查看原文
其他

先别扯人类登陆火星的事,宇航员到火星3年吃什么?

2018-04-08 编译 陈轶翔 世界科学



美国宇航局(NASA)计划于2030年派遣一组宇航员执行一项为期3年的火星任务。但是如果他们无法解决好宇航员的饮食问题,那么这项任务可能永远都无法完成。


在太空中,玉米粉圆饼是一种备受宇航员欢迎的食物。宇航员们在匿名日志中详细地描述了他们在国际空间站时最真切的感受,他们反复提到了这种“薄面饼”。


一名宇航员在国际空间站上发现了一袋隐藏起来的玉米粉圆饼后写道:“我们拍下了这一幕——我们打开包装袋,吃着里面的玉米粉圆饼。它的味道真是棒极了,这也许是我吃过的最美味的玉米面饼。”


另一名宇航员则写道:“有人告诉我,每个食物包裹中都会有一些玉米粉圆饼,我们每个星期大概有两包,但我想一天就能吃两包。”


玉米粉圆饼的好处不仅仅是满足宇航员们的食欲味觉享受——一块实心圆面饼,里面有层层馅料,同时又不那么易碎,不会损坏敏感的设备——还因为在太空中,每一餐都很重要。NASA宇航员健康福利问题的研究员杰克·斯图斯特( Jack Stuster)说:“任何时候,当一个人的正常需求无法满足时,食物就会变得更加重要。”


撇开国际空间站缺少玉米粉圆饼不谈,满足宇航员的膳食要求并不太难。地球每年都会向国际空间站运送几次物资,这意味着宇航员可以要求额外的食品(牛肉干是最受欢迎的),不同国家的宇航员还经常交换不同种类的食物。但是,目前国际空间站的食物系统只适用于最多12个月的任务。如果要开展大约3年的火星任务,事情就没有这么简单了。


NASA约翰逊航天中心的食品技术专家格雷斯·道格拉斯(Grace Douglas)说:“这些空间任务的载货质量和体积都非常有限。”这意 47 31732 47 14940 0 0 998 0 0:00:31 0:00:14 0:00:17 2871味着火星任务不会有额外食品的空间。对于那些前往火星的宇航员来说,他们必须自始至终按照标准的食物菜单饮食。


道格拉斯最关心的是,如何把食品变质或宇航员食物中毒的风险最小化。如果一组宇航员中有一位临时生病,就可能对任务造成损害。而如果一种疾病在宇宙飞船狭窄的环境中传播开来,后果将不堪设想。


为了降低这一风险,像通心粉、奶酪或意大利式细面条这样的袋装食物都需要经过冷冻干燥,国际空间站上的宇航员食用前需要先添加热水。无法被冻干的食物,则需要经过热稳定处理,从而消灭任何可能存在的微生物。现在,热稳定处理的过程是,把包装好的食品放在无菌室里,用温度超过100摄氏度的蒸汽加热20分钟。


这可能还不足以准备好火星任务的食物需求。道格拉斯说:“一般来说,没有什么食物能有5年的保质期,而要开展火星任务,食物就必须要有5年的保质期。”还有一个问题是,在食物被吃掉的数年之前,就先对食物进行热稳定处理,不但会降低食物的营养价值,还会使食物的口感变差。为了在无菌、营养和口感之间找到平衡,道格拉斯正在试验新型的防潮、抗氧化包装,并对热稳定处理过程进行微调。


如何保持食物中的维生素高含量是另一个值得关注的问题。即使在冷冻食品中,维生素也会在氧化过程中慢慢减少,而在太空深处,如果没有多样化的饮食,宇航员很容易缺乏关键维生素。药片并不是一个好的解决方案,因为它们的效力也会降低,而且相较于吃饭,宇航员更容易忘记服用药片。道格拉斯说:“这是一项为期3年的火星任务,必须确保各种食物中都含有维生素。”


关于食物还有一个重要的方面:卡路里。在国际空间站的微重力作用下,宇航员的骨骼不再支撑他们的身体,他们在宇宙空间停留的过程中往往会出现骨流失和肌肉萎缩。为了解决这个问题,每个宇航员每天要花大约2小时锻炼——可供使用的器械有自行车功量计、隔振跑台、拉力器等,但这意味着他们必须吃高热量的食物才能维持这种高强度的锻炼。


对道格拉斯来说,这意味着需要设计一个包含多种多样美味而熟悉的食物的菜单,宇航员即使经常吃也不会感到厌倦。Soylent式的饮食或许理论上可以满足宇航员对卡路里和维生素的需求,但无法确保宇航员真的喜欢吃这种代餐奶昔。那些不喜欢吃国际空间站食物的宇航员最终体重都会减轻,因为他们吃得比较少。一名宇航员在日志中写道:“我们可能连续5天都吃同样的早餐,而不再对其他食物感兴趣,这是我们需要面临的问题,而目前这些问题只解决了一点点。” 


译者注:Soylent,是一家特殊的食品科技公司。他们致力于将人体所需的营养物质数据化,然后以各种形式的代餐(能量棒、粉末等)来取代食品。


斯图斯特表示,要确保火星探测任务的成功,一个关键性因素就是为宇航员准备好合适的饮食。当宇航员在距离地球数千万公里的地方时,一个熟悉的饮食菜单将使他们有一种仿佛置身家乡的感觉。为了解宇航员们如何应对火星任务的可能情况,斯图斯特研究了地球上极其孤立环境下人们的生活——石油钻塔、超级油轮和南极任务。斯图斯特发现,在南极任务中,人们的用餐时间比在家里更长,可能是因为在他们极其孤立的生活环境中,用餐这种正常活动都有特殊意义。


斯图斯特说:“探险文献中有很多这样的例子——人们在这种状况下往往会崩溃。”这对于执行火星任务的4至6名宇航员来说尤其如此,他们将在极端狭小的空间里待上3年。他说:“你了解他们的一切,你已听过他们要讲的每一个笑话,你知道他们每一个令人讨厌的坏习惯,你甚至无法向外面看看,因为窗外是一片漆黑。”


但是在国际空间站的狭小空间里,用餐时间是宇航员们难得的相聚机会。一名宇航员写道:“到目前为止,我们3个人每天一起吃一顿饭,愉快交流,谈论当天发生的一些事情,拿我们正在做的事情开玩笑。等其他宇航员来了,我们再看看还有什么新鲜事。”NASA的其他宇航员则写道,除了吃自己的食物,也会偶尔享用俄罗斯宇航员的食物。


尽管NASA正在试验再生食物系统——可以让宇航员在宇宙飞船里种植某些作物,但道格拉斯认为,宇航员的饮食不可能依赖于在火星上的种植作物。她表示,最初的火星探测任务将致力于探索,因此至关重要的是,宇航员需要有可以直接食用的、预先包装好的食物,而不是把时间浪费在照料作物上。正如电影《火星救援》中马特·达蒙 (Matt Damon )饰演的角色所言,把希望寄托于火星上种植的土豆,可能是一个严重的错误。道格拉斯说:“如果宇航员依赖于种植的作物,但它们却没有长出来,那将是一个很大的问题。”


资料来源:

http://www.wired.co.uk/article/food-in-space-mars-iss-station-astronaut-eating


扩展阅读

重新思考如何登陆火星

2030:火星移民路线图︱郑永春

Nature新闻 | 火星年轻时的模样

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存