Historia de la Alimentación Espacial

Redacción Hacia el Espacio

Fecha: 2014-03-01


Recientemente se cumplieron los primeros 50 años de los vuelos espaciales tripulados en la historia de la humanidad, cuando los seres humanos salieron por primera vez fuera de la atmósfera de la Tierra que nos ha protegido desde que los primeros componentes químicos formaron las proteínas primitivas que dieron vida a este planeta. En los cursos de Biología que tomamos en la escuela aprendimos que todos los seres vivos seguimos la misma secuencia de eventos durante nuestra vida, donde los seres vivos nacen, crecen, se reproducen y mueren, y que la alimentación es necesaria para seguir este camino de la vida. Los seres humanos hemos crecido rodeados de todos los elementos que nos proporcionan nuestra alimentación, y aunque se requiere trabajar para tenerlos, siempre han estado al alcance de la mano. Sin embargo, sólo en los últimos 100 años hemos tenido aparatos que nos ayudan a preparar nuestros alimentos (hornos y estufas) y a almacenarlos (refrigeradores y congeladores) dentro de nuestro hogar, y los podemos usar de manera segura, fácil y barata. Esto cambió cuando el ser humano comenzó a salir al espacio y, como sucede con todo lo nuevo en la vida, apenas estamos aprendiendo a resolver los problemas que este nuevo entorno nos ha creado. Por lo tanto, aquí se intenta responder ¿cómo podemos y debemos alimentarnos al salir fuera de la Tierra?
 
Desde el inicio de la carrera espacial, durante los primeros vuelos espaciales en la década de los 1960s, se empezó a estudiar la alimentación requerida por los cosmonautas soviéticos y astronautas norteamericanos al salir al espacio. Fue lógico que al principio hubiera poco conocimiento, y mucha preocupación, acerca de la manera como el metabolismo del cuerpo en general, y del sistema digestivo en particular, reaccionaran a los procesos de almacenamiento, consumo, digestión, evacuación y, en general, todo el proceso de alimentación y nutrición en seres humanos en condiciones de microgravedad. En esas fechas, nadie sabía qué podría pasar con la fisiología de una persona sana durante los viajes espaciales, primero con duración de pocos días y después por varios semanas de duración. Los primeros viajes fuera de la Tierra por parte de cosmonautas soviéticos y astronautas norteamericanos, sirvieron para probar nuevas teorías y desechar miedos y viejos mitos relacionados con la alimentación espacial.
 
El primer vuelo espacial con un ser humano a bordo correspondió al lanzamiento de la nave Vostok-1 en Abril de 1961, cuando Yuri Gagarin, de la URSS, hoy Rusia, hizo una órbita alrededor de la Tierra, aunque no comió nada durante ese primer vuelo espacial, al igual que Alan Shepard, el primer norteamericano en salir al espacio en Mayo de 1961, quien tampoco comió nada durante su vuelo suborbital (salió al espacio, pero no giró alrededor de la Tierra). Los primeros experimentos alimenticios se llevaron a cabo por parte de Gherman Titov (URSS) a bordo de la nave Vostok-2 en Agosto de 1961, y después por John Glenn (EUA) a bordo de la nave Friendship-7 en Febrero de 1962, quienes fueron los primeros seres humanos en comer fuera de nuestro planeta. Sin embargo, esas primeras comidas fuera de la Tierra fueron muy ilustrativas para los siguientes vuelos espaciales tripulados. Además de ser el segundo ser humano en salir al espacio, Gherman Titov todavía tiene varios récords en su haber, como el de ser la persona más joven en salir al espacio (25 años y 11 meses de edad) aún vigente, además de ser el primer humano que durmió, se mareó, comió y después vomitó dicha comida, en el espacio.
 
La Comida Durante los Primeros Vuelos Espaciales
 
Los cosmonautas de la Unión Soviética (URSS) fueron los primeros seres humanos que realizaron vuelos espaciales tripulados alrededor de la Tierra, seguidos de cerca por los astronautas norteamericanos. Los primeros programas soviéticos de vuelo espacial humano fueron llamados Vostok, Voshkod y Soyuz (URSS, 1959-1971), mientras que los programas norteamericanos fueron llamados Mercurio, Gemini y Apolo (EUA, 1957-1972). Todos estos programas consideraron el estudio de la alimentación de seres humanos en el espacio por la duración de los vuelos espaciales tripulados.
 
La cantidad y tipo de comida que comieron los primeros cosmonautas y astronautas ha cambiado mucho desde los primeros vuelos espaciales, que se hicieron con las comidas preparadas y empaquetadas de otras épocas. Esos primeros alimentos básicos estaban orientados más a satisfacer el hambre de la tripulación durante el viaje, que a cubrir sus necesidades nutricionales de manera balanceada mientras estuvieran en el espacio. Los primeros alimentos que se llevaron al espacio fueron resultado de los alimentos deshidratados que eran populares entre los soldados durante las campañas militares de la segunda guerra mundial, a mediados del siglo XX. En el caso de los astronautas norteamericanos, la primera alimentación espacial estaba basada en los populares MRE (Meals Ready to Eat) del ejército de los Estados Unidos durante buena parte del siglo pasado. La funcionalidad de las presentaciones en las primera naves espaciales se basaba en envasar alimentos en tubos, cubos, etc. Hoy día la alimentación espacial no se limita a alimentar la tripulación por un tubo, sino que es comida saludable y apetitosa que se diseña para cubrir las necesidades biológicas de energía del personal durante la duración de la misión.
 
Los programas soviéticos fueron los primeros en estudiar la fisiología al comer en el espacio, ya que las misiones soviéticas tenían mayor duración que las misiones norteamericanas. Dentro de los programas Vostok, Voshkod y Soyuz se hizo mucha investigación sobre las condiciones de habitabilidad y nutrición en el espacio, lo que los soviéticos aplicaron después dentro de su Estación Espacial MIR, donde demostraron que los seres humanos eran capaces de vivir en un entorno de microgravedad por periodos con duración mayor a un año. Una gran parte de los alimentos enviados a misiones espaciales por la Unión Soviética y, después la Federación Rusa, estaban empacados en latas. Sin embargo, debido a la seguridad extrema del programa espacial soviético durante la época de la guerra fría, los detalles alimenticios de su programa espacial también estuvieron ocultos al resto del mundo por décadas, por lo que a la fecha sólo se conocen algunos de sus detalles nutricionales.

 

Comida Espacial Rusa durante los 1960s y1970s. (Fotografía Archivo Wikipedia)

Evolución de la Comida Espacial
 
Debido a lo anterior, existe más información disponible acerca de los primeros vuelos norteamericanos que de los soviéticos, incluyendo los aspectos alimentarios de los distintos programas espaciales. Los primeros astronautas norteamericanos que comieron en el espacio lo hicieron al cenar comida comprimida en pequeños cubos, o como comida seca congelada y semilíquida metida a presión dentro de tubos de aluminio para la pasta de dientes. El programa Gemini acumuló casi 14 días de vuelo espacial en 10 misiones, durante las cuales se trabajó en aumentar la variedad de los alimentos deshidratados, así como en la mejora continua de los sabores, texturas y volumen de los alimentos y bebidas que se les ofrecía. Como la comida inicial estaba deshidratada en cubos y en bolsas presurizadas a las cuales inyectaban agua, era desabrida y tenía tan poca aceptación entre los astronautas que éstos evitaban comerlas y las traían de regreso a la Tierra, con varios de ellos perdiendo peso por esta causa durante el vuelo. El programa Apolo aprovechó lo aprendido en el programa Gemini previo, aumentando la variedad del menú disponible para los astronautas y permitiendo hidratar los alimentos con agua caliente usando recipientes térmicos.
Tres ejemplos de comida espacial básica que permeó al público común y corriente han sido el jugo de naranja artificial marca Tang, la comida de frutas o guisados deshidratados, y los famosos Palillos Espaciales Pillsbury (Space Sticks) disponibles en lanzamientos espaciales desde la misión Apolo 11. Los astronautas ahora podían comer tres palillos Pillsbury al día, divididos en tres sabores diferentes y les permitían alimentarse a través de un puerto hermético en los cascos de los astronautas. En las misiones Apolo a la Luna, y posteriormente en el Laboratorio Espacial SkyLab (1970s), se mejoraron los sabores y se hizo más énfasis en la correcta nutrición de la tripulación, incluyendo la disponibilidad de nuevos alimentos a temperatura ambiente y de envases flexibles, así como de las barras alimenticias de frutas y cereales prensadas en una capa de almidón comestible, para no requerir cubiertos. Algunos de los alimentos usados entonces eran café, tocino en cuadros, hojuelas de maíz, espagueti, galletas saladas con queso, huevos revueltos, ensalada de atún, mantequilla de cacahuate, guisado de carne de res, salchichas y sándwiches, para misiones más largas.

 

 

Charola para calentar y servir comida en la estación espacial SkyLab en 1974, con paquetes de comida (costillas, rostizado de res, pollo y arroz), bebidas de uva y de naranja, fresas, espárragos, roles y pudín. Foto Archivos NASA.

El primer estudio extenso del metabolismo humano en el espacio se llevó a cabo en el SkyLab, la primera estación espacial de los Estados Unidos, entre 1973 y 1974. La NASA dio seguimiento a seis nutrientes en los astronautas desde 21 días antes del vuelo, hasta 18 días después del vuelo, proporcionando a los astronautas una dieta aproximada de 2.8 kCal/día y estudiando sus efectos. Se prepararon menús de 56 días con 37 nutrientes diferentes y 72 platos, que se rotaban en ciclos de seis días. El SkyLab tuvo la primera cocina espacial, con un horno eléctrico para calentar comida, un refrigerador con congelador que permitía guardar comida fresca, bebidas, helados y comida congelada, como filetes y langosta. Esta cocina permitía preparar las tres comidas diarias lo más parecido a lo que acostumbraban los astronautas en la Tierra, con platos, cubiertos y hasta tijeras para cortar los cierres de las bolsas para bebidas y alimentos. La mayoría de los alimentos estaban enlatados en recipientes de aluminio con vida de dos años, que soportaban cambios de presión y temperaturas hasta los 54°C sin cambiar sus propiedades ni llegar a la descomposición. Se menciona incluso que las barras alimenticias aportaron casi la mitad de las calorías proporcionadas a los astronautas, permitiendo extender la duración de la cuarta misión del SkyLab de 56 hasta 84 días.

 

 

Charola con comida espacial a bordo del Transbordador Espacial STS-Space Shuttle (Fotografía Archivo NASA)

 

 

Astronautas de la NASA comiendo comida espacial rusa (Borsch - sopa de res) a bordo del módulo espacial Soyuz, en la misión conjunta Apolo-Soyuz, en Julio, 1975. (Fotografía Archivos NASA).

 

Tubo de sopa rusa Borscht usada por los cosmonautas rusos (fotografía Archivos Wikipedia)

Después de Comer, ¿Cómo se Evacua en el Espacio?Tanto en la Tierra como en el Espacio, el tema de la alimentación siempre ha sido acompañado por el tema de la evacuación, dado que todo ser humano sigue el mismo proceso digestivo que, al final, siempre tiene un desenlace del que nunca se habla en público por cuestiones de pudor y decoro. Sin embargo, ese fue uno de los grandes misterios para los cosmonautas y astronautas de los primeros viajes espaciales, ya que no se sabía cómo iba a reaccionar el sistema digestivo de los seres humanos en condiciones de microgravedad. Aquí en la Tierra tenemos la gran ventaja de contar con la gravedad al ir al baño, pero esta simple tarea se hace extremadamente complicada al salir de la Tierra, y se encontraron que requiere de ingenio y mucha práctica para no tener problemas ni desagradables complicaciones. La frase exclamada por un astronauta de la NASA que sufrió un problema sanitario en los 1960s fue que tuvo que “desvestirse completamente, esperar una hora para secarse, y llevar mucho papel de baño para limpiarse”, además del uso de un germicida azul para limpiar en caso de tener desechos flotando. Aunque éste sigue siendo un tema tabú para mucha gente dentro y fuera del sector espacial internacional aún ahora, se han logrado grandes avances en el conocimiento de la fisiología humana en el medio extraterrestre desde entonces, y ahora ya se conoce mejor cómo funciona el sistema digestivo en misiones de larga duración en el espacio.
 
Al principio los tripulantes de las primeras misiones soviéticas y norteamericanas evitaban ingerir bebidas y comida antes de sus vuelos, buscando evacuar líquidos y sólidos antes del despegue mediante el uso de enemas o lavados intestinales. En los primeros vuelos se tuvo que usar pañales para adulto con cintas adhesivas en ambos extremos que pudieran pegarse al trasero de los astronautas, y bolsas de plástico para la orina, donde se almacenaban los desechos orgánicos hasta su regreso a la Tierra. Mientras que las naves Soyuz ya contaban con un baño espacial en su módulo orbital desde sus inicios en 1967, las naves de los programas Gemini y Apolo requerían que los astronautas orinaran en un “tubo de alivio” (relief tube), de donde vertían su contenido al espacio antes de su regreso, con la materia fecal guardada aparte en bolsas diseñadas para ese efecto. Las cápsulas de los programas Gemini y Apolo no tenían privacidad, así que toda la tripulación se enteraba cuando cada uno de los astronautas evacuaba, incluso durante los viajes por varios días a la Luna.
 
La Estación Espacial SkyLab contaba con un “Sistema de Recolección de Desechos” (Waste Collection System, WCS) a bordo, el cual era en realidad un sistema médico que juntaba muestras de orina, heces y vómito para estudiar la absorción de Calcio por los astronautas en condiciones de microgravedad. Un escusado espacial debe operar correctamente en gravedad cero, por lo que en realidad es un sistema que junta y retiene desechos líquidos y sólidos mediante el uso de mangueras que succionan el aire y evitan que los desechos floten dentro de la nave. En las naves más viejas los desechos líquidos eran arrojados al espacio, mientras que los sólidos se comprimían y almacenaban para tirarlos al aterrizar. Aún con los nuevos equipos sanitarios disponibles para las diversas tripulaciones espaciales, se siguen preparando dietas buscando que limpien los intestinos de la tripulación antes del lanzamiento, y dietas de bajos residuos que minimicen la necesidad de defecar fuera de la Tierra. El escusado del Soyuz fue incluso usado por la tripulación para viajar a la Estación Espacial MIR en vuelos de lanzamiento y aterrizaje durante los años 1970s.
 
ConclusionesEs importante reconocer la manera como ha avanzado el conocimiento de la alimentación, de la fisiología y de la nutrición humana a partir de los inicios de la exploración espacial, que a principios de los años 1960s estaba muy limitada, y que la exploración espacial siguiente forzó a que avanzara más rápido debido al interés por alimentar y nutrir mejor a los cosmonautas y astronautas durante sus vuelos. Se ha avanzado mucho en la búsqueda de una mejor alimentación espacial y, aunque siempre hay lugar para mejorar los aspectos de la alimentación de la tripulación en misiones espaciales, la mayor actividad de investigación en el mundo en este sentido se tiene ahora en las áreas de preparación y almacenamiento de alimentos balanceados para larga duración. De igual manera, se buscan maneras de mejorar el proceso de asimilación y evacuación de líquidos y sólidos de origen orgánico en el espacio. Los primeros 50 años de vuelo espacial tripulado no han permitido el estudio de la problemática acerca de la alimentación en el espacio, particularmente en cuanto a las enseñanzas respecto a la preparación y manejo de los alimentos, su consumo, su metabolización y su evacuación por seres humanos a bordo de naves espaciales tripuladas, sean éstas cápsulas, laboratorios o estaciones espaciales.
 
Un aliciente futuro muy atractivo en este sentido es la motivación para ir a viajes interplanetarios (a Marte primero, después más lejos) que tengan varios meses de duración, con varios tripulantes a muy largo plazo, Los seres humanos se deben preparar para realizar viajes espaciales de mayor duración y a lugares más lejanos, como una tendencia en que se ha trabajado a partir de los últimos 50 años. Se debe buscar la manera de evitar llevar comida preparada, ya sea comprimida, congelada o deshidratada, y buscar nuevas maneras de llevar los ingredientes para obtenerla y prepararla dentro de la misma nave espacial. También se debe seguir trabajando en la búsqueda de una manera de reciclar los desechos líquidos y sólidos que generan los tripulantes de dichas misiones de larga duración, para aprovechar y reutilizar los elementos que los conforman, de manera de buscar siempre una sustentabilidad líquida, material y orgánica completa, a partir del mismo ecosistema que se encuentra afuera de nuestra atmósfera, y cada vez más lejos de la Tierra.
 
Estudio de la Alimentación Espacial en MéxicoDado que la única experiencia de México en este sentido ha sido la obtenida durante el vuelo del Dr. Rodolfo Neri Vela en Noviembre de 1985, con 108 órbitas alrededor de la Tierra y casi 7 días de duración en la misión STS-61-B del Transbordador Espacial Atlantis de la NASA, podemos decir que a los mexicanos aún nos falta mucho camino por recorrer con respecto al estudio y manejo de la alimentación espacial. Sin embargo, el hecho de que las Academias Mexicanas de Medicina, de Ciencias y de Ingeniería, además de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Instituto Politécnico Nacional (IPN), y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), formen parte de la Junta de Gobierno de la Agencia Espacial Mexicana, hace evidente el interés de nuestras autoridades para fortalecer el estudio y desarrollo de estas áreas de la vida diaria, cuando se lleven a cabo futuras misiones tripuladas en viajes espaciales con la participación de México. También puede ser un área de interés para el Instituto Nacional de Nutrición y otras dependencias del Sector Salud, que tienen fuerte presencia en el estudio de la alimentación en México, y en el sector de Comunicaciones y Transportes, del gobierno federal en cuestiones aeronáuticas de México y, ahora con la AEM, también en el sector espacial . Finalmente, a través de la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior (ANUIES), también presente en la Junta de Gobierno de la Agencia Espacial Mexicana, esperamos despertar el interés de las diversas instituciones universitarias y de educación superior de México para abrir líneas de estudio e investigación y desarrollo en esta dirección, buscando fortalecer la presencia de México en las actividades médicas, alimentarias, nutricionales y fisiológicas humanas, así como científicas y tecnológicas con orientación espacial, en un futuro próximo.



Referencias:

Referencias:[1] Wikipedia, Alimento Espacial, http://es.wikipedia.org/wiki/Alimento_espacial[2] NASA, Food for Space Flight, http://www.nasa.gov/audience/forstudents/postsecondary/features/F_Food_for_Space_Flight.html[3] NASA,Space Food, http://www.nasa.gov/pdf/71426main_FS-2002-10-079-JSC.pdf Acerca del autor:El Dr. Roberto Conte Galván es Investigador Titular del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones del CICESE, dentro de los grupos de Tecnología Espacial; y de Cibersalud y Telemedicina. Es Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones por la UANL (1986), Maestro en Ciencias en Electrónica y Telecomunicaciones por el CICESE (1988), y Doctor en Filosofía en Ingeniería Eléctrica (Comunicaciones inalámbricas y satelitales) por el Instituto Politécnico de Virginia (Virginia Tech, 2000) como becario Fulbright. Realizó un Diplomado en “Ciencia, Tecnología y Sociedad” otorgado por la UNAM y la Organización de Estados Iberoamericanos (OEI) en 2006. Participa en el Grupo de Telecomunicaciones del CICESE desde 1988.



Etiquetas: Alimentación,Espacial,Comida,SpaceFood

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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