航天科普:舌尖上的太空:從肉泥牙膏、韓國泡菜、日本料理,到魚香肉絲
來源:科普中國
發布時間:2021-08-05
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READING導讀

2021年6月17日,我國神舟十二號載人航天飛船成功發射,將航天員聶海勝、劉伯明和湯洪波送往天宮號空間站[1]。這一次,三位航天員要在軌駐留3個(ge) 月,他們(men) 吃什麽(me) ,怎麽(me) 吃,也成為(wei) 地球上的我們(men) 關(guan) 注的焦點。載人航天已有半個(ge) 多世紀的曆史,那麽(me) “吃的曆史”又是如何發展的呢?

撰文 | 何義(yi) 均

責編 | Winner

01
早期曆史:用擠牙膏的方式打開

1957年,當蘇聯將太空狗萊卡(Laika)送入太空時,工作人員為(wei) 它配備了高營養(yang) 膠狀的食物,遺憾的是,它未能在這次太空之旅中幸存。

4年後,人類第一次進入了太空,當時,蘇聯宇航員加加林(Yuri Gagarin)利用一個(ge) 牙膏狀的管子,把肉泥和巧克力醬擠入口中食用[2]。同年,另一位蘇聯宇航員蒂托夫(Gherman Titov)在太空中發生了嘔吐,他也因此成為(wei) 第一個(ge) 患有太空病(space sickness)的人。

太空競賽開始時,美國水星計劃(1959–1963)的研究人員並不了解先前蘇聯的經驗。對於(yu) 人類在沒有重力的狀態下能否吸收食物,地麵上的科學家們(men) 也沒有達成共識。

1962年,美國宇航員格倫(lun) (John Glenn)帶上了80千卡的蘋果醬、130千卡的牛肉和肉汁以及60千卡的蔬菜進入太空,同樣選擇了將食物裝在牙膏一樣的管子中,相對蘇聯宇航員略為(wei) 幸運的是,他還帶了一根吸管。格倫(lun) 也向地麵的美國科學家證實:微重力不會(hui) 影響自然的吞咽過程,吞咽是由食道的蠕動促成的[3]。

(水星計劃食物。圖源:https://www.nasa.gov/audience/forstudents/postsecondary/features/F_Food_for_Space_Flight.html)

盡管人類於(yu) 1961年就第一次進入太空,但是太空食品這個(ge) 概念卻是在兩(liang) 年後才提出的。1963年,美國國家科學院發布相關(guan) 報告,開始關(guan) 心宇航員在太空中的營養(yang) 問題。

報告指出,這些食物需要簡便、易操作、易儲(chu) 存、體(ti) 積小、廢料少,要滿足個(ge) 人的營養(yang) 需求,還特別指出要控製腸胃氣的產(chan) 生[4]。宇航員在太空中吃飯不僅(jin) 僅(jin) 是一項實驗,也是補充他們(men) 的營養(yang) 需求。太空食品的係統研究也意味著,人類飛向太空的目標絕不僅(jin) 僅(jin) 是短途旅行這麽(me) 簡單。

02
向“黑暗料理”反抗

除了牙膏管裏的食物外,水星計劃的宇航員還配有一口大小的方塊、凍幹的粉末。這些食物不僅(jin) 難以下咽,還不易處理,比如凍幹食物添水這一步驟很難操作,碎屑難以在失重環境收集等等。直到美國宇航局推進到雙子座計劃(1965–1966)並準備登月時,航天局才最終聽取了宇航員的抱怨。

雙子座的宇航員可以吃到固體(ti) 的食物了!這是一項巨大進步,玉米、小麥等方塊食品被包裹在明膠中,這樣可以減少碎屑,放在塑料容器中的凍幹食品還可以防止細菌的增生。在雙子座7號上,每位宇航員每天的食物,被嚴(yan) 格限製在0.77公斤、110立方英寸,這還必須包括食品的包裝。

然而,在雙子座計劃中,宇航員格裏索姆(Gus Grissom)對美國宇航局的膳食選擇依然不滿,以致在雙子座3號上,約翰·楊(John Young)偷帶了一個(ge) 醃牛肉三明治,並與(yu) 格裏索姆分享(計劃中約翰·楊隻能吃規定的食物;格裏索姆不吃東(dong) 西)。

這是美國宇航局的第一次雙人任務,也是第一次在軌道上分享食物。不過,他們(men) 在吃了幾口之後就不得不把三明治藏起來,因為(wei) 黑麥麵包的碎屑在機艙內(nei) 飄蕩[5]。一些國會(hui) 議員對此非常生氣,他們(men) 調查了違禁食品是否危及任務,並召開了聽證會(hui) 。

到阿波羅任務開始時,情況已經有了明顯的改善。人們(men) 越來越多地采用濕包裝(Wetpack)食品,它們(men) 更接近於(yu) 普通食品的粘稠度,不會(hui) 有碎片飄落,雖然有點黏糊糊的,裏麵通常裝著肉醬意大利麵、香腸餅和燉雞[6]。

還有一種罐頭,盡管這些罐頭產(chan) 品的重量大約是凍幹食品的4倍,但是它們(men) 的體(ti) 積小了很多,一名宇航員一周的食物可以裝在一個(ge) 相當於(yu) 三個(ge) 鞋盒大小的容器中[7]。

美國空軍(jun) 航空醫學學院和納蒂克陸軍(jun) 實驗室研究出了新的熱水供應方法,使冷凍幹燥食品的再水化變得更加簡單,這讓食物更加可口。他們(men) 還發明了勺子碗,這是一種特殊的塑料拉鏈容器中,配有一個(ge) 勺子,水分可以讓食物粘在勺子上,宇航員就可以像在地球上一樣吃飯。但是為(wei) 了不刺激到宇航員的腸胃,產(chan) 生不必要的麻煩和廢物,這些食物依然很少使用香料。

03
吃得快樂(le) ,吃得新鮮

改良食品和解決(jue) 長期儲(chu) 存的問題,對航空食品的開發者來說是一個(ge) 挑戰,與(yu) 此同時,他們(men) 還麵臨(lin) 著醫學的嚴(yan) 格要求。一直以來,醫學家們(men) 就宇航員的礦物質平衡進行了跟蹤研究,來測量宇航員的鈣和氮的攝入和輸出,為(wei) 了解長期失重對人類的影響。雙子座計劃顯示,宇航員的骨骼中出現了鈣缺失,肌肉中缺失了氮[8]。

20世紀70年代,美國首次實行了空間站實驗,在“天空實驗室(Skylab)”中,對宇航員的營養(yang) 製定有了更詳細的計劃,也豐(feng) 富了他們(men) 的飲食,為(wei) 此空間站的生活區還配備了冰箱和冰櫃。因為(wei) 宇航員計劃在空間站中停留數周甚至數月,他們(men) 的心理健康也被考慮,為(wei) 了滿足就餐的愉悅感,空間站中還配有一個(ge) 專(zhuan) 門用於(yu) 就餐區,腳踏板代替了椅子,船員們(men) 能夠圍在一張桌子周圍一起吃飯。

(圖源:https://en.wikipedia.org/wiki/File:S73-20236.jpg#filelinks)

此前的航天器使用燃料電池,產(chan) 生的水作為(wei) 副產(chan) 品,可以回收到食品係統中,而天空實驗室使用太陽能電池供電,所以需要補水的食品受到限製。為(wei) 此,美國宇航局第一次將一個(ge) 專(zhuan) 門的食品儲(chu) 存冰箱送入太空。為(wei) 加熱這些冷凍食品,還有一個(ge) 專(zhuan) 門的食物加熱盤,這是一個(ge) 帶有獨立隔間的裝置,利用傳(chuan) 導作用來加熱食物包裝。

天空實驗室的菜單上共有72項,包括火腿、辣椒、土豆泥、牛排、蘆筍、冰激淩,等等。後來發現,德式土豆沙拉因其醋和洋蔥的重口味而受歡迎,宇航員們(men) 吃完了全部四罐存貨。宇航員也喜歡一些更辛辣的食物,因為(wei) 失重造成的鼻竇充血使他們(men) 的味覺和嗅覺變得遲鈍。其他受歡迎的包括雞尾酒蝦、黃油餅幹、紐伯格龍蝦、新鮮麵包、冰激淩。固定在地板上並裝有腳和大腿約束裝置的餐桌和椅子,也讓人們(men) 有了更正常的飲食體(ti) 驗。

在宇航員的要求下,美國宇航局還曾為(wei) 一次天空實驗室任務購買(mai) 了奶油雪利酒,並包裝了一些用於(yu) 在減重飛機上測試。在微重力環境中,氣味迅速滲透到環境中,這會(hui) 引發吞咽反射。由於(yu) 擔心公眾(zhong) 對將酒精帶入太空的反應,美國宇航局最終放棄了該計劃。

到了20世紀70年代中期,蘇聯Salyut空間站(1971-1986)的宇航員和航天員能夠吃到新鮮的食物,軌道太空花園種下了西紅柿、香菜和黃瓜,有些人甚至可能喝一口葡萄酒或伏特加[9]。這一開創性的溫室促成了後來Salyut站、和平號和國際空間站上都開始種植植物。

自2002年以來,小型LADA溫室係統一直被用於(yu) 國際空間站上,以研究植物在微重力條件下如何生長,並為(wei) 宇航員種植可食用蔬菜。LADA包括一個(ge) 控製模塊,被送到空間站時已經配備了植物在太空中生長和食用的根部介質。

04
太空飲食多元化

現代宇航員雖吃不上山珍海味,但各色各樣的太空食物已經不一而足。自21世紀以來,國際空間站有足夠的空間來儲(chu) 存200種食物,其中大部分都不再是幹巴巴的東(dong) 西。當年還不得不上聽證會(hui) 的食物——三明治,如今已經成為(wei) 一種常規食物,美國宇航局現在甚至讓宇航員在發射時帶著一個(ge) 三明治,還是熱的。

在和平號空間站(1986-2001)上,美國和俄羅斯聯合提供食品。兩(liang) 國同意共同製定營養(yang) 和食品質量標準,包括微生物學、味道和適口性評估。美國和俄羅斯的機組成員在飛行前品嚐了食物,以確定其可接受性,菜單計劃包括每24小時4頓飯,所有的食物都是在環境溫度和壓力下儲(chu) 存的,沒有冷藏。水的供應僅(jin) 限於(yu) 回收的冷凝水,並由其他航天器對接期間發射的飲用水補充,因此,脫水食品的使用有限。

而國際空間站(1998-)上大約50%的食物以熱穩定形式出現,同時還配有凍幹、輻照和天然形式的食物。宇航員在抵達國際空間站時不必帶著整6個(ge) 月的食物供應,因為(wei) 補給車每隔幾個(ge) 月就會(hui) 來一次。國際空間站上唯一的冰箱是用來儲(chu) 存生物實驗的,所有的食物都必須在貨架上至少保存18個(ge) 月,不過已經有一個(ge) 小型的冷卻器,這樣宇航員就可以喝到冰鎮飲料。

失重會(hui) 導致一種被稱為(wei) 流體(ti) 轉移的現象,使頭部感到充血,這會(hui) 影響嗅覺和味覺;氣味也不會(hui) 像在地球上那樣上升和消散,而會(hui) 被包含食物的包裝所抑製,香氣也不會(hui) 那麽(me) 容易到達鼻子。因而太空中食物的味道不太一樣。因此,宇航員往往對香料食品有所偏好,國際空間站上有很多調味品,都是以液體(ti) 形式出現的。胡椒懸浮在油中,鹽溶解在水中,都是用滴管瓶添加到食物中。在軌道上搖晃鹽和胡椒很容易造成危險,它們(men) 必須以液體(ti) 形式存在。

世界各地的宇航員甚至可以選擇個(ge) 性化的菜單。韓國人帶上了泡菜,日本人帶上了壽司,俄羅斯人帶上了羅宋湯,瑞典人帶著駝鹿肉……

現代人離不開的“快樂(le) 水”可樂(le) 很早就被帶上了太空,但因為(wei) 氣體(ti) 造成了一種“濕式打嗝”的嘔吐而不被看好。但是1985年,通過一種特殊的裝置,太空人成功地喝上了快樂(le) 水。

而意大利宇航員則成為(wei) 第一個(ge) 在太空中喝現煮咖啡的人。兩(liang) 家商業(ye) 公司為(wei) 國際空間站開發了一台濃縮咖啡機,除了熱飲外,它甚至可以製作肉湯。該設備在空間站上不僅(jin) 起到了改善生活的作用,它也是空間流體(ti) 動力學的一個(ge) 實驗[10]。

05
滿足中國胃

2003年10月,中國開始了第一次載人航天飛行,宇航員楊利偉(wei) 帶著並吃了特別加工的魚香肉絲(si) 、宮保雞丁和八寶飯,還喝了特製的涼茶。隨後,越來越多的特色美食加入到中國太空餐的菜單中,滿足了宇航員的“挑食”。

在天宮二號的特別來電中,航天員景海鵬特別提到今天吃了“早餐有粳米粥、椰蓉麵包、五香鵪鶉蛋、醬香芥菜等,總共7種食品;中午有8種,包括什錦炒飯、肉絲(si) 炒麵、土豆牛肉、紫菜蛋花湯等;晚上有8種,有綠豆炒麵、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、香辣豆幹等。[11]”我國航天美食目前有100餘(yu) 種,包括主食、副食、即食、飲品、調味品、功能食品等,每天航天員的食譜都可以來一曲《報菜名》。

(來源:[12])

此外,天宮號還配有植物栽培實驗室,實驗室種植生菜的安裝裝置是3D打印的尼龍性輕便材料,與(yu) 生菜一起成為(wei) 空間站的獨特景致,來探求作物如何在太空中生長,盡管暫時隻是用於(yu) 采樣數據[12],但是相信不久的未來,宇航員就可以在太空中自給自足。

“靠山吃山,靠海吃海。不同地域的中國人,運用各自智慧,適度、巧妙地利用自然,獲得美味的食物。……他們(men) 在埋頭種地和低頭吃飯時,總不會(hui) 忘記抬頭看一看天[13]。”如今,仰望的天空已經成為(wei) 了中國人的另一處居所,不久的將來,太空人是否也會(hui) 在天空對食物加以利用,烹飪出獨特風味的“舌尖上的中國”?

參考文獻:

[1] https://www.xinhuanet.com/2021-06/17/c_1127572883.htm

[2] https://discoverspace.org/exhibit/space-food/

[3] Lane, Helen W., and Daniel L. Feeback. "History of nutrition in space flight: Overview." Nutrition 18, no. 10 (2002): 797-804. https://doi.org/10.1016/S0899-9007(02)00946-2

[4] National Research Council 1963. Working Group on Nutrition and Feeding Problems. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/12419.

[5] https://www.discovermagazine.com/the-sciences/first-food-in-space-toothpaste-tubes-of-applesauce-and-beef

[6] https://www.history.nasa.gov/alsj/a11/Apollo11_Press-Kit_restored.pdf

[7] https://www.nasa.gov/pdf/143163main_Space.Food.and.Nutrition.pdf

[8] Compton, W. David, and Charles D. Benson. "Living and Working in Space: A History of Skylab." (1983).

[9] Häuplik‐Meusburger, Sandra. "Astronauts orbiting on their stomachs: The needs to design for the consumption and production of food in space." Architectural Design 84, no. 6 (2014): 114-117.

[10]https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2015/10jul_spacecoffee

[11]https://www.xinhuanet.com//politics/2016-11/05/c_1119856866.htm

[12]https://www.xinhuanet.com//politics/2016-11/13/c_1119900553.htm

[13]《舌尖上的中國》


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