Trò chuyện với Arttu Luukanen: Solein® đứng đầu danh sách các giải pháp thay thế cho hệ thống thực phẩm không gian của NASA
Phỏng vấn với:
Arttu Luukanen, Phó chủ tịch cấp cao phụ trách Không gian và Quốc phòng tại Solar Foods
Tháng 8 năm nay, Solar Foods đã đạt được một cột mốc quan trọng khi giành chiến thắng ở hạng mục Quốc tế trong giai đoạn thứ ba và cũng là giai đoạn cuối cùng của Deep Space Food Challenge. Thử thách do NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia), CSA (Cơ quan Vũ trụ Canada) và Quỹ Methuselah tổ chức, được thiết kế để thúc đẩy sự đổi mới trong hệ thống thực phẩm cho các sứ mệnh không gian dài hạn. Thử thách này đã thúc đẩy Solar Foods thử nghiệm và tinh chỉnh sản phẩm tiên phong của mình—Solein—một loại protein vi khuẩn được sản xuất bằng điện, carbon dioxide, hydro và nước. Arttu Luukanen, Phó chủ tịch cấp cao phụ trách Không gian và Quốc phòng tại Solar Foods, chia sẻ hành trình, những thách thức và triển vọng tương lai cho mục tiêu duy trì sự sống ngoài Trái đất của nhân loại.
Tại sao Solar Foods tham gia Deep Space Food Challenge?
Thử thách Thực phẩm Không gian Sâu là một trong những Thử thách Trăm năm của NASA, trực tiếp thu hút công chúng để tạo ra các giải pháp mang tính cách mạng cho các vấn đề mà NASA quan tâm. Vấn đề này liên quan đến cách các sứ mệnh thám hiểm không gian trong tương lai có thể được trang bị các hệ thống sản xuất thực phẩm bền vững. Luukanen cho biết: "Hãy nghĩ về hành tinh này như một Phi thuyền Trái đất". "Giống như trong không gian, chúng ta cần đóng các vòng lặp tài nguyên trên hành tinh của mình, đảm bảo không có gì bị lãng phí. Thực phẩm không gian là ví dụ điển hình nhất về nền kinh tế tuần hoàn, nơi đầu vào duy nhất là năng lượng".
Khi các sứ mệnh không gian mở rộng ra xa Trái đất hơn, các phương pháp cung cấp thực phẩm truyền thống trở nên không khả thi. Chi phí để gửi chỉ một kg thực phẩm lên Quỹ đạo Trái đất Thấp đã lên tới hàng chục nghìn đô la. Việc gửi thực phẩm lên sao Hỏa không chỉ trở nên quá đắt đỏ mà thực phẩm, đặc biệt là protein, cũng sẽ bị hỏng trong sứ mệnh kéo dài nhiều năm tới hành tinh đỏ. Với sự hiện diện của con người trên Mặt trăng đang được lên kế hoạch thông qua chương trình Artemis của NASA và tham vọng đưa các phi hành gia lên sao Hỏa, việc sản xuất thực phẩm trong không gian không chỉ trở nên quan trọng mà còn là nhiệm vụ tối quan trọng. Solar Foods tham gia cuộc thi với tham vọng cung cấp giải pháp lâu dài cho những thách thức này, cung cấp Solein như một cách tạo ra thực phẩm bổ dưỡng trong không gian bằng cách sử dụng các nguồn tài nguyên có sẵn trên tàu vũ trụ hoặc căn cứ trên mặt trăng—bao gồm carbon dioxide và hydro, nguyên liệu thô chính cần thiết để sản xuất Solein.
Công thức chiến thắng của Solein: vòng nước
Thử thách Thực phẩm Không gian Sâu được cấu trúc thành nhiều giai đoạn, với hơn 300 đội tham gia vòng đầu tiên. Solar Foods phải phát triển khái niệm ban đầu về cách lò phản ứng sinh học của họ sẽ hoạt động trong không gian, nêu chi tiết các đầu vào và đầu ra của hệ thống. Solein, sản phẩm đầu tiên của Solar Foods, đóng vai trò trung tâm trong thành công của công ty trong cuộc thi. Được sản xuất bằng quy trình lên men sinh học sử dụng hydro và carbon dioxide, Solein không chỉ bền vững mà còn có hiệu quả cao. Solein bảo tồn một trong những nguồn tài nguyên có giá trị nhất trong không gian—nước.
Một trong những bước đột phá lớn đến khi nhóm nhận ra công nghệ của họ có thể đóng các vòng nước quan trọng trong không gian. “Trong môi trường sống trong không gian, oxy được tạo ra bằng cách phân tách các phân tử nước. Trong khi oxy được phi hành đoàn sử dụng, hydro thường được thải ra ngoài không gian, gây lãng phí nước có giá trị. Bằng cách đưa hydro này và CO2 do các phi hành gia thở ra trên tàu vũ trụ vào quy trình của chúng tôi, chúng tôi có thể thu hồi nước trong khi vẫn sản xuất Solein cùng một lúc", Luukanen giải thích. Giải pháp này giải quyết một trong những thách thức quan trọng nhất đối với các sứ mệnh không gian dài hạn: duy trì nguồn cung cấp qnước bền vững. Sáng kiến này hoàn toàn phù hợp với các mục tiêu dài hạn của NASA về tính bền vững trong các sứ mệnh không gian, đặc biệt là khi xem xét Khảo sát thập kỷ mới được công bố gần đây do Viện Hàn lâm Quốc gia công bố, trong đó ủng hộ các khoản đầu tư đáng kể vào việc phát triển các hệ thống hỗ trợ sự sống tái tạo sinh học.
Nền kinh tế nước của Habitat
Vượt qua các thách thức
Chiến thắng Thử thách thực phẩm không gian sâu không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Một rào cản lớn là việc xử lý hỗn hợp hydro và oxy dễ nổ trong lò phản ứng sinh học. "Chúng tôi đang làm việc với các lò phản ứng quy mô nhỏ, khoảng 40 đến 50 lít và chúng tôi cần đảm bảo rằng không có tình huống nào có thể xảy ra sai sót trong quá trình này. Mặc dù năng lượng liên quan không đủ để gây ra thiệt hại thảm khốc, nhưng an toàn vẫn là ưu tiên hàng đầu”, Luukanen lưu ý.
Ngoài ra, môi trường vi trọng lực trong không gian đặt ra những thách thức độc đáo. Trên Trái đất, khí và chất lỏng hoạt động theo cách có thể dự đoán được, nhưng trong không gian, chuyển động của chúng thay đổi mạnh mẽ, khiến thiết kế lò phản ứng sinh học phức tạp hơn nhiều. “Trong không gian, chúng ta không thể dựa vào cùng một thiết kế lò phản ứng mà chúng ta sử dụng trên Trái đất”, Luukanen giải thích. “Hệ thống của chúng tôi cần phải hoàn toàn tự động vì các phi hành gia sẽ không có thời gian để liên tục theo dõi và điều chỉnh thiết bị”.
Một thách thức khác là đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Trong khi trên Trái đất, kiểm soát chất lượng thường liên quan đến các quy trình trong phòng thí nghiệm như thử nghiệm đĩa Petri, trong không gian, tiên tiến hơn và tự động hơn hệ thống được yêu cầu để xác minh rằng sản phẩm vẫn an toàn và không bị ô nhiễm.
"Nếu chúng ta có thể giải phóng tài nguyên thông qua các phương pháp tuần hoàn trong sản xuất thực phẩm, chúng ta có thể có một hành tinh hoang dã hơn, khỏe mạnh hơn." – Arttu Luukanen
Tác động lớn hơn của hoạt động thám hiểm không gian đối với Trái đất
Chiến thắng của Deep Space Food Challenge nhấn mạnh khả năng của Solar Foods trong việc vượt qua các thách thức, đổi mới và đưa ra các giải pháp đáp ứng những nhu cầu khắc nghiệt nhất—nhu cầu duy trì sự sống trong không gian.
Luukanen tin rằng những bài học rút ra từ hoạt động thám hiểm không gian có thể áp dụng trực tiếp vào sự sống trên Trái đất. "Chiến thắng trong cuộc thi này có thể được coi là dấu ấn chấp thuận của NASA đối với khái niệm của chúng tôi. Khi chúng ta học cách quản lý các vòng tròn nhỏ hơn trên tàu vũ trụ hoặc trạm vũ trụ, chúng ta sẽ quản lý tốt hơn các vòng tròn lớn hơn ở đây trong hệ sinh thái của Trái đất", ông nói. "Nếu chúng ta có thể giải phóng tài nguyên thông qua các phương pháp tuần hoàn trong sản xuất thực phẩm, chúng ta có thể có một hành tinh hoang dã hơn, khỏe mạnh hơn."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
