Моделирование компонентов биорегенеративной системы жизнеобеспечения космического назначения

В среде Excel с использованием решателя COIN-OR-CBC в составе общедоступной надстройки OpenSolver разработана линейная модель для составления и оптимизации пищевого звена биорегенеративной системы жизнеобеспечения (БСЖО), предназначенной для использования в космосе. Независимыми переменными в модели являются массы источников пищи, используемые в блюдах. Целевыми функциями моделирования являлись минимизация общей массы суточного рациона и максимизация его антиок- сидантного потенциала. Суточное потребление нутриентов в составе меню было ограничено стандартами НАСА. Верхние и нижние ограничения накладывали также на независимые переменные и массу блюд. Содер- жание нутриентов в источниках пищи находили в открытых базах данных. В схему меню включены первое блюдо, второе блюдо, закуски, десерты, напитки, хлеб и вода. Представлен пример конкретного расчёта суточного меню, состоящего из 12 блюд: уха из тиляпии, цыплёнок с рисом, жаркое, колбаски, тофу, нут, козинак, хлеб, молоко козье, молоко соевое, коктейль и вода. Эти блюда были скомпонованы из 24 ингредиен- тов: поваренной соли, воды, зёрен пшеницы, риса, лебеды, проса, батата, картофеля, моркови, масла сафлоро- вого, бобов соевых, нута, чечевицы, вигны, земляники, томатов, лука, чеснока, перца чили, перепелятины, сви- нины, тиляпии, молока козье и сахара. В качестве ингредиентов использовали съедобную биомассу растений и животных, являющихся кандидатами для включения в БСЖО. Калорийность суточного рациона принята равной 2800 ккал. Показано, что пищевые дисбалансы в расчётном суточном меню обусловлены недостатком расчётного суточного потребления пантотеновой кислоты, а также избытком железа, фосфора и насыщен- ных жиров. Избыточное потребление железа и фосфора, возможно, не является критическим для здоровья обитателей БСЖО. Минимальная масса суточного меню составила 2641 г, а его антиоксидантный потенциал может достигать 14 ммоль тролокс-эквивалента.