出品:科普中國
制作:李會超(哈爾濱工業(yè)大學(深圳))
監(jiān)制:中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心
隨著神舟十二號順利進入太空,“航天員吃什么?”、“航天員太空吃播”成為網(wǎng)友們關心的話題。為犒勞辛苦的航天員,中國空間站為他們準備了120多種航天食品,葷素搭配,營養(yǎng)均衡。
(圖片來源:央視新聞)
在太空生活工作的航天員,往往比普通人更為辛苦:太空飛行會帶來失重感,脫離了大氣層的保護后會受到更強烈的宇宙射線輻射;太空艙的體積非常有限,只能蝸居在狹小的空間中。除此之外,還倍受思親思鄉(xiāng)之苦。
要想治愈航天員的心靈,首先就要治愈他們的胃。
牙膏管中的食物,你敢吃嗎?
當人類剛剛進入太空時,食譜上的東西往往不那么美味:無論是美國還是蘇聯(lián),都把食品放入一個類似牙膏管的包裝中。不同的是,蘇聯(lián)的加加林從牙膏管里擠出了一些牛肉和肉醬,美國的約翰·格林則通過牙膏管吃到了蘋果汁和一些其他食品。
早期的航天任務都很短,且此時的飲食帶有試驗性質(zhì)——人們一開始甚至不知道人到了太空中還能不能吞咽。實踐表明,吃這件事情我們到哪都能做得很好,只是牙膏管里的東西太難吃了。
不過,航天員是人不是機器,凍干食品和熱穩(wěn)定食品雖然安全有效,但還是不好吃。
后來,隨著航天任務持續(xù)時間的增加,再讓航天員“擠牙膏”恐怕他們就要抗議了。
在美國的“雙子座”和“阿波羅”執(zhí)行任務期間,航天員的伙食中開始出現(xiàn)了比較豐富的凍干食品和熱穩(wěn)定食品,主菜、飲料、調(diào)味品一應俱全,種類增加到約70種。在太空中,食品安全是頭等大事,如果航天員吃壞了肚子,事關國家榮譽、傾注了無數(shù)人心血且耗資巨大的航天任務恐怕就要終止。
熱穩(wěn)定是長時間高溫殺菌的過程,可以保證食物中的微生物已經(jīng)降低到了非常安全的水平,但無法避免地會破壞食物風味。而凍干食品則在安全的前提下還考慮了效率,脫水之后食品占據(jù)的重量和空間進一步縮小,可以節(jié)約寶貴的載荷和空間資源。
各種脫水食品,看上去實在一言難盡(圖片來源:www.cbc.ca)
當時美國飛船的電能主要依賴燃料電池產(chǎn)生,水是發(fā)電的副產(chǎn)品,可以供航天員們讓食品復水。凍干技術是一種特別的脫水技術,可以最大程度地維持食品內(nèi)部維管組織的多孔狀態(tài),使食品更容易復水,吃起來口感也更好。市面上能夠買到凍干方便面比其他的方便面好吃,就是由于這個原因。
不過,航天員是人不是機器,凍干食品和熱穩(wěn)定食品雖然安全有效,但還是不好吃。
為了吃得更好,雙子座3號的航天員就曾經(jīng)偷偷把基地附近可可海灘的沃爾夫餐廳出售的一個牛肉三明治夾帶到了太空之中,在近地軌道進行了一次太空野餐。偷吃未授權食品不但增加了食品安全風險,座艙中亂飛的面包屑也給任務造成了潛在的危險。
這種管不住嘴的行為敗露后,遭受了社會各界的批評,NASA也承諾之后將嚴格航天員上船前的安全檢查,確保不會有其他的地球食物跑到太空中。
阿波羅11號上使用的脫水食品復水后供食用的情況,看著不怎么好吃
(圖片來源:NASA)
技術人員解鎖大廚身份
與此同時,技術人員也開始琢磨怎么讓航天員吃得更舒服一些。
在美國的“天空實驗室”號空間實驗室(空間站的雛形)運行期間,輻照食品開始出現(xiàn)在航天員的食譜中。輻照食品通過安全劑量的電磁輻射滅菌,對食品風味的破壞比較小。
同時,由于電能的供給開始變得寬裕,冰箱也被裝入了天空實驗室中,速凍食品也開始出現(xiàn)在了航天員的餐桌上。直到今天,速凍食品也是國際空間站上的主要食品形式之一,占總食品供應量的一半多。速凍食品在加熱后,口味最接近我們在地面上吃到的日常食品,因此深受航天員們的喜愛。當然,和我們把東西丟進冰箱一凍了之的方式不同的是,技術人員要仔細考慮不同的食品在冷凍過程中發(fā)生的變化和同一食品中不同組分在冷凍過程中的相互影響,精心確定冷凍工藝,才能讓航天員們吃上可口的飯菜。
冰箱的使用也讓肥宅快樂水進入太空成為可能。不過經(jīng)航天員親測后,發(fā)現(xiàn)微重力條件下可樂已經(jīng)喪失了靈魂,兩個知名品牌的可樂都無法喝出地球上的感覺,還容易讓人產(chǎn)生要吐的沖動,航天員們喝完后顯然沒法快樂。
地面人員正在給國際空間站航天員加工新鮮蔬菜 (圖片來源 NASA)
在天空實驗室任務的同一時期,美國和蘇聯(lián)還合作進行了阿波羅飛船與聯(lián)盟飛船的對接任務,兩國航天員也借機交流了各自的食品。蘇聯(lián)航天員的食品大部分還都裝在牙膏管里,看起來不如美國同行的可口。
當時,還發(fā)生了一件趣事——蘇聯(lián)人不能沒有伏特加,但高度酒這種易燃易爆還容易讓航天員上頭的液體,肯定是不讓帶上太空的。于是,幾名蘇聯(lián)航天員在裝羅宋湯的牙膏管上寫上了伏特加的單詞,舉管“祝酒”后一飲而盡,假裝過了一下癮。
美蘇航天員正在暢飲羅宋湯冒充的伏特加 (圖片來源:NASA)
俄羅斯宇航食品,還有一些放在牙膏管里 (圖片來源:Wikipedia)
在空間站吃好喝好不是夢
到了和平號空間站和國際空間站的年代,航天員的食品已經(jīng)是冷凍、輻照、脫水和熱穩(wěn)定等種類混搭的情況,結構基本穩(wěn)定。牛肉干、堅果等不易腐爛且含水量有限的食品,可以不經(jīng)過多的處理直接提供。空間站航天員最高興的事情就是快遞小哥——貨運飛船的到來。
除了帶來一些地球上的新玩意外,貨運飛船還會帶來平時根本沒法吃到的新鮮蔬菜水果。去年圣誕節(jié)前,一艘“龍”貨運飛船運去了蘋果、橘子和檸檬等水果,讓航天員們一陣歡騰。
不過,國際空間站上的伙食質(zhì)量似乎比天空實驗室階段出現(xiàn)了下降。以衡量食物口感的重量/體積比看,天空實驗室時代,這個比值一度接近了1:3,而到了國際空間站時代則下降到1:2.76,也就是更多不是那么松軟的食物被加入了國際空間站的食譜。而航天員也用嘴投票——他們吃的比天空實驗室的航天員少了不少。
國際空間站上的食品(圖片來源:Wikipedia)
作為飲食界當之無愧的超級大國和航天界的新興大國,我國的航天食品除了采用國際主流的航天食品處理技術,滿足營養(yǎng)、安全與效率的基本要求外,特別針對我們中國人的飲食需求,對菜式的口感、花樣進行了加強。
在神舟五號任務期間,楊利偉就已經(jīng)吃到了八寶飯、魚香肉絲、宮保雞丁等餐食。在天宮二號任務期間,航天員的早餐有粳米粥、椰蓉面包、五香鵪鶉蛋、醬香芥菜等,總共7種。
午飯有8種食品,包括什錦炒飯、肉絲炒面、土豆牛肉、紫菜蛋花湯等;晚飯也有8種,有綠豆炒面、牛肉米粉、蝦仁雞蛋、什錦罐頭等;加餐有5種,包括麻辣豬肉、蟹黃蠶豆、香辣豆干等。有黑椒牛柳、紅燴豬排、叉燒雞肉、什錦蔬菜等加入了副食食譜,還能吃到紅椒裙帶菜、牛蒡胡蘿卜等蔬菜菜式,保證維生素和纖維素攝入。
恰逢中秋佳節(jié),正在執(zhí)行任務的楊利偉在太空中還吃了小月餅
(圖片來源見水印)
工作人員還特地為在太空中度過五十歲生日的航天員景海鵬預備了兩個灌裝乳酪小蛋糕,雖然沒法在太空艙里吹生日蠟,但這個特別的安排還是讓航天員倍感溫暖。
在此次飛行中,空間站里的太空廚房配備了微波爐、大冰箱;就餐區(qū)為方便航天員就餐,還配置了飲水設備、折疊餐桌;食物方面,從宮保雞丁到太空香粽、紅糖糍粑......主食、副食、調(diào)味品一應俱全。未來,我國的大型空間站建成后,太空廚房和航天食品將得到進一步改進,航天員也一定能吃得更好。
航天員景海鵬的生日蛋糕 (圖片來源:中國軍網(wǎng))
寫在最后
從牙膏擠出來的食物到與乳酪小蛋糕,食物存儲方式越來越技術化、食品類型越來越豐富化??臻g站食物的進化,背后也是航天技術地不斷發(fā)展。也許在未來的某一天,在太空中來一個火鍋吃播也不是夢呢!
參考:
[1]曹平,周熙成,金磊.航天食品在空間站的發(fā)展概況[J].航天醫(yī)學與醫(yī)學工程,2003(S1):582-587.
[2]曹平,李紅毅,蘭海云.航天營養(yǎng)與食品工程現(xiàn)狀與展望[J].航天醫(yī)學與醫(yī)學工程,2018,31(02):189-197.
[3] FORMER ASTRONAUT RECALLS HISTORIC APOLLO-SOYUZ MISSION, https://www.nasa.gov/centers/dryden/news/NewsReleases/2000/00-53.html
[4]Space Station 20th: Food on ISS https://www.nasa.gov/feature/space-station-20th-food-on-iss