinnen Sie pro US-Gallone Wasser im System 1 Quadratfuß Ackerland und 1 Pfund Fischbestand. Nehmen wir an, die Hälfte dieses Bestands wird für die Aufzucht junger Fische verwendet, um sicherzustellen, dass wir ein halbes Pfund pro Gallone pro Tag erhalten.
Ein schneller Google sagt, dass 0,5 Pfund Tilapia 292,5 Kalorien sind. Laut dieser Seite können Süßkartoffeln unter hydroponischen Bedingungen angebaut werden, und diese andere Seite sagt, dass sie 70.000 kcal/ha/Tag oder 650 Kalorien pro Quadratfuß liefern. Sie benötigen also ungefähr 2,5 Gallonen Aquaponics pro Person.
Die fünf Haupteingänge des Systems sind Wasser, Sauerstoff, Licht, Futter für die Wassertiere und Strom zum Pumpen, Filtern und Sauerstoffanreichern des Wassers. Sie müssen wahrscheinlich separate Aquarien für die Fischzucht verwalten, aber sie können alle an denselben Wasserkreislauf angeschlossen werden.
Wasser wird ein größtenteils geschlossener Kreislauf sein, nicht schlechter als jedes andere System auf Ihrer Station. Licht kann in Stromkosten umgewandelt werden und Sauerstoff wird teilweise von Ihren Pflanzen bereitgestellt, obwohl Sie wahrscheinlich zusätzliche Sauerstoffsysteme benötigen werden.
Die Herstellung des Futters für Ihre Fische ist dem Rucola-Problem amüsant ähnlich. Sie brauchen Pflanzen und Fischmehl für Ihre Fische, das Fischmehl wird aus Fisch hergestellt. Sie brauchen Futter, um diese Fische zu produzieren ... Diese Seite sagt, dass das durchschnittliche Futter etwa 25 % Protein (eine Mischung aus Fisch- und Fleischmehl plus Öle), 70 % Pflanzenmehl und 5 % Mineralien enthält. Diese andere Seite besagt, dass Sie 360 ~ Gramm Futter pro 100 Talipia benötigen (ermittelt durch Mittelung des Futterbedarfs eines Neugeborenen und eines Erwachsenen).
Zuvor haben wir ausgerechnet, dass unsere Bevölkerung jeweils 1,5 Talipia pro Tag (bei 1 Pfund pro Fisch) isst, was bedeutet, dass wir 15.000 Fische pro Tag ernten. Der empfohlene Fütterungsplan bringt Neugeborene in 194 Tagen auf 1 Pfund, was bedeutet, dass wir zu jedem Zeitpunkt 291.000 Fische haben werden. Somit benötigen wir nur 1.047,6 kg Futter pro Tag. Ich weiß nicht, wie viel Fischmehl Sie pro Talipia bekommen, aber wir brauchen 261,9 kg davon von 15000 lb (6804 kg) Fisch. Daher müssen wir 4 % jedes Fisches für Fischmehl reservieren. Ich denke, das ist leicht machbar.
Außerdem benötigen wir 733,32 kg Pflanzenmehl pro Tag. Google sagt, dass 1 kg Süßkartoffel 860 Kalorien hat, und wir bekommen 650 Kalorien pro Quadratfuß. Daher benötigen wir zusätzliche 870 Quadratfuß Platz für den Anbau von Pflanzenmehl. Dies ergibt 870 US-Gallonen Aquaponik.
Bei 45.400 Pfund Talipia in unserem System benötigen wir 45.400 US-Gallonen Aquaponik, was eine Anbaufläche von 45.400 Quadratfuß ergibt. Das ist fast das Doppelte dessen, was die 10.000-köpfige Bevölkerung tatsächlich an Ernteerträgen benötigt. Indem wir eine besser geeignete Ernte für Pflanzenmehl pflücken (da ich nirgendwo eine Kartoffel vorgeschlagen habe), sollten wir in der Lage sein, dies etwas zu reduzieren. Oder wir könnten den überschüssigen Platz nutzen, um Nutzpflanzen wie Textilien oder weniger effiziente, interessantere Lebensmittel anzubauen.
Dies entspricht 170 m3 Aquaponik. Lassen Sie uns das auf 340 m3 verdoppeln, um Unterstützungssysteme, Zugangsbereiche usw. aufzunehmen, und Sie können das Ganze in etwa 5 Schiffscontainer oder 13,6 % eines olympischen Schwimmbeckens unterbringen.
Wir haben also bewiesen, dass Sie Ihre Bevölkerung mit nur 9 US-Gallonen (0,034 m3) pro Person versorgen können, und es ist sehr effizient, da der einzige wirkliche Input Strom ist. Sie könnten Ihre Erträge staffeln, um eine tägliche Produktion zu ermöglichen, was bedeutet, dass die Konservierung kein Problem darstellt, und schließlich sind es echte Pflanzen und echte Fische. Was könnte schmackhafter sein?
Insekten viele, viele Insekten
Insekten wären eine der besten Nahrungsoptionen für Ihre Weltraumbewohner. Sie haben den HÖCHSTEN Proteingehalt und können sich sehr gut an den Weltraum anpassen (besser als die Menschen sowieso). Sie könnten auch zur Kombination mit anderen Lebensmitteln verwendet werden, um die Produktion zu unterstützen. wenn Sie jemals zuvor Ihr eigenes Essen angebaut haben; Sie würden wissen, dass Ihre Pflanzen nicht gedeihen werden, selbst wenn Sie all die richtigen Dinge (Erde, Beleuchtung, Nährstoffe) bekommen, wenn Sie kein Ökosystem haben, das dazu passt.
einige Beispiele:
Ameisen: einige der erstaunlichsten kleinen Kreaturen (suchen Sie sie nach) https://www.youtube.com/watch?v=Hc1hrvWjRQs Sie können sehr nützlich für Sie sein und nicht nur als "Fleisch" sie können auch Ihre Ernte erhalten und befreien Sie sich von Ihrem „Grünabfall“.
Kakerlaken: Ja, sie können nützlich sein, wenn sie die richtige Art bekommen, auch wenn ihr Plan "Fleischvolumen" ist.
Maden und Würmer: die besten Freunde für jeden Garten und die zuverlässigsten in Sachen „Fleischvolumen“.
Pflücken Sie also Insekten, sie werden Ihnen helfen, sie werden Sie ernähren und ihre Herstellung kostet fast nichts
Ich habe einige großartige Empfehlungen und Ideen erhalten, daher kann ich nicht wirklich die "richtige Antwort" auswählen, da sie alle sehr gut sind.
Ich werde die Zusammenfassung posten und die Autoren gutschreiben:
Willik hatte die am meisten positiv bewertete Antwort, indem er vorschlug, dass Weltraumbewohner essbare Bakterien (Spirulina) essen und Mikroorganismen als Mikronahrungsmittelfabriken verwenden, um etwas namens „fleischige, fleischige Peptide“ herzustellen. Suchen Sie in Williks Beitrag nach den Links und Quellen, es sind interessante Sachen.
Creed Arcon schlug vor, Insekten sowohl für den Verzehr als auch für die Schaffung von Biodiversität auf Ackerland im Weltraum zu kultivieren. Eine tolle Idee, zumal Insekten proteinreich sind.
Pink Sweetener argumentierte, dass Insekten möglicherweise nicht nachhaltig sind, da auch sie Nahrung benötigen, die gezüchtet werden muss, und schlug eine vollständig vegane Ernährung vor. Er argumentiert, dass es durchaus möglich ist, Menschen im Weltraum mit einer gesunden Ernährung aus Kartoffeln, Hülsenfrüchten, Soja und anderen solchen Bohnen (da sie proteinreich sind und hohe Ernteerträge haben) zusätzlich zu Gemüse angemessen zu ernähren.
Kyyshak ist am mathelastigsten und daher überzeugender als andere Posts. Kyyshak plädiert für Aquaponik, bei der Pflanzen in nährstoffreichen Aufschlämmungen angebaut werden, die an diesen Pflanzen vorbeigepumpt werden, um sie beim Wachsen anzureichern, dann gefiltert und behandelt werden, um Fisch wie Tilapia zu züchten, bevor sie wieder herumgeführt werden, um die Pflanzen wieder zu füttern. Kyyshak hat die harte Mathematik, um seine Behauptungen zu untermauern, und es ist ziemlich überzeugend!
Vielen Dank an alle, die gepostet haben, Sie haben mir viel gegeben, in das ich mich verbeißen kann! Wenn jemand der Meinung ist, dass ich seinen Beitrag nicht richtig erklärt oder zusammengefasst habe, lass es mich bitte wissen und ich werde ihn entsprechend bearbeiten. Danke noch einmal!
Schattenzee
Sydney Schläfer