ईएसए ने चंद्रमा और मंगल मिशन के लिए पतली हवा से अंतरिक्ष यात्री भोजन बनाने की योजना कैसे बनाई है |

चंद्रमा या मंगल ग्रह पर लंबी अवधि के अंतरिक्ष मिशन मानवता की सबसे बड़ी वैज्ञानिक और तार्किक चुनौतियों में से एक पेश करते हैं: यह कैसे सुनिश्चित किया जाए कि अंतरिक्ष यात्रियों को पृथ्वी से पुनः आपूर्ति मिशन पर भरोसा किए बिना स्थायी और पौष्टिक भोजन की आपूर्ति प्राप्त हो। पारंपरिक भंडारण-आधारित समाधान वर्षों तक चलने वाली यात्राओं के लिए व्यवहार्य नहीं हैं, जबकि माइक्रोग्रैविटी में भोजन की खेती अभी भी बड़े पैमाने पर कुशल साबित नहीं हुई है। इसे संबोधित करते हुए, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) ने एक महत्वाकांक्षी पायलट पहल शुरू की है जिसे HOBI-WAN के नाम से जाना जाता है, जो पोषण के स्रोत के रूप में भारहीनता में हाइड्रोजन ऑक्सीडाइजिंग बैक्टीरिया का संक्षिप्त रूप है। यह परियोजना यह निर्धारित करने का प्रयास करती है कि क्या अंतरिक्ष स्थितियों में गैसों से प्रोटीन उत्पन्न किया जा सकता है, जो संभावित रूप से भविष्य की खोज के लिए जीवन-समर्थन प्रणालियों को बदल सकता है।

ईएसए का होबी-वान: अंतरिक्ष अभियानों के लिए पतली हवा को प्रोटीन में बदलना

HOBI-WAN परियोजना मानव अंतरिक्ष उड़ान की आत्मनिर्भरता को आगे बढ़ाने में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करती है। इसे ईएसए के टेराए नोवा एक्सप्लोरेशन प्रोग्राम के तहत कार्यान्वित किया जा रहा है, जो कम पृथ्वी की कक्षा से परे टिकाऊ अन्वेषण मिशनों के लिए यूरोप को तैयार करने पर केंद्रित है। यह पहल अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) पेलोड में गहरी विशेषज्ञता के साथ एक लंबे समय से ईएसए भागीदार ओएचबी सिस्टम एजी और फिनिश जैव प्रौद्योगिकी कंपनी सोलर फूड्स, जिसने गैस-आधारित किण्वन प्रणालियों का बीड़ा उठाया है, के बीच एक सहयोग है।परियोजना के मूल में सोलर फूड्स की सोलेन तकनीक है, एक ऐसी प्रक्रिया जो प्रोटीन युक्त पाउडर बनाने में सक्षम विशिष्ट बैक्टीरिया को खिलाने के लिए हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करती है। सोलेन के नाम से जाना जाने वाला पाउडर, सूरज की रोशनी या कृषि भूमि से पूरी तरह से स्वतंत्र है, जो पारंपरिक खाद्य उत्पादन के लिए एक मौलिक टिकाऊ विकल्प प्रदान करता है। HOBI-WAN प्रयोग का उद्देश्य माइक्रोग्रैविटी में इस प्रक्रिया को मान्य करना और यह निर्धारित करना है कि अंतरिक्ष उड़ान स्थितियों के तहत जीवाणु किण्वन चक्र स्थिर रह सकता है या नहीं। ईएसए के अनुसार, जहाज पर गैसों का उपयोग करके भोजन का उत्पादन करने की क्षमता अंतरिक्ष यात्रियों को महत्वपूर्ण संसाधनों को रीसायकल करने और पृथ्वी-आधारित आपूर्ति श्रृंखलाओं पर निर्भरता कम करने की अनुमति दे सकती है।

पृथ्वी आधारित विज्ञान अंतरिक्ष में जीवन की तैयारी कैसे कर रहा है?

HOBI-WAN परियोजना की वैज्ञानिक नींव माइक्रोबियल जैव प्रौद्योगिकी पर आधारित है, जहां बैक्टीरिया के कुछ प्रकार हाइड्रोजन ऑक्सीकरण से प्राप्त रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके प्रोटीन को संश्लेषित कर सकते हैं। ये रोगाणु बायोरिएक्टर में रखे जाते हैं जो नियंत्रित पर्यावरणीय परिस्थितियों का अनुकरण करते हैं। पृथ्वी पर, सोलर फूड्स ने कार्बोहाइड्रेट, वसा और खनिजों के साथ लगभग 65-70 प्रतिशत प्रोटीन सामग्री से बना एक एकल-कोशिका प्रोटीन पाउडर सोलिन बनाने के लिए इस प्रक्रिया का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया है।अंतरिक्ष में, इस तकनीक का अनुकूलन तकनीकी चुनौतियों की एक श्रृंखला प्रस्तुत करता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को तरल पदार्थ के रिसाव के बिना बायोरिएक्टर में सटीक रूप से इंजेक्ट किया जाना चाहिए, क्योंकि छोटी-मोटी त्रुटियां भी गैसों के प्रतिक्रियाशील गुणों के कारण सुरक्षा खतरों का कारण बन सकती हैं। इसके अतिरिक्त, अंतरिक्ष यात्री के कचरे से प्राप्त यूरिया नाइट्रोजन स्रोत के रूप में अमोनिया की जगह ले सकता है, जिससे इस प्रक्रिया को अंतरिक्ष यान पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर महत्वपूर्ण चयापचय लूप को बंद करने की अनुमति मिलती है। प्रयोग के आवास, एक मानक आईएसएस मिडडेक लॉकर में वास्तविक समय की निगरानी को सक्षम करने के लिए ऊष्मायन प्रणाली, सेंसर, नियंत्रण इकाइयां और नमूना तंत्र शामिल होंगे। आईएसएस पर सवार अंतरिक्ष यात्री भारहीन परिस्थितियों में प्रोटीन की उपज, शुद्धता और माइक्रोबियल स्थिरता निर्धारित करने के लिए बाद के विश्लेषण के लिए नमूने निकालेंगे और संरक्षित करेंगे।

हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड कैसे भोजन बन सकते हैं?

नेचर फ़ूड में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में हाइड्रोजन-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को खाद्य बायोमास में परिवर्तित करने के लिए गैस किण्वन प्रणालियों की दक्षता को रेखांकित किया गया है। जैव रूपांतरण के इस रूप को ज्ञात सबसे अधिक संसाधन-कुशल प्रोटीन उत्पादन विधियों में से एक के रूप में पहचाना गया है, जिसमें सोया-आधारित खेती की तुलना में 100 गुना कम भूमि और पानी की आवश्यकता होती है। अंतरिक्ष उड़ान के संदर्भ में, जहां प्रत्येक किलोग्राम कार्गो महत्वपूर्ण है, HOBI-WAN की “क्लोज्ड-लूप बायोमैन्युफैक्चरिंग” की अवधारणा अलौकिक पोषण प्रणालियों की आधारशिला बन सकती है।माइक्रोबियल प्रक्रिया ज़ैंथोबैक्टर प्रजातियों की संस्कृति को हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ खिलाकर कार्य करती है। बैक्टीरिया मानव पोषण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड और अन्य बायोमोलेक्यूल्स को संश्लेषित करने के लिए इन इनपुटों को चयापचय करते हैं। अंतिम उत्पाद, एक महीन पीला पाउडर, जिसे फिर विभिन्न खाद्य रूपों में संसाधित किया जा सकता है या पुनर्गठित भोजन के लिए एक घटक के रूप में काम किया जा सकता है। अपनी पोषण क्षमता से परे, यह दृष्टिकोण परिपत्र संसाधन उपयोग का उदाहरण देता है, क्योंकि अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा छोड़े गए अपशिष्ट कार्बन डाइऑक्साइड को पुनः प्राप्त किया जा सकता है और भोजन का उत्पादन करने के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिससे लगभग आत्मनिर्भर जीवन-समर्थन पारिस्थितिकी तंत्र का निर्माण होता है।

अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी को पृथ्वी पर स्थिरता से जोड़ना

जबकि HOBI-WAN का तात्कालिक लक्ष्य अंतरिक्ष अन्वेषण में निहित है, इसका व्यापक प्रभाव वैश्विक खाद्य सुरक्षा तक फैला हुआ है। ओएचबी परियोजना प्रबंधक जुर्गन केम्फ ने इस बात पर जोर दिया है कि इस प्रयोग से प्राप्त अंतर्दृष्टि पृथ्वी पर संसाधन की कमी की चुनौतियों का समाधान करने में मदद कर सकती है, खासकर उन क्षेत्रों में जहां कृषि योग्य भूमि और ताजा पानी सीमित है। उसी माइक्रोबियल प्रोटीन उत्पादन तकनीकों को औद्योगिक स्तर तक बढ़ाया जा सकता है, जिससे पारंपरिक कृषि पर निर्भरता कम हो सकती है और पशुधन खेती से जुड़े ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में काफी कमी आ सकती है।ईएसए के मुख्य अन्वेषण वैज्ञानिक, एंजेलिक वान ओमबर्गेन ने इस परियोजना को मानव अंतरिक्ष उड़ान में स्वायत्तता और लचीलापन सुनिश्चित करने के लिए “प्रमुख क्षमता” के रूप में वर्णित किया है। मंगल ग्रह पर भविष्य के मिशनों के लिए, जहां पुन: आपूर्ति अंतराल वर्षों तक बढ़ सकता है, मांग पर भोजन उत्पन्न करने की क्षमता मिशन डिजाइन में एक परिवर्तनकारी बदलाव को चिह्नित करेगी। आठ महीने तक चलने वाले HOBI-WAN का पहला चरण, पृथ्वी पर सोलेन उत्पादन मॉडल को परिष्कृत करने पर केंद्रित है, जबकि दूसरा ISS के लिए उड़ान-तैयार उपकरण तैयार और परीक्षण करेगा। एक बार चालू होने पर, बायोरिएक्टर बड़ी प्रणालियों के लिए एक प्रोटोटाइप के रूप में काम करेगा जो एक दिन चंद्र आवास या अंतरग्रहीय अंतरिक्ष यान को बनाए रख सकता है।HOBI-WAN परियोजना न केवल जैव प्रौद्योगिकी और इंजीनियरिंग की सीमाओं का पता लगाती है बल्कि टिकाऊ अन्वेषण के उभरते दर्शन का भी प्रतीक है। यह प्रदर्शित करके कि बुनियादी गैसों से आवश्यक पोषक तत्व उत्पन्न किए जा सकते हैं, ईएसए की अनुसंधान टीमें पृथ्वी के जीवमंडल से स्वतंत्र रूप से रहने का क्या मतलब है, इसे फिर से परिभाषित कर रही हैं। परियोजना की सफलता भविष्य के नवाचारों के लिए एक मिसाल कायम कर सकती है, जहां समान सिद्धांत अंतरिक्ष यात्रियों और स्थलीय आबादी दोनों को सीमित संसाधनों के तहत पनपने में सक्षम बनाते हैं।यह भी पढ़ें | ‘स्पाइडर-मैन छिपकली’ से मिलें: म्वांज़ा फ्लैट-हेडेड रॉक अगामा के सुपरहीरो रंगों के पीछे का विज्ञान