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2019년 4월 2일 콜로라도 주 루이빌의 팽창식 달 관문 내부에 있는 우주비행사를 위한 동결 건조 음식 Getty Images/Photo by Helen H. Richardson/MediaNews Group/The Denver Post

존 글렌(John Glenn)이 치약 모양의 사과 소스와 쇠고기 퓌레를 먹은 이후 우주 비행사 요리가 크게 발전했지만, 우주 공간에서 메뉴 피로로 인한 어려움은 여전히 ​​현실입니다. 이것이 바로 NASA가 2021년 1월 Deep Space Food Challenge를 시작한 이유 중 하나입니다. 32개국에서 300개 이상의 팀이 장기 우주 여행을 위한 새로운 식품 기술을 개발하기 위한 도전을 수락했습니다. 5월 19일에 발표된 8개 팀이 대회의 세 번째이자 마지막 단계에 계속 진출할 것입니다.

화성 탐사 임무가 코앞으로 다가오면서 NASA는 지속적으로 식량을 운송하는 국제 우주 정거장 모델이 깊은 우주 여행에 적합하지 않다는 것을 깨달았습니다. Johnson Space Center의 첨단 식품 기술 수석 과학자인 Grace Douglas는 확장 임무에 대한 식품 시스템 기준을 설명하는 2020년 9월 Journal of Nutrition 논문을 공동 집필했습니다. 여기에는 최대 5년 동안의 안정성, 자원 최소화, 저궤도 이상에서도 품질을 유지하는 영양소가 포함됩니다. 하지만 맛이 왕입니다. 팀이 맛없는 제품을 생산하는 경우 다른 요구 사항을 충족하는 것은 무의미해집니다.

1단계에서는 팀이 디자인 컨셉에 따라 평가를 받았고, 2단계에서는 음식을 재배하거나 만들 수 있는 소규모 프로토타입을 제작하는 임무를 맡았습니다. 3단계에서는 나머지 8개 팀이 시스템 확장을 위해 각각 150,000달러를 받았습니다.

Jim Sears는 자신의 차고에서 우주 조리 기구인 SATED를 개발했습니다. 항공우주 산업 경험이 있는 전기 엔지니어인 Sears는 끓는 물을 다루면서 우주에서 발견되는 저중력 조건을 시뮬레이션하기 시작했습니다. 지구상에서 물이 끓을 때 형성된 거품은 물보다 가벼우며 부력을 통해 물 표면 밖으로 밀려납니다. 그러나 거의 무중력 상태에서 형성된 거품은 물보다 가볍지 않으며 무정형 덩어리로 합쳐지거나 표면에 달라붙습니다. "그래서 표면이 건조해지는 소위 [끓는] 표면이 발생합니다. 여기서는 물이 표면에 닿을 수 없기 때문에 물에 에너지를 공급할 수 없습니다."라고 Sears는 설명했습니다.

피자 링과 조각을 곁들인 만족감 사진 제공: Jim Sears 및 George Abuhamad

Sears는 원심력을 사용하여 물을 조리 표면에 가압하고 거품을 중앙으로 밀어내는 회전식 가열 실린더를 설계했습니다. Sears는 다음으로 그의 비즈니스 파트너인 George Abuhamad와 협력하여 SATED를 개발했습니다. 토스터 크기의 SATED는 Sears의 원통형 로터 기술을 사용하여 음식이 우주의 뜨거운 조리 표면에 달라붙지 않도록 합니다. SATED는 제어판 옆에 놓인 주방 냄비와 유사한 테프론 코팅 알루미늄 로터로 구성됩니다. 어떤 음식 재료든 이 장치로 조리할 수 있지만 Abuhamad의 최근 초점은 피자입니다. 그는 비스퀵형 믹스를 사용하여 반죽을 만들고, 주사기로 토마토 소스를 주입하고, 20분 이내에 치즈와 야채 토핑을 추가하는 피자 제작 과정을 설명했습니다.

캘리포니아 대학교 리버사이드(University of California, Riverside) 연구원들이 고안한 Nolux는 인공 광합성을 사용하여 식물 및 곰팡이 기반 식품을 보다 효율적으로 재배합니다. "식물이 하는 일은 실제로 매우 에너지 비효율적입니다."라고 화학 및 환경 공학 교수인 팀 리더인 Robert Jinkerson이 말했습니다. "햇빛을 받으면 식물은 그 에너지의 99%를 낭비합니다. 단지 약 1%만이 식물의 바이오매스로 들어갑니다." Nolux는 햇빛을 물, 전기, 이산화탄소가 산소와 아세테이트로 변환되는 "이산화탄소 전기촉매"로 대체합니다. 아세테이트는 광합성을 통해 생성된 포도당을 대체하는 식물의 에너지원입니다. Jinkerson 팀은 조류를 재배할 때 광합성이 무려 300% 향상된 4%의 효율성을 보여주었습니다. 현재 Nolux 시스템은 전해조로 연료를 공급받는 신발상자 크기의 여러 성장 챔버로 구성됩니다.