¿Quieres cocinar macarrones en el espacio? Necesitarás una olla con una forma extraña
Los astronautas aún sobreviven con alimentos liofilizados. ¿Podría una mejor alimentación, con la ayuda de aparatos de cocina diseñados para usarse en microgravedad, ayudarlos a prosperar?
En la Tierra, las burbujas calientes suben y la gravedad mantiene el agua en el fondo de una olla. En el espacio no existe ese lujo.
Jennifer A. Smith/Imágenes Getty
La científica de alimentos Larissa Zhou se estaba iniciando en la escalada en roca y el excursionismo con mochila cerca de Seattle cuando se dio cuenta de que su trabajo diario y sus aficiones estaban convergiendo. Las comidas deshidratadas que preparaba en el campo le resultaban cada vez más insípidas y carecían de una textura apetitosa; empezó a sentir pena por los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) que se alimentan de alimentos similares durante meses. “No quiero que la gente coma alimentos liofilizados en el espacio para siempre”, dice Zhou, que recientemente recibió un doctorado en ingeniería mecánica y ciencia de los materiales de la Universidad de Harvard. “Lo que quiero es que la gente cocine”.
Zhou ha pasado los últimos cuatro años trabajando en una máquina para hervir alimentos en microgravedad. La llamó H0TP0T, evocando la costumbre tradicional china de comer de una olla de ebullición comunitaria (los ceros en el nombre hacen referencia a su hogar previsto en microgravedad). El dispositivo de aluminio y vidrio que diseñó pertenece a una ola reciente de tecnologías experimentales que apuntan a mejorar la experiencia de comer para los viajeros espaciales. En 2019, los astronautas galletas horneadas En la ISS se utiliza un pequeño horno. Los investigadores también han desarrollado estaciones para saltear y freidoras, entre otros aparatos de cocina, adaptados a la microgravedad. Pero estos dispositivos aún no han llegado a la órbita a largo plazo.
Como la seguridad básica de los astronautas y el éxito de la misión son siempre las principales prioridades, algunos investigadores descartan las comodidades culinarias en el espacio por considerarlas superficiales. Pero Zhou y un grupo de otros científicos especializados en alimentación insisten en que su trabajo es esencial para la salud física y mental de los astronautas, especialmente en misiones más largas. Ariel Ekblaw, fundador de la Iniciativa de Exploración Espacial del MIT y director ejecutivo del Instituto Aurelia, que investiga los futuros hábitats espaciales, dice que es hora de “pensar en una vida en el espacio que se trate tanto de prosperar en el espacio como de sobrevivir”. Para demostrar esta visión de una vida espacial más cómoda, el Instituto Aurelia está construyendo un hábitat espacial simulado llamado Pabellón TESSERAEque se inaugurará a principios de agosto en Boston y que luego se exhibirá en Seattle. Al planificar el proyecto, Ekblaw y un colega entrevistaron a casi dos docenas de astronautas, quienes a menudo mencionaron mejores opciones de cocina y alimentos más sabrosos como formas importantes de mejorar su bienestar. Como reflejo de eso, un H0TP0T (suspendido boca abajo para indicar que los astronautas pueden usar el dispositivo en cualquier orientación) colgará en la cocina del hábitat experimental.
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Zhou decidió trabajar en una olla de agua en microgravedad porque los cereales (una fuente excelente y estable de proteínas y carbohidratos) normalmente requieren hervirse. Pero hervir alimentos en el espacio es un desafío particularmente espinoso. En la Tierra, la gravedad mantiene el agua en el fondo de una olla. Sin embargo, en microgravedad, mantener el agua contenida dentro de la olla para que no se vaya flotando es un gran problema. Pero las moléculas de agua también se atraen entre sí y hacia cualquier superficie que toquen; cuando el agua no tiene peso, la acción capilar y la tensión superficial pueden tener una influencia mucho mayor en mantener el agua en un área dentro de la olla.
La forma de cuña de H0TP0T aprovecha estas fuerzas para atrapar agua en la esquina más estrecha de la caldera. El diseño nació de una conversación que Zhou tuvo con un amigo que trabaja en propulsión de satélites y se enfrentó a un problema similar: cómo mantener el combustible contenido en el espacio para que pueda llegar previsiblemente a un motor y encenderse. La “olla” en forma de cuña resultante, que parece una rebanada alta de pastel inclinada sobre su punta, consiste en una lámina de aleación de aluminio doblada en un ángulo de 45 grados. Un panel de vidrio Pyrex con forma de rebanada de pizza cubre cada extremo.
El prototipo del dispositivo H0TP0T, un pequeño objeto triangular, se encuentra dentro de una caja transparente.
Otro problema se refiere a la ciencia de la ebullición en sí. En la Tierra, la convección impulsada por la flotabilidad, en la que el agua más fría y densa cae debajo del líquido más caliente, depende de la gravedad para distribuir el calor de manera uniforme y eliminar las burbujas de la superficie. En el espacio, eso no sucede. En cambio, el agua hirviendo forma burbujas más grandes que flotan en el mismo lugar; esto podría dar lugar a que los alimentos se cocinen mal. Por lo tanto, nunca se ha cocinado comida hirviéndola en el espacio. Sin embargo, en el H0TP0T, los elementos calefactores están atornillados al exterior de la carcasa de aluminio para calentar una gran superficie de la olla, lo que reduce la necesidad de convección impulsada por la gravedad para calentar el agua de manera uniforme. La tapa metálica del recipiente también tiene una válvula de presión para liberar vapor.
A finales de mayo de 2022, un prototipo en miniatura de H0TP0T lleno de agua (y tres trozos de pasta rigatoni cruda) fue atornillado al suelo de un Boeing 727-200 modificado, un avión operado por Zero Gravity Corporation que simula la ingravidez realizando repetidas caídas bruscas. Mientras Zhou observaba el contenedor calentado durante 20 de estas caídas libres parabólicas, algo de agua se coló en los rincones más alejados de la cuña, pero la mayor parte se quedó en su sección más estrecha. La forma de cuña también permitió la separación del agua líquida y las burbujas de vapor gaseoso para que los fideos pudieran cocinarse de manera uniforme. Al final del vuelo de 45 minutos, la pasta ya estaba mucho más allá del punto al dente. Un año después, Zhou y los utensilios de cocina realizaron otro de estos vuelos. Esta vez, puso a prueba la experiencia que podrían tener los futuros astronautas al utilizar H0TP0T, “desatornillando un montón de cosas” para extraer la pasta y, finalmente, comiendo un trozo de rigatoni que había sido cocinado en la máquina, aunque el bocado se mostró poco cooperativo al principio. “Fue como un juego del gato y el ratón entre mi boca y el trozo de pasta”, dice Zhou.
Ralph Fritsche, exdirector de proyectos de producción de cultivos espaciales de la NASA y actual contratista de la agencia espacial, afirma que es importante tener en cuenta cómo funcionarían las tecnologías independientes como H0TP0T en el conjunto del sistema alimentario, desde el cultivo hasta la cosecha y el procesamiento de los ingredientes, todo ello en el espacio. Hasta ahora, la NASA ha experimentado con el cultivo de plantas en el espacio, pero no con su procesamiento o cocción. “Todo lo que vamos a hacer a corto plazo va a ser recoger y comer cosas; no vamos a tener el hardware para procesarlas y prepararlas”, afirma Fritsche. También señala que el equipo para probar nuevas tecnologías tiene que competir por el limitado espacio de carga útil en la ISS, por lo que las máquinas pueden estar en fase de desarrollo durante años o incluso décadas.
Pero Zhou quiere seguir desarrollando el sistema H0TP0T. Su objetivo es adaptarlo a un sistema de cocción al vacío, en el que se sumergen bolsas de agua y cereales en porciones en agua caliente para cocinarlos. De esta forma, la olla se mantiene más limpia y el agua hirviendo se puede reutilizar. Zhou también está buscando formas en las que su tecnología podría ser útil en la Tierra. Dice que una vez pensó que una combinación de H0TP0T y cocción al vacío podría proporcionar a las personas una forma de cocinar alimentos durante los desastres, pero insiste en tener cuidado de no forzar una aplicación humanitaria que no sea realmente beneficiosa. “El sueño sería desarrollar una tecnología para el espacio en paralelo con su desarrollo para aplicaciones terrestres”, dice Zhou.