Forskningen fortsätter på ett eventuellt 140 miljoner mil långt uppdrag till Mars, utveckla de senaste transporterna samt livsmiljöer som är nödvändiga för den röda planeten.

Men att ge sig ut på ett sådant uppdrag och leva säkert både under och efteråt är olika idéer. Det senare är forskningsfokus för Alina Alexeenko.

"Vi vet hur man tar sig till rymden, men det är inte samma sak som att veta hur man överlever där, sa Alexeenko, en Purdue-professor i flyg- och astronautik. "Om vi ​​ska göra en koloni på Mars, vi kommer inte att skicka piller eller en läkemedelsfabrik. Det kommer inte att finnas ett CVS på Mars."

För att se till att astronauter har näring och medicin för att överleva en sådan årslång satsning i rymden, Alexeenko har tagit på sig flera forskningsprojekt som involverar lyofilisering, även kallad frystorkning.

Lyofilisering använder en steril, vakuummiljö för att avlägsna vatten från produkter som mat och medicin efter att de har frysts. Processen omvandlar den frusna fukten i föremålen till en ånga, eliminera vätskefasen.

Resultaten ökar läkemedlets stabilitet och hållbarhet och förbättrar förmågan att lagra och transportera mat samtidigt som dess näringsvärde behålls. Lyofilisering används i nästan hälften av de biofarmaceutiska läkemedel som skapas.

"Om vi ​​ska göra en koloni på Mars, vi kommer inte att skicka färdiga piller eller en läkemedelsfabrik, "Sa Alexeenko. "Vi måste återuppfinna hur mediciner kommer att lagras och bäras och frystorkning kommer att vara involverad eftersom vi kommer att behöva bevara mediciner på lång sikt."

Alexeenko är grundande meddirektör för Advanced Lyophilization Technology Hub, eller LyoHub, baserad i Birck Nanotechnology Center i Purdue's Discovery Park. Hon får sällskap av Elizabeth Topp, meddirektör och professor i industriell och fysisk farmaci.

Mat och medicin är inte de enda föremålen som kan frystorkas. Alexeenko sa att ett biologiskt vattenbehandlingssystem för rymdstationer och rymdkolonier fokuserar på att hålla bakterier vid liv i ett frystorkat tillstånd. Bakterierna kan sedan användas för att behandla vattnet.

"Jag tror att det är den minst kända av de viktigaste teknikerna som uppfanns på 1900-talet, " sa hon. "Om du tittar på effekten, det är ganska betydande. Det finns så många aspekter av det bortom rymden, såsom tillverkning och teknik."

Så okänd, faktiskt, att Alexeenko själv säger att det var av en slump som hon började sitt arbete med frystorkning. Som biträdande professor på andra året 2007, Alexeenko fick ett e-postmeddelande från en ingenjör från Nederländerna och frågade om ett ovanligt tillstånd av gaser som han sade stött på vid lyofilisering. Hon frågade en kollega bredvid om han någonsin hört talas om sådan teknik och han pekade henne mot en vän i College of Pharmacy.

Läkemedel är en stor mottagare av fördelarna med frystorkning. Det användes först för att stabilisera blodplasma för att behandla barninfektioner innan vacciner fanns tillgängliga och tillät senare användning av blodbanker under andra världskriget och kort därefter massproduktion av penicillin. Det är nu en del av processen för många nya läkemedel mot cancer och reumatoid artrit och många vacciner.

Lyofiliseringsforskning fokuserar mer på själva processen jämfört med hur den kan användas. Nya kontrollmetoder och sensorer förbättrar en mindre än effektiv process som Alexeenko jämfört med att göra kakor i en ugn, en batch i taget.

"Du har receptet, men du vet inte nödvändigtvis vad som händer förrän det är klart och du drar ut dem, "Men sensorer kan ge information i realtid och kontroller kan hålla processen inom ett intervall som är säkert för den molekyl som påverkas."

Purdues LyoHub består av ett konsortium av mer än 20 industriledare inom livsmedelsmedicin och andra områden. Alexeenko sa att ett av projekten har utvecklat en numerisk simulering för att förstå sannolikheten för lyofilisering, möjliggör ett datortest snarare än en kostsam experimentell körning.

Industri-universitetspartnerskapet har också tagit fram en första teknisk vägkarta inom lyofilisering och arbetar på den första uppsättningen vetenskapsbaserade standarder för tekniken.

"Eftersom det görs i ett vakuum, det tar mycket energi och kan vara svårt, " Alexeenko sa. "Det är en mycket komplex tillverkningsprocess med mycket fysik som är mycket intrikat.

"Det finns mycket utrymme för förbättringar, " sa hon. "Det är en teknik med ganska låg effektivitet. Jag vill se, i min professionella karriär, processen blev mycket snabbare och kontinuerlig."