En ce qui concerne la nourriture, les difficultés auxquelles les astronautes sont confrontés, les personnes âgées et les personnes touchées par une catastrophe sont plus similaires que vous ne le pensez.
Les agences spatiales du monde entier déploient des plans pour construire des bases sur la lune. Un défi est de savoir comment nourrir les astronautes en cultivant des aliments frais dans les conditions extrêmes de la surface lunaire – dans le sol avec peu de nutriments et où il y a à peine de l’eau et pas d’air. Il est trop coûteux d’envoyer régulièrement des fournitures du sol et un stockage prolongé est difficile car les aliments sont dus.
Sans aliments sains, les astronautes sur de longues missions peuvent être en mesure de rencontrer la malnutrition, comme le font les gens sur Terre. Ils perdent des os et de la masse musculaire lorsqu’ils travaillent à basse gravité1Les changements miroirs qui se produisent naturellement pendant le vieillissement. Les systèmes alimentaires pour les futures missions doivent être durables et résistants – tout comme la production alimentaire sur Terre à la lumière du changement climatique.
Ici, nous mettons en évidence quatre zones de terrain d’entente entre les programmes de recherche sur l’espace et la nutrition du sol qui doivent explorer.
Entretien des fournitures alimentaires
À la suite des catastrophes, les personnes touchées ont besoin d’accès à la nourriture. Avec l’eau, l’électricité et les fournitures de gaz qui sont souvent coupées, il y a des parallèles avec des opérations à distance dans la pièce. Au Japon, les tremblements de terre, les tsunamis, les typhons et les inondations se produisent souvent, et le pays a appris de ces parallèles au cours de la dernière décennie.
Comment garder les astronautes en bonne santé dans une pièce profonde
Comme dans l’espace, les fournitures alimentaires en cas de catastrophe pour les urgences doivent être stables lorsqu’elles sont stockées à température ambiante en l’absence de puissance et de refroidissement2. Ils doivent venir dans un emballage durable qui protège contre les dommages et la pollution. Les repas doivent nécessiter une préparation minimale et être facile pour quiconque de manger avec des équipements limités. Et ils doivent être préparés et emballés dans des environnements hygiéniques pour prévenir les maladies d’origine alimentaire. Au Japon, le riz pré-cuit et séché, les nouilles séchées, les produits fermentés tels que le miso, les bonbons et les boissons à la gelée et le poisson ou la viande stockés dans des canettes ou des pauses en plastique stériles, sont utilisés en cas de catastrophe et de chambres.
Le tremblement de terre de Tōhoku au Japon en 2011 a entraîné des changements dans la façon dont les aliments en cas de catastrophe sont contrôlés. Hissolyes d’urgence afin que les perturbations des fournitures alimentaires ainsi que des problèmes avec la diversité alimentaire et l’hygiène limités3À4. Reconnaissant que bon nombre des normes d’alimentation strictes établies par Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) étaient applicables aux contextes en cas de catastrophe, la Japon Disaster Food Society a lancé son système de certification alimentaire en cas de catastrophe en 2015.
D’ici 2022, la société a introduit un processus de certification croisé rationalisé, permettant à la certification des aliments en cas de catastrophe approuvé par Jaxa. Cela réduit le développement de produits en double et les moyens dans les urgences à grande échelle que les aliments destinés aux missions spatiaux peuvent être redirigées vers un usage humanitaire (bien que ceux-ci ne soient pas stockés en grande quantité).
Le Japon a développé environ 53 aliments spatiaux via le programme de Jaxa, selon les autorités locales et déployées en cas d’urgence, y compris dans les régions touchées par les tremblements de terre.
Les gens ont reçu des rations d’urgence après qu’un tremblement de terre a frappé la ville de Wajima au Japon en 2024.Crédit: Yomiuri Shimbun / AP -Pictures / Alamy
Maintenant, l’un de nous (NT-K.) Travaille avec des experts pour développer une norme internationale pour les aliments d’urgence et de catastrophe. Cela peut simplifier la coordination de l’aide alimentaire entre les gouvernements et les organisations non gouvernementales en normalisant les conditions de stockage, les protocoles d’hygiène et le marquage alimentaire. Les protocoles partagés pourraient également aider les pays à introduire des technologies avancées de production alimentaire et de conservation qui ont été initialement développées pour leurs propres fournitures alimentaires d’urgence et de catastrophe.
La prochaine étape consiste à établir un consensus entre les autorités de sécurité alimentaire, les organisations humanitaires et les agences aérospatiales. La mise en œuvre de projets pilotes dans les régions soutenues en cas de catastrophe en Asie est à l’étude. Les défis incluent l’adaptation de différentes règles nationales, encourageant la participation au secteur privé au développement de produits avec une double utilisation et la démonstration de l’intérêt des ressources dans l’environnement limité des ressources.
Optimisation de la nutrition
Le gouvernement du Japon recommande4 Les aliments prévus pour les urgences doivent contenir cinq éléments: énergie, protéines et vitamines B1B2 et C. Ensemble, ces facteurs empêchent les maladies liées à la carence, telles que les béribères, l’ariboflavinose et le scorbut, et aident à maintenir les fonctions physiologiques de base.
Dans le cadre du Jaxas Lunar Food System Working Group 2023-25, l’un d’entre nous (NT-K) évalue environ un ensemble de huit agrafes, de pommes de terre, de patates douces, de soja, de tomates, d’agumbers, de laitue et de fraises peut donner ces cinq éléments et autres nutriments de gravier. Ces cultures sont riches en glucides, en fibres alimentaires et certaines vitamines.
Comment cartographier un avenir moral pour la recherche spatiale
Le groupe de travail utilise la modélisation de la nutrition, les simulations d’études de consommation et de culture alimentaire humain dans des conditions environnementales contrôlées pour évaluer la quantité de besoins nutritionnels quotidiens des astronautes qui pourraient être satisfaits en utilisant uniquement ces huit cultures et pour identifier les trous nutritifs qui nécessitent des suppléments.
Les composés antioxydants ont des effets anti-inflammatoires et d’autres qui peuvent aider à prévenir le conditionnement musculaire causé par la microgravité dans l’espace et chez les personnes limitées au repos au sol en raison de la maladie ou de l’âge. Les agences spatiales françaises, allemandes et canadiennes étudient si un cocktail avec des polyphénols supplémentaires antioxydants, de la vitamine E, du sélénium et des acides gras oméga-3-Kunne empêchent le conditionnement musculaire. Bien qu’il n’y ait pas encore de preuve fixe5Les agences prévoient d’évaluer ces avantages de connexion dans l’espace.
Les suppléments générés à l’aide de soja peuvent également aider à prévenir un gaspillage de muscles et d’os des astronautes. L’un de nous (TN) avec des collègues a effectué des expériences dans la salle à l’aide de rats6 et les cellules cultivées en culture7 Pour révéler que l’atrophie musculaire vient lorsque la microgravité induit un stress oxydatif dans le tissu musculaire. Le processus active les enzymes qui modifient la signalisation cellulaire afin que la synthèse des protéines cesse et que la dégradation augmente. Les mêmes changements ont ensuite été démontrés chez les adultes sous les œufs de chevet, et un essai clinique a révélé que l’apport oral de protéines de soja, en particulier Bed-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-re-rat8.
Nous testons maintenant si des peptides CBLIN similaires peuvent également aider les astronautes à travers des expériences dans les cellules musculaires cultivées à bord de la Station spatiale internationale (ISS).
Les spécialistes qui peuvent avoir une vue à un niveau élevé de fonction de micronutriments, de méthodes de livraison et de besoins physiologiques pendant le stress pourraient considérablement améliorer notre capacité à renforcer la résilience dans les futurs systèmes alimentaires sur le terrain et au-delà.
Sources de protéines alternatives
Les sources durables de protéines alternativement sont urgentes nécessaires pour éviter la sécurité alimentaire et la malnutrition généralisées au sol. Une enquête en 2019 auprès des citoyens japonais a révélé que plus de 50% de l’apport en protéines d’une personne dérivait en moyenne de sources à base d’animaux telles que la viande, les produits laitiers et les poissons (voir Go.nature.com/44xwmyn). Mais avec la population mondiale qui devrait atteindre neuf milliards.9.
Les sources de protéines alternatives sont également au centre de la recherche pour les agences aérospatiales. L’élevage animal conventionnel nécessite de grandes quantités d’eau, de sol et de matières premières – des ressources qui ne sont pas disponibles dans l’espace. Les systèmes de production de protéines impliquant des plantes, des cellules cultivées ou des insectes sont des options plus viables.
La protéine de soja intéresse Jaxa en raison de son rendement élevé, de son profil d’acides aminés relativement complet et de sa longue durabilité, et parce qu’elle est largement consommée au Japon. L’un de nous (TN) a été impliqué dans le développement d’un système de culture de soja compact. Il utilise un éclairage LED programmable et fournit des nutriments à travers une rhizobie fournie par le brouillard – des bactéries qui convertissent l’azote inerte en formes que les plantes peuvent utiliser pour grandir10. Ensuite, nous espérons tester son applicabilité à bord de l’ISS.
L’astronaute japonais Kimiya Yui profite d’un avant-goût de la maison dans la pièce: des nouilles ramen avec sauce de soja.Crédit: Jaxa / NASA
La viande produite à partir de cellules animales cultivées en laboratoire pourrait donner aux astronautes certains des nutriments dont les protéines de soja manquent d’acides aminés ramifiés par la glace ICER dont les muscles ont besoin pour générer de l’énergie pendant l’exercice. La viande cultivée peut être produite dans des conditions stériles, réduisant le risque de maladie d’origine alimentaire11. Cependant, cette technologie est dans son bébé. Les cellules doivent être amadies pour continuer à proliférer pour former de grandes pièces de tissu structurées. Il est difficile d’atteindre l’oxygène au cœur des cultures épaisses. Les liquides que les cellules doivent être cultivés sont coûteux à produire et à transporter. Et il n’y a pas de bon moyen de générer des cultures avec des structures en forme de chair qui sont importantes pour la satisfaction psychologique.
