Tidak ada toko kelontong di Mars, dan pasokan dari Bumi memerlukan waktu berbulan-bulan untuk tiba. Sebanyak apa pun makanan yang dibawa astronot masa depan ke planet merah itu, pada akhirnya mereka harus menciptakan makanan mereka sendiri di lingkungan yang tidak ramah. Apakah mereka akan memilih jalur pertanian-ke-meja yang fantastis dengan kentang lokal, seperti yang dilakukan karakter Matt Damon dalam film The Martian (2015), masih harus dilihat. Namun, mereka mungkin memiliki opsi yang lebih maju secara ilmiah.
Menghasilkan protein dari udara tipis.
Itulah tujuan kemitraan antara Badan Antariksa Eropa dan sebuah perusahaan bernama Solar Foods, yang terbentuk dari program penelitian ilmiah kurang dari satu dekade lalu. Solar Foods membuka fasilitas produksi berskala besar pertamanya pada tahun 2024.
Jangan lewatkan konten teknologi impartial kami dan review berbasis lab. Tambahkan CNET sebagai sumber pilihan di Google.
Proyek yang dijuluki HOBI-WAN (untuk “bakteri pengoksidasi hidrogen dalam kondisi tanpa bobot sebagai sumber nutrisi”) sebagai kiasan pada film Star Wars, adalah versi luar angkasa dari sebuah proses yang telah dikerjakan Solar Foods di Bumi. Upaya tersebut melibatkan pertumbuhan bakteri dalam sebuah tangki dengan air, udara, dan nutrisi, lalu mengeringkan bakterinya, mengubahnya menjadi bubuk protein bernama Solein untuk konsumsi manusia.
Langkah kunci berikutnya adalah menguji produksi Solein di Stasiun Luar Angkasa Internasional.
“Menyediakan pasokan makanan berkelanjutan dan bergizi yang memenuhi kebutuhan energi kru adalah salah satu tantangan terbesar dalam eksplorasi penerbangan luar angkasa berawak melampaui orbit Bumi rendah,” kata ESA dalam sebuah postingan blog. “Dalam kasus di mana depot makanan yang telah dipasang sebelumnya atau misi pasokan ulang terus-menerus dari Bumi tidak praktis, terlalu memberatkan sumber daya, atau secara teknis tidak layak, alternatif yang efektif secara biaya dibutuhkan.”
Solein awalnya basah dan dikeringkan melalui proses yang melibatkan gaya sentrifugal dan pengeringan semprot.
Dari Bakteri Menjadi Protein
Tujuan utama proyek HOBI-WAN adalah menentukan apakah produksi bubuk kaya protein ini dapat berlangsung dalam kondisi mikrogravitasi.
Prosesnya kompleks, tetapi pada dasarnya membiarkan alam berjalan sesuai kodratnya.
“Solar Foods memproduksi Solein melalui proses yang disebut fermentasi gas,” jelas Arttu Luukanen, Wakil Presiden Senior Bidang Luar Angkasa dan Pertahanan perusahaan itu kepada saya. Proses fermentasi gas, katanya, menciptakan organisme bersel tunggal yang memakan gas hidrogen dan menggunakannya untuk “mengikat” karbon. Dari sana, bakteri diberi “mineral kehidupan” menggunakan amonia sebagai sumber nitrogen dan hidrogen.
Semua bahan dimasukkan ke dalam bioreaktor bersama air dan gas yang dipompa “agak mirip SodaStream besar,” ujar Luukanen. Ini memberikan lingkungan yang tepat bagi bakteri untuk berkembang biak, yang mereka lakukan dengan sangat cepat. Setelah bakteri berkembang biak dalam jumlah yang cukup, mereka dipanen. Sebagian disisihkan untuk menjadi bibit putaran berikutnya di bioreaktor, sementara sisanya dikeringkan dan dipasteurisasi secara menyeluruh.
Bakteri yang telah dikeringkan dan dipasteurisasi ini membentuk produk Solein, yang komposisinya 78% protein, 6% lemak (terutama tak jenuh), 10% serat pangan, 2% karbohidrat, dan 4% nutrien mineral. Luukanen mengatakan bubuk ini dapat diberi rasa dengan berbagai cara dan sendiri memiliki “rasa umami yang sangat ringan.”
Bagaimana Membuat Protein di Luar Angkasa
Produksi Solein akan lebih sulit dilakukan di luar angkasa. Lingkungan tanpa bobot, ditambah dengan kapasitas kargo yang terbatas dan ruang yang lebih sempit untuk bioreaktor, menambah tantangan yang menurut ESA dan Solar Foods dapat mereka pecahkan.
“Perbedaan utama untuk eksperimen di atas ISS adalah tidak adanya gravitasi, yang berarti tidak ada daya apung, yang sangat mengubah perilaku cairan dan gas,” kata Luukanen. Tantangan lainnya adalah ruang fisik yang terbatas. Solar Foods menggunakan bioreaktor yang dapat menampung 20.000 liter atau lebih, sementara bioreaktor yang menuju ISS akan jauh lebih kecil—”beberapa puluh liter.”
Langkah tambahan akan diperlukan untuk keamanan gas, pemantauan proses, jaminan kualitas, dan kemudahan perawatan, karena tidak akan ada insinyur bioproses di dalamnya untuk mengawasi proses tersebut. Produk yang dibuat di luar angkasa juga tidak akan dikeringkan menjadi bubuk, setidaknya tidak di ISS. Jika terjadi kebocoran, adanya awan bubuk yang melayang-layang di lingkungan tanpa gravitasi tentu tidak ideal.
Jadi di luar angkasa, Solein kemungkinan akan disajikan sebagai pasta.
Daur Ulang di Luar Angkasa
Faktor besar terakhir adalah bahannya. Bahan-bahan itu harus diubah untuk mengakomodasi kurangnya sumber daya yang tersedia dalam penerbangan luar angkasa jangka panjang. Daur ulang sejak lama menjadi komponen kunci untuk hidup di luar angkasa, dan itu akan berlaku juga untuk produksi Solein.
Itu berarti menggunakan CO2 dari pernapasan kru dan mendaur ulang gas hidrogen yang dihasilkan ketika ISS menggunakan elektrolisis untuk mengubah air menjadi oksigen bagi kru. Di Bumi, membuat Solein membutuhkan banyak air.
Akan ada juga substitusi, seperti menggunakan urea sebagai pengganti amonia, karena amonia akan berbahaya jika terjadi kecelakaan. Tetapi itu tidak berarti para astronot akan menggunakan urin seperti yang mereka lakukan untuk “kopi daur ulang.”
“Di Bumi, kami menggunakan amonia, tetapi untuk proyek ESA, kami memutuskan menggunakan urea sintetis sebagai gantinya, terutama karena tidak berpotensi berbahaya seperti amonia jika terjadi tumpahan,” jelas Luukanen. “Mengambil urea dari urin pada prinsipnya mungkin, tetapi mengingat porsi urea yang dibutuhkan kecil, hal itu mungkin tidak masuk akal, terutama jika ekstraksi urea dari urin melibatkan peralatan yang kompleks dan berat.”
Memberi Makan Astronot dalam Misi Jangka Panjang
Perjalanan ke Mars adalah komitmen waktu yang jauh lebih besar dibandingkan ekskursi ke bulan. Misi Artemis II NASA yang akan datang akan membawa para astronot mengorbit bulan untuk pertama kalinya dalam hampir setengah abad, namun perjalanannya hanya akan berlangsung selama 10 hari. Dalam hal persediaan makanan, hal tersebut bukanlah masalah besar.
Namun, Mars — yang menjadi incaran berbagai badan antariksa maupun Elon Musk — letaknya jauh, jauh lebih jauh, dan waktu tempuhnya akan memakan waktu berbulan-bulan bahkan lebih. Untuk menuju planet merah itu, para astronot perlu membawa lebih dari sekadar bekal makanan biasa.
Apabila proyek Solein terbukti sukses, jumlah makanan yang dihasilkannya secara teori dapat memberi makan satu tim astronot selama ratusan hari sementara menggunakan ruang kargo yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan makanan antariksa masa kini. Luukanen menyatakan bahwa, sesuai desain proyek ini, satu-satunya hal yang perlu dibawa astronot hanyalah garam mineral, dan jumlahnya pun tidak banyak.
“Bahkan untuk misi ke Mars selama 900 hari dengan awak lima orang, kita hanya berbicara tentang [kurang dari] 100 kilogram garam mineral,” ujarnya.
Teknologi lain juga dapat membantu mendaur ulang nitrogen dan mineral, yang akan memungkinkan astronot menggunakan kembali bahan-bahan tersebut di tempat, sehingga semakin memperpanjang pasokan makanan.
Dengan menggunakan bubuk protein ini, para astronot dapat membuat berbagai macam makanan dengan bahan tambahan yang tepat. Luukanen mengatakan Solar Foods telah mengembangkan resep mulai dari es krim hingga ravioli keju krim. Beberapa di antaranya dipamerkan selama NASA’s Deep Space Food Challenge, yang menonjolkan metode untuk solusi makanan jangka panjang, termasuk metode menanam makanan tanpa cahaya bernama *Nolux* dan sebuah ekosistem tertutup yang dapat secara mandiri menumbuhkan makanan serta memelihara serangga untuk digunakan dalam pola makan astronot.
Mungkin hasilnya tidak seperti yang Anda harapkan dari restoran bintang Michelin atau bahkan toko daging deli di sekitar Anda, tetapi kemungkinan besar hasilnya lebih baik daripada diet rutin kentang panggang yang ditanam di Mars.