作者:萨拉·菲格特(Sarah Fecht)

为家人或是一群饿死鬼朋友做一顿饭已经足够有挑战了吧。那么,想象一下在地球400千米以外的地方有3个人,他们数月都不能下馆子打牙祭,而你现在要给他们做饭。首先呢,菜谱必须营养均衡,保证在没有冰箱的情况下能长期保存;当然喽,卖相好口味佳也是必须的。因为,对于常驻国际空间站(ISS)的宇航员们来说,“吃”可是为数不多的享受之一。这就是科学家们现在面临的挑战——为宇航员们准备去火星的伙食!

空间站历来被看作是地球的后院,而现在人类要冒险进入更深的空间(即火星)。美国宇航局(NASA)准备在本世纪30到40年代送第一批居民上火星。与当下流行的说法相反的是,第一次的火星任务中不包括利用水培温室种植食物。所以吃饭的问题就落到了宇航局科学家们的头上,他们负责设计并制造出3年时间里来回所需的全部食物。为了探讨其中的秘密,我们约到了维奇·克罗里斯(Vickie Kloeris),在和她的对话中了解到不少有趣儿的故事,一起来看看吧~

Popular Science - February 2016

(维奇·克罗里斯,美国宇航局高级饮食科学家,负责 管理食品实验室和国际空间站的食品系统。)


【1、设计食物时遇到最大的挑战是什么?】

人们最开始探索去火星的时候,食物都是预先准备好的,也就是说当宇航员们到达火星的时候,食物已经早早的在那里候着啦。如果把地球到火星的最短时间算作7个月的话,当宇航员与食物会合时,食物都已经5到7岁了

其实,简单地讲,就是两点:多样性和营养性。

其一,多样性。我们必须保证有足够种类的食物可供宇航员挑选,原因很简单,菜单疲劳现象(menu fatigue),即当一个人总是吃某几种食物时,会产生厌烦饮食系统的情绪。结果就是,不是为了吃饭而吃饭,是为了活着才吃饭。任谁总吃一种东西也会厌烦,何况他们的工作环境又极为特殊。为了保证他们能完美完成任务,这点是必要的!目前,我们的菜谱包括200种食物和饮料,完全足够了。

其二,营养性。我们都知道食物中的营养成分会随着时间的流逝而减少,即便包装是采用的无菌处理,那也无法阻止它们内部的化学反应。譬如食物的颜色、质地、营养价值都可能发生改变。我们要检测出,5到7年后,其中的营养到底还剩下多少,原来有益的东西是否变得有害。为此,我们拿出一些食物来做贮存期的检测,看营养价值是怎样随着时间改变或者流失的。

【2、食物的营养流失问题怎么解决呢?】

Popular Science - February 2016

(机器正在包装食物)

增加营养含量,即在制作食物的过程中加入过量的营养,这样即使它会流失,也能保证达到预期的营养价值。

在这个方面,我们与军队的需求不谋而合,他们在长期行军时所需的口粮也必须经过类似的特殊处理,因此我们在很多研究领域都有合作。他们正在深入研究两项新兴技术:高压加工和微波灭菌。它们的优点在于,在加工过程中不会产生过多的热量而伤害食物,热量越少、时间越短,食物的营养流失就越少。还有就是,通过低温处理的食物会保持更好的色泽、质地、口味,这不正是我们所追求的吗?

 

【3、除此之外,还有什么特殊的问题要单独考虑吗?】

恩…...外太空射线,它可能会对食物造成的影响我们现在还无从得知,目前也没有找到较好的方法在地球上复制类似的环境来检测。

几年前我们做过一个实验。将食物和药品放到国际空间站,再取等量的二者置于地球保存,一段时间后取回比较,射线并没有对食物产生显著影响。不过,空间站在近地轨道,那里的射线环境与火星那种完全脱离大气层的环境是不能相提并论的。

宇航局正准备在月球附近建一个(全球卫星定位系统的)路径点。我们或许会趁此把食物送到那里呆一段时间,来检测外太空射线的影响。

 

【4、宇航员们可以在那里种植食物,自给自足吗?】

目前只能使用机器种植一些即食食物,而且生产量远不能满足他们的需求,不过这或许会给他们的心理带来极大的慰藉。

在第一次登陆计划中还没有这个任务,但如果我们真的实现了移民火星的想法,为了让人们能够真正在那里生活,就像在国际空间站居住一样,就必须要搞种植实现自给自足了。

 

【5、3D打印会应用到他们的食物制作当中吗?】

3d-Printed-pizza

(3D打印技术,即快速成形技术,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。)

空间站现在已经有3D打印机,但只是用来制造工具和零件,在食物方面的3D打印技术还远不如工具方面成熟

有刺激才有进步,3D打印技术之所以在工具零件方面应用的多,是因为它受到的支持大,人们已经证明他们据此制造出的飞机零件更加轻盈和坚固。相比之下,3D技术在食物方面应用所受到的经济支持却少的可怜,只能说是一时流行罢了,只有技术进步了,这方面的应用才能成熟起来。

 

 

 

【6、昆虫是另一种最近大受欢迎的食物,宇航员可以吃吗?】

 

Popular Science - February 2016

(吃昆虫是获取营养的一种直接简单的方式,但是人们的心理障碍恐怕难以克服。)

哈哈,那不会发生的。食物是宇航员的一种身体和精神安慰,因此,从心理学角度出发,它就显得格外重要。

我几乎参与过每一个航天任务,不过旅程都很短,所以对食物的要求并不高。但当我们要在宇宙飞船空间站(MIR),也就是现在的国际空间站做长时间的停留时,工作人员很快意识到食物必须得以改善。去火星对我们来说是一个三年的漫长旅程,所以食物必须精益求精。这就是为什么我个人认为,我们永远不会让他们吃藻类或昆虫。

 

 

【7、宇航员在火星上会吃得更多或需要更多特定的营养物质吗?】

迄今为止所有的研究都表明,人们的需求不会因为处于地球重力或者微重力条件而产生显著差异。我们在航天飞机上用双标水法(doubly labelled water)测量人体能量消耗,以稳定同位素标记的水作为示踪物,让宇航员摄取水,然后你可以追踪尿液。通过尿的多少,你可以算出一个人用了多少卡路里。

不过,现在航天飞机的航程都很短,所以,欧洲国家正在对国际空间站进行反复试验,看看是否需要改变在太空中停留的时间。去看他们的发现应该是件蛮有趣的事儿。

为了探索未知世界,真是难为了食物科学家和宇航员呢,如果邀请你作为第一批居民移民火星,你会愿意吗?

 

来源:《Popular science》

翻译:孔琳

编译:蒋鑫

编辑:魏倩

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