Se svým týmem se podílíte na projektu americké vesmírné agentury NASA. Mohl byste jej přiblížit?
NASA je americká vládní organizace financovaná americkou vládou. Je nutno na začátku říci, že výzkum vesmíru a získávání co nejvíce poznatků, je celoplanetární zájem celé civilizace, abychom rozšířili naše vědomí.
NASA má v tuto chvíli spoustu průzkumných projektů, jako je vysílání různých sond nebo odebírání vzorků například z povrchu Marsu bez použití posádky. Jsou to autonomní systémy pracující ve smyčce a za nějaký čas přinesou určitý výsledek.
Druhá část jsou mise, kterým již v 50. letech (minulého století, pozn. red.) položil základy Wernher von Braun, jehož celoživotním odkazem je tzv. Mars Project. Prvním úspěchem bylo přistání na Měsíci za pomoci rakety Saturn V. Vždycky ale posádka přiletěla a zase odletěla zpátky, nikdy nevznikla základna.
Měsíc není vhodný na to ho „teraformovat“, aby mohl mít do budoucna obyvatelnou atmosféru, takže spíše má hrát roli mezistanice. To, co bylo už před desítkami let v plánech von Brauna, se dnes konečně realizuje.
Na jaké konkrétní misi český tým participuje?
Jde o projekt v rámci mise Artemis, která má za cíl letět v roce 2025. Je to první mise s úkolem založit na Měsíci základnu, podobnou třeba té, co máme na Antarktidě. Materiál, který tam poletí, včetně raket, už se nebude vracet zpátky. Artemis je tříletá mise pro čtyřčlennou posádku a v jejím rámci NASA vypsala na počátku roku 2021 pro veřejný sektor tzv. Centennial Challenges, v překladu jsou to „Výzvy století“.
Definovala v různých sektorech, co je třeba technologicky dořešit, a rozhodla se oslovit celý svět, aby na konkrétní problémy získali řešení. Hned, jak NASA vypsala podmínky, začal jsem se projektu věnovat a říkal jsem si, že v něm můžeme zúročit naše znalosti a zkušenosti v oblasti stravování.
Jak znělo zadání projektu?
Potřebovali jsme „nacpat“ do dvou metrů krychlových technologii, která po dobu celé mise vydá 13 140 000 kilokalorií – to je jídlo pro čtyři lidi na tři roky podle daných tří tisíc kalorií na den pro jednoho. Jídlo musí být vydáváno v naprosto přesný čas, v přesném složení a požadavcích, které jsou na toto kladené.
Museli jsme v konceptu vymyslet jak samotnou technologii, tak i jídlo – v jakých velikostech, v jakém složení… Šlo o velmi komplexní celek a je to asi nejtěžší projekt, na kterém jsme kdy v našem týmu dělali.
Bude nutné, aby přístroj astronauti pravidelně plnili, nebo bude plně automatický?
Stroj bude automatický. Má obsahovat suroviny v prášku, olej a vodu. Je to vymyšlené tak, že každé jídlo je vlastně surovina. V tuto chvíli není technicky možné, abychom jídlo skládali z úplné dekompozice, jako je například cukr, sůl, aminokyseliny atd.
Ale uvedu příklad našeho ManaBurgeru, tedy ekvivalentu mletého masa, které je vytvořeno ze směsi. Budeme potřebovat vytvořit čtyři masa, každé o hmotnosti 130 gramů a musí být vyrobeny ve stejný čas.
Čtyři hlavice si tedy budou brát z jednoho zásobníku práškové suroviny a z druhého zásobníku oleje. Každé jídlo se skládá z prášku, oleje a dále se přidává voda, ve velmi komplexním procesu. U jídla je klíčová textura a právě objem vody, v tomto případě to bude 60 procent.
Proces pak probíhá v jednotlivých sekvencích jako při vaření. Tam také člověk nehodí vše do jednoho hrnce a neodejde. Potřebujete tedy postup: Co se udělá nejdřív, co bude druhý krok, kdy se to zahřeje atd. A my v každé fázi přidáváme to, čím potřebujeme produkt obohatit.
Laik by si tedy přístroj mohl představit jako automat na jídlo?
Ano, pojmenovali jsme jej „Bistromathic“. Nicméně technologie, která jídlo vydává, má kouzelnou vlastnost – dokáže mu dát texturu a obohatit jej o vodu, umí jej zahřát, smíchat, vytvořit různé techniky, které člověk při vaření používá – šlehání, řezání, mixování, každá věc má svou funkci, své místo a čas v programu. V tom je to jiné, než aby to jen vydalo ohřáté jídlo, jak bylo řešeno stravování ve vesmíru doposud na současných misích a na vesmírné stanici ISS.
Jak vypadá jídlo na vesmírných misích do této chvíle?
Primárním zdrojem, přibližně 80 procent příjmu astronautů, je baleno do aluminiového sáčku, který má v sobě daný typ jídla, například 500 gramů. Ohřívá se v indukčním toasteru. Představte si to jako kufr, který se zavře a indukčně se jídlo ohřeje na 60 °C. Astronaut odtrhne sáček, vezme si vidličku a může jíst. A pak 15-20 % příjmu tvoří individuální jídlo, což jsou většinou „odtrhávací“ konzervy.
Takže astronauti si s sebou vezou hotové jídlo a jen ho zahřejí a snědí?
Ano, ale toto řešení je velmi objemné, My jsme přišli s návrhem, který je o krok dál – dokáže z tzv. dekomponované suroviny udělat komponovanou. Tím se tedy výrazně ušetří místo, proto bude moci být toto řešení využito i při dlouhodobých misích.
Kolik tun čtyřčlenná posádka poveze, aby se dokázala stravovat tři roky?
Asi 13–14 tun, což je relativně málo.
Finální jídlo bude vizuálně a chuťově stejné, nebo velmi podobné tomu klasickému? Žádné „amarouny“?
Amarouny? (smích). Přístroj vytvoří třeba nutričně kompletní shake, bramborovou kaši, míchaná vajíčka, masové kuličky, burger… Naše „mašina“ dokáže texturovat a obohacovat vodou, vytvářet veškeré procesy, které jsou ekvivalentem k vaření, ale i formovat a tvarovat. Takže maso vypadá jako maso, když má být výsledkem dezert, bude mít například tvar pyramidy a podobně.
Jak vytváříte technologie, které vedou k hotovému výrobku s pevnou strukturou a texturou?
My tyto technologie známe díky tomu, že jsme vyrobili a přivedli na trh ManaBurger. Už tedy víme, jak to vypadá, jaké to má parametry, jak se to chová. Potřebujeme ale vše miniaturizovat do malé kompaktní hlavice. Různé technologie jsme rozebrali a složili z toho takového Frankensteina. Bude to velmi precizní, malé – jako švýcarské hodinky.
Projekt již máte připravený a čeká vás stavění prototypu, který bude demonstrovat, že technologie je schopna zajistit výsledek. Co bude nejtěžší?
Nejtěžší jsou textury a obohacení – masa, míchaná vajíčka, dezerty… Nebo třeba pečení, to je kategorie sama o sobě. I tady vycházíme ze současných technologií, jako jsou domácí pekárny. Stroj musí udělat těsto, obohatit ho vodou, bude kynout, pak se zapeče… Je třeba počítat s tím, že některá jídla se budou muset chystat i s hodinovým předstihem.
Co bude další výzvou?
Největší „challenge“ budou čistící procesy. Budeme řešit, jak přístroj čistit, což zároveň definuje, jak moc ztrátový systém je. Když po každém jídle bude potřeba litr vody a společně s ním z toho ještě vyteče deset procent surovin, které nějakým způsobem nedojely, všechno se sečte.
A pro NASA je zásadní v hodnocení projektu naprosto precizně spočítaný rozdíl mezi vstupem a výstupem, tedy jak moc je systém ztrátový. To platí i v jiných oblastech, jako je například energie, vypařování… To určuje efektivitu celého systému.
Kolik jídel dokáže váš přístroj vytvořit?
To je samozřejmě součástí vývoje, který je teď na úplném začátku. Jedná se o tzv. nenewtonské směsi, což jsou směsi, které nemají svoje chemické složení natolik jednoduché, aby se to dalo nasimulovat v nějakém softwaru jako chemická reakce.
Nelze to odzkoušet jinak, než že jej fyzicky provedeme v rámci prototypingu, který nás čeká. Budeme potřebovat mnoho opakování a pokusů a omylů. Nicméně myšlenka je taková, že minimálně snídaně, oběd a večeře by měly být rozdílné.
Vidíte v takovém přístroji potenciál i pro běžné užívání na Zemi?
Jsem zvědavý na hodnocení projektu z NASA, které se k nám má dostat, a jednou z hodnocených kategorií je takzvaný „terestial benefits“, to znamená: Jaký může mít projekt potenciál pro to ovlivnit inovaci tady na zemi. Má to mnoho rovin, jak například ve velkovýrobě, centralizaci, návrh technologie tak, aby vyrobila konkrétní produkt…
Představte si, že navrhnete stroj, který bude vyrábět auto. Jen je „nakrmený“ zdrojovými vstupy, materiálem, který tím strojem projede a vyjede hotové auto. Takhle ta technologie v obecné rovině funguje. Ale jestli to může mít vliv na planetu Zemi a přístroj někdy bude součástí kuchyní, nad tím jsem nepřemýšlel, určitě to v tuto chvíli není náš business plán.
Chtěl byste se vy sám někdy podívat do vesmíru?
Až to bude na úrovni turistického cestování, tak asi ano, ale do té chvíle nebudu podstupovat risk, cítím, že jsem užitečnější tady.
