Imprímelo

La impresión 3D de alimentos está a la vuelta de la esquina . Como un proceso aditivo, sus astronautas conectarían lo que quieren comer, y su impresora lo creará a partir de capas y fusionando gránulos para preparar su comida para usted.

A la baja/al alza

La parte complicada es que, muy probablemente, para la tecnología de 2050, los alimentos producidos estarán muy secos y requerirán un proceso de hidratación. Aún así, el requisito de espacio para tanta comida + agua para la hidratación será mucho menor que en la actualidad. Por ejemplo, sabemos que los astronautas no comen pan porque ocupa demasiado espacio (y se desmorona después de un tiempo). Ahora pueden hacer y comer pan, o dejar que coman pastel.

Requisitos

Comida

Un astronauta recibe tres comidas al día. Estoy especulando que una "comida" promedio es solo un 50% eficiente en tamaño; es decir, es 50% aire y agua, con solo mirar MRE, o imaginar panes, pastas y salsas. Otros se enviarán tal cual, como los condimentos.

Por lo tanto, una comida que se transportaría en una caja (incluso sellada al vacío) puede ser un 50 % más pequeña que los gránulos para imprimir. Una caja de comida estrecha que mide 150 cm3 ahora puede ser de 75 cm3.

• 75cm3 x 3 comidas x 40pax x 5475 días = ~50 metros cúbicos de almacenaje.
• Requerimiento de agua (¿25% adicional?) = ~3 metros cúbicos de agua ( solo para hidratación de alimentos ).
• Contingencia y Miscelánea (¿20% adicional?) = ~2 metros cúbicos de espacio.

Beber

A continuación, sus astronautas necesitan agua, jugos y, por favor, que tengan al menos un poco de alcohol si van a permanecer juntos durante 15 años.

Si seguimos los 2l de hidratación al día, esto se traduce en 2.000cm3 al día.

• 2.000cm3 x 40pax x 5475días = 438 metros cúbicos de espacio.
• Contingencia (20%) = 88 metros cúbicos de espacio.

Toda la contingencia debe incluir espacio de entrega, espacio para que sus astronautas lo recojan, su impresora (¡e impresoras de respaldo!) y cualquier derrame o deterioro.

Total = 580 metros cúbicos de espacio . Su sala de almacenamiento sin cita previa podría tener 2 m de alto, 2 m de ancho y 145 m de largo. Puede almacenar el champán y las copas "sobre la cabeza" o "debajo de la pasarela", suponiendo que tenga gravedad.

Pero espera hay mas.

Considere una reducción porcentual usando los materiales en caca (lo siento) y orina reciclada (lo siento), para reducir los requisitos de espacio para alimentar a sus 40.

evaluación comparativa

Dirigí un restaurante durante dos años, y la comida de un día para 40 personas se podía aplastar fácilmente en 9000 centímetros cúbicos, por lo que mis números podrían incluso ser demasiado altos. Siéntase libre de reemplazar cualquiera de las suposiciones y porcentajes para diseñar su nave espacial.

¿Pero por qué?

Estoy ansioso por entender por qué diablos quieres priorizar a Plutón en nuestro programa espacial en los próximos 35 años.

Un replicador imprimirá en 3D lo que quieras a partir de moléculas básicas de alimentos, según las plantillas almacenadas y la imaginación de la tripulación.

No hay forma de hacer un viaje así sin algo que se acerque a este nivel de tecnología. Ya sea a la antigua (agricultura) o con atajos de alta tecnología, los átomos deben reutilizarse y no almacenarse para un solo uso.

El extremo inferior de la tecnología sería comer diapositivas de una cuba. En el medio hay que tomar los productos de la cuba (levaduras y algas) y generar proteínas texturizadas, grasas, azúcar, etc. y juntarlos de formas artísticas, con la ayuda de algunos jardines de hierbas.

Los MRE estadounidenses son de aproximadamente 0,5 kg por cada 1000 calorías. Eso significa que la comida almacenada para cada astronauta sería de aproximadamente 5 toneladas (suponiendo una composición similar).

• ¿Se puede construir un sistema de jardín hidropónico más ligero?
• ¿Qué pasa si tienes que incluir redundancia doble o triple?
• ¿Cuál es el riesgo de que la ecosfera colapse?
• ¿De dónde saca el aire? ¿Existen efectos de sinergia con la producción de alimentos básicos?

Creo que una parte significativa de sus suministros se transportará en carga. Tal vez haya un jardín hidropónico para producir oxígeno, reciclar mierda y cultivar lechuga fresca, pero no producirá una ecosfera sostenible para 40 personas.

El suministro de alimentos necesitará un bajo contenido de agua y una buena vida útil en almacenamiento refrigerado.

Un sistema de circuito cerrado es posible mediante la extrapolación de la tecnología actual. Los desechos, como restos de mesa, agua "gris" y "negra", se introducen en un dispositivo llamado Oxidador de agua supercrítico (SCWO), donde se descomponen bajo un tremendo calor y presión en sus moléculas constituyentes. La corriente de agua resultante puede enviarse a tanques de algas, granjas hidropónicas o incluso usarse como base para la acuicultura, proporcionando una gran cantidad de alimentos y oxígeno para la tripulación.

El SCWO es una pieza de maquinaria bastante importante, por lo que habrá al menos dos como redundancia durante el viaje. Dado que el SCWO funciona a una presión de 200 atm y el fluido se calienta a más de 300 C, el soporte de ingeniería se centrará en el funcionamiento eficiente del dispositivo y la prevención de fallas. Otras áreas de preocupación serían los colectores, para garantizar el flujo uniforme, la presurización y despresurización del fluido, los intercambiadores de calor para reducir el consumo de energía y el monitoreo de todo el sistema para garantizar que no haya corrosión ni obstrucciones en el sistema.

Como se mencionó, un viaje de 15 años parece un poco excesivo, especialmente si usan unidades de alto ISP como propulsores de iones o VASMIR y, por supuesto, si están usando un barco de propulsión nuclear (fisión o fusión), entonces tienen mucha energía para hacer funcionar el SCWO, además de llevar un almacén lleno de raciones de emergencia liofilizadas.

De hecho, no hay ninguna razón por la cual la agencia espacial que envía la expedición no pueda enviar naves más pequeñas y livianas llenas de suministros para establecer puntos de "escondite" en el camino (la nave espacial más pequeña se envía en una trayectoria calculada para acercarla a la nave principal en el tiempo "x" y hace la aproximación final muy parecida a un SpaceX Dragon que lleva suministros a la ISS). Se necesitaría un poco de mecánica orbital complicada (muchas naves tendrían que lanzarse mucho antes que la nave de exploración para estar en el lugar adecuado en el momento adecuado y a la velocidad adecuada, por ejemplo) y, por supuesto, otra nave de depósito de suministros. debe enviarse con anticipación para estar en Plutón una vez que llegue la nave principal.