La dieta de los habitantes del espacio

Para producir alimentos, se necesitan materias primas no alimentarias y energía. Las materias primas incluyen una fuente de carbono, una fuente de nitrógeno y minerales traza. Cada nivel trófico por el que pasas pierde eficiencia. Algunas fuentes de proteína son mejores que otras en la conversión alimenticia: la idea de @CreedArcon de usar insectos es razonable ya que tienen la mejor eficiencia alimenticia de cualquier fuente de proteína (en comparación con otros animales como peces, aves, etc.). Un problema: el alimento para estas fuentes de proteína animal también es potencialmente alimento para humanos, y pone a los animales en el medio.

Mejor es una fuente de alimento humano que usa fuentes de energía y nutrientes que los humanos no pueden usar. Lo mejor de todo sería una fuente de alimentos que pudiera cumplir una doble función: procesar los materiales de desecho que tiene en abundancia (de sus humanos) y convertir estos materiales de desecho junto con la energía nuevamente en alimentos.

Propongo que la gente de su espacio coma microorganismos creados mediante bioingeniería.

Esto se está probando (aunque por ahora con bacterias normales): https://www.newsweek.com/astronauts-living-space-can-eat-bacteria-feed-human-waste-791883

Los investigadores probaron tres especies de bacterias en un reactor construido con partes de acuario que terminaron con aproximadamente el mismo volumen que una pelota de baloncesto. Dos especies crecieron bien en temperaturas y niveles de pH lo suficientemente altos como para eliminar patógenos; otra especie creció en el tipo de ambiente rico en metano que se crea cuando las bacterias mastican caca. Lo mejor de todo es que la bacteria podría consumir aproximadamente la mitad de los desechos sólidos en menos de un día. “Es por eso que esto podría tener potencial para futuros vuelos espaciales. Es más rápido que cultivar tomates o papas”, dijo House.

Se podría usar una variedad de bacterias: aquellas similares al artículo vinculado anteriormente que subsisten con desechos, bacterias fotosintéticas como la espirulina (ya comercializada como un suplemento dietético). Las levaduras no son bacterias, pero cumplen con estos requisitos en el sentido de que pueden subsistir con fuentes de carbono que los humanos no pueden usar y pueden sintetizar todos sus propios aminoácidos: la levadura se ha utilizado durante mucho tiempo como alimento para animales y la levadura nutricional está de moda en este momento entre el conjunto vegano.

En el espacio, sus tanques de espirulina eliminarían el CO2 del aire y estarían expuestos a la luz solar filtrada. Estos son sus principales productores. Los humanos podrían comer esto y también los carbohidratos fijados por la espirulina podrían alimentar a los tanques de bacterias y levaduras. La bioingeniería entra para maximizar el rendimiento nutricional pero también el sabor: ha habido incursiones en la fabricación de organismos recombinantes que producen "péptido carnoso carnoso" (ese es su nombre real). Tu gente del espacio tiene una variedad de organismos que saben a diferentes cosas deliciosas y reales, buenas para la moral.

El problema en el espacio es la pérdida obligada: incluso con un reciclaje casi perfecto, no es perfecto, perderá carbono y nitrógeno gradualmente con el tiempo, al igual que un proceso energético tiene pérdidas obligadas por calor. A muy largo plazo, necesitará una reserva de estas cosas (sin mencionar el agua y el oxígeno). Tal vez podrías mantenerlo afuera como CO2 congelado y amoníaco anhidro. Envuélvalo en plástico reflectante.

Dieta enteramente vegana.

Como se ha señalado a continuación, cada nivel tropical es una pérdida masiva de calorías potenciales. Los animales no ponen todas las calorías que comen en la construcción de masa; la mayoría de las calorías consumidas se queman simplemente estando vivo. Se necesitan aproximadamente 10 calorías de grano para producir 1 caloría de carne de res. La carne es una fuente de alimento enormemente derrochadora.

La afirmación de que las calorías netas podrían aumentar al alimentar los cultivos a través de insectos, que a menudo pueden comer más de una planta que los humanos, no está bien fundamentada. Aunque hay muchos "ranchos" de insectos en el mundo hoy en día, en su mayoría crían grillos y gusanos de harina para la industria de las mascotas, ninguno de ellos alimenta a su ganado con un 100% de desperdicios de alimentos. En cambio, usan granos y legumbres como materia prima, cosas que los humanos podrían estar comiendo de otra manera. ¿Esto mejora las calorías netas? Es discutible y, en el mejor de los casos, un margen estrecho, ¿y a qué costo? Mantener vivos a los humanos en el espacio ya es un esfuerzo enorme, costoso y traicionero: la cría de ganado de alta densidad y todas las enfermedades que traen consigo sería un desafío técnico enorme. Una colonia querría mantener las cosas lo más simples posible,

Y realmente, no te da nada. El único aminoácido esencial que falta en una dieta vegana es la vitamina B12. La B12 se requiere solo en cantidades muy minúsculas, en dosis tan infrecuentes como una vez a la semana. 1.5 libras de B12 podrían abastecer a 100 humanos durante 800 años. Si realmente prefiere la verdadera autosuficiencia, la B12 se sintetiza fácilmente mediante bacterias que podrían criarse en un laboratorio en el lugar.

La síntesis puede ser buena para los micronutrientes, pero podría ser difícil de usar para la producción de alimentos a granel. Su pregunta solicita la tecnología actual en la medida de lo posible, y la ingeniería de bacterias para producir grandes cantidades de alimentos no es una tecnología probada. Muchos de los nutrientes de la espirulina no están biológicamente disponibles. La levadura nutritiva no es una gran fuente de nutrientes -el contenido de B12 está fortificado- y los veganos la usan como condimento, no para obtener beneficios para la salud.

Así que al final se trata de cultivos tradicionales, cultivados hidropónicamente en lechadas de nutrientes de agua mezclada quizás con desechos humanos. Ya se han cultivado lechugas, tomates y fresas en la ISS, pero estos son cultivos de jardín de lujo bajos en calorías, no el tipo de plantas de las que se puede vivir. Los granos probablemente no sean una buena ruta a seguir porque requieren molienda, y mantener el peso bajo suele ser una prioridad en el espacio. En ese sentido, Mark Watney tuvo la suerte de tener papas: una mezcla de vegetales de raíz sería una fuente buena y confiable de calorías a granel para sus colonos. Las legumbres serían geniales para las proteínas. La soja tiene un gran rendimiento y un contenido de proteína muy alto. Si le preocupa el consumo excesivo de soya, hay muchos otros frijoles para elegir. Las lentejas y los caupís, por ejemplo, requieren un aporte de energía menor para cocinarse en comparación con otros frijoles.

La acuaponia es tu amiga

Similar a la hidroponía, la acuaponia es la ciencia de cultivar plantas en un medio líquido (sin suelo), combinada con la acuicultura. No tienen que ser plantas de agua, casi cualquier verde y frondoso es muy adecuado para esto, y con un poco de manejo cuidadoso, otras plantas como el pepino, el tomate y los pimientos también funcionarán.

Combine estas plantas con peces comestibles y amigables con la multitud, como la tilapia o ciertas especies de bacalao y perca. Finalmente, necesitará bacterias de nitrificación para convertir el amoníaco producido por los peces en nitratos para ser utilizados por las plantas. Estos pueden crecer en cualquier superficie dentro del sistema.

Después de que el agua ha pasado por el sistema hidropónico, donde las plantas absorben los nutrientes, los nitratos/nitritos y el amoníaco, se limpia y se oxigena y luego pasa al sistema de acuicultura, antes de volver a circular.

El rendimiento es variable, pero asumiremos un límite superior ya que su mundo probablemente habrá investigado más sobre esto. Por lo tanto, por galón estadounidense de agua en el sistema, ganará 1 pie cuadrado de tierra de cultivo y 1 libra de población de peces. Digamos que la mitad de ese stock se destina a la cría de peces jóvenes, para asegurarnos de obtener media libra por galón por día.

Un google rápido dice que 0.5 lb de tilapia tiene 292.5 calorías. Según este sitio , las batatas se pueden cultivar en condiciones hidropónicas, y este otro sitio dice que proporcionan 70 000 kcal/ha/día, o 650 calorías por pie cuadrado. Por lo tanto, necesitará aproximadamente 2,5 galones de acuaponia por persona.

Las cinco entradas principales al sistema son agua, oxígeno, luz, alimento para los animales acuáticos y electricidad para bombear, filtrar y oxigenar el agua. Es probable que tengas que administrar tanques separados para criar peces, pero todos pueden conectarse al mismo ciclo de agua.

El agua será un circuito mayormente cerrado, no peor que cualquier otro sistema en su estación. la luz puede convertirse en costos de electricidad y sus plantas proporcionarán oxígeno en parte, aunque es probable que necesite sistemas de oxígeno adicionales.

Producir el alimento para tus peces es divertidamente similar al problema del cohete. Necesitas plantas y harina de pescado para tus peces, la harina de pescado está hecha de pescado. Necesita alimento para producir esos peces... Este sitio dice que el alimento promedio contiene aproximadamente un 25 % de proteína (una mezcla de harina de pescado y carne, además de aceites), un 70 % de harina vegetal y un 5 % de minerales. Este otro sitio dice que necesita 360 ~ gramos de alimento por cada 100 talipias (que se calcula promediando los requisitos de alimento de un recién nacido y un adulto).

Anteriormente, calculamos que cada uno de nuestra población come 1,5 Talipia por día (a 1 libra por pez), lo que significa que estamos cosechando 15 000 peces por día. El plan de alimentación recomendado hará que los recién nacidos pesen 1 libra en 194 días, lo que significa que tendremos 291 000 peces en un momento dado. Por lo tanto, necesitaremos solo 1.047,6 kg de alimento por día. No sé cuánta harina de pescado obtienes por Talipia, pero necesitamos 261,9 kg de 15000 lb (6804 kg) de pescado. Por lo tanto necesitaremos reservar el 4% de cada pescado para la harina de pescado. Creo que eso es fácilmente factible.

Además, necesitamos 733,32 kg de harina vegetal al día. Google dice que 1 kg de camote tiene 860 calorías y obtenemos 650 calorías por pie cuadrado. Por lo tanto, necesitaremos 870 pies cuadrados adicionales de espacio para cultivar harina de plantas. Esto llegará a 870 galones estadounidenses de acuaponia.

Con 45 400 lb de Talipia en nuestro sistema, necesitaremos 45 400 galones estadounidenses de acuaponia, lo que proporciona 45 400 pies cuadrados de área de cultivo. Esto es casi el doble de lo que la población de 10,000 realmente necesita en rendimiento de cultivos. Al elegir un cultivo más adecuado para la harina de plantas (ya que no he encontrado que se sugiera papa en ninguna parte), deberíamos poder reducirlo un poco. O podríamos usar el espacio sobrante para cultivar plantas útiles, como textiles, o alimentos menos eficientes y más interesantes.

Esto equivale a 170 m3 de Acuaponia. Dupliquemos eso a 340 m3 para tomar sistemas de apoyo, áreas de acceso, etc., y puede caber todo en unos 5 contenedores de envío, o el 13,6 % de una piscina olímpica.

Por lo tanto, hemos demostrado que puede mantener a su población con solo 9 galones estadounidenses (0,034 m3) por persona y es muy eficiente, ya que el único insumo real es la energía. Puede escalonar sus rendimientos para permitir la producción diaria, lo que significa que la conservación no es un problema y, finalmente, se trata de plantas y peces reales. ¿Qué podría ser más apetecible?

Insectos montones y montones de insectos

Los insectos serían una de las mejores opciones para que coman tus habitantes del espacio. El MÁS ALTO en proteínas y puede adaptarse muy bien en el espacio (mejor que los humanos de todos modos) también podrían usarse para combinar con otros alimentos para ayudar en la producción. si alguna vez ha cultivado su propia comida antes; sabría que incluso si obtiene todo lo correcto (tierra, iluminación, nutrientes) si no tiene un ecosistema que lo acompañe, sus plantas no prosperarán.

algunos ejemplos:

Hormigas: algunas de las criaturitas más increíbles que existen (búscalas) https://www.youtube.com/watch?v=Hc1hrvWjRQs pueden ser muy útiles para ti y no solo en "carne" también pueden mantener tus cultivos y deshacerse de sus "residuos verdes".

Cucarachas: sí pueden ser de utilidad, si consiguen la especie adecuada aunque sea su plan “carne volumen”.

Grubs and Worms: los mejores amigos para cualquier jardín y los más confiables en "volumen de carne".

Así que elige insectos, te ayudarán, te alimentarán y no te costará casi nada producirlos.

Recibí excelentes recomendaciones e ideas, por lo que realmente no puedo elegir la "respuesta correcta", ya que todas son muy buenas.

Publicaré el resumen y daré crédito a los autores:

Willik tuvo la respuesta más votada, proponiendo que los habitantes del espacio coman bacterias comestibles (espirulina) y usen microorganismos como microfábricas de alimentos para crear algo llamado "péptidos carnosos carnosos". Busque la publicación de Willik para ver los enlaces y las fuentes, es algo interesante.

Creed Arcon propuso cultivar insectos tanto para el consumo como para crear biodiversidad en las tierras de cultivo espaciales. Una gran idea, especialmente porque los insectos son ricos en proteínas.

Pink Sweetener argumentó que los insectos podrían no ser sostenibles, ya que también requieren alimentos para ser cultivados y propuso una dieta completamente vegana. Él argumenta que es completamente posible alimentar adecuadamente a los humanos en el espacio con una dieta saludable de papas, legumbres, soya, otros frijoles (ya que son ricos en proteínas y tienen un alto rendimiento de cultivo), además de verduras.

Kyyshak es el más matemático y, por lo tanto, es más convincente que otras publicaciones. Kyyshak aboga por la acuaponia en la que los cultivos se cultivan en lodos ricos en nutrientes que bombean a través de estas plantas para enriquecerlas a medida que crecen, luego se filtran y se tratan para criar peces como la tilapia antes de volver a alimentar a las plantas nuevamente. Kyyshak tiene las matemáticas difíciles para respaldar sus afirmaciones, ¡y es algo bastante convincente!

¡Gracias a todos los que publicaron, me han dado mucho en lo que hincarle el diente! Si alguien siente que no aclaré o resumí su publicación correctamente, hágamelo saber y lo editaré en consecuencia. ¡Gracias de nuevo!