宇航員的太空餐
作者:Claire Bugos
翻譯:張硯斌
校對:王婧彧 王茸 張宇辰 楊波順
審閱:牧夫天文校對組
美編:毫秒
后臺:庫特莉亞夫卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳
# Space #
宇航員的太空餐
為了使太空旅行者健康快樂,食品科學(xué)家必須讓太空餐迷你、營養(yǎng)而且還要保存時間長。宇航員尤其能從各種不同口感的新鮮食品中得到好處。
Credit:studiostoks/Shutterstock
食物對于我們的日常功能至關(guān)重要。它能為我們的日常活動提供動力,增強(qiáng)我們的身體和思想素質(zhì)。我們中的絕大多數(shù)人都可以接觸到多種多樣的食物來源,不需要像NASA那樣擔(dān)心準(zhǔn)備食物的任務(wù)。在太空中,宇航員將會面臨極端的環(huán)境和身體變化,安全,富含營養(yǎng)和能量的食物對于整體健康來說顯得至關(guān)重要。
“我們的隊員需要在極端高壓的環(huán)境下有良好的表現(xiàn)并保持健康?!盢ASA的約翰遜航天中心工作的先進(jìn)食物技術(shù)調(diào)查小組的首席科學(xué)家Grace Douglas說到。食物影響生理的各個方面,成也蕭何敗也蕭何?!皩τ谔章眯衼碚f,一套健康營養(yǎng)的食物系統(tǒng)對于宇航員的表現(xiàn)和整體健康將會有積極的影響?!?/p>
但是對于遠(yuǎn)離地球食品供應(yīng)鏈的旅行來說,生產(chǎn)運(yùn)輸和加工健康食物極具挑戰(zhàn)。除了提供能量和營養(yǎng)之外,太空餐還必須要美味可口,同時還要保證數(shù)月,甚至數(shù)年的食品安全。
滿足營養(yǎng)需要
首先,太空食品必須要提供足夠的能量來滿足宇航員完成艱苦任務(wù)的需要。沒有足夠的卡路里攝?。ㄌ罩锌防锏臄z入要高于地球水平,人均日攝取熱量范圍大概在2700到3700卡路里),宇航員的體重-營養(yǎng)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo),就會有下降的風(fēng)險。歷史上,宇航員在執(zhí)行太空任務(wù)期間,只攝取推薦卡路里數(shù)值的60%,甚至更少。然而,從最近的任務(wù)獲取的數(shù)據(jù)來看,現(xiàn)在越來越多的宇航員能夠獲得足夠的食物供應(yīng),因此他們的營養(yǎng)水平也隨之提高了。
與在地球上類似,某種維生素和營養(yǎng)的缺失也會是人類健康與否的決定因素,包括心臟,大腦和免疫系統(tǒng)。在微重力環(huán)境下,適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)能夠防止肌肉骨骼的退化。例如,維生素D,K和C能夠促進(jìn)骨骼對于鈣的吸收。再加上日常鍛煉,宇航員便能夠保持骨骼和肌肉的強(qiáng)度,來應(yīng)對微重力環(huán)境下的不良影響。
與此同時,膳食補(bǔ)充,比如鐵,Omega3脂肪酸和B12,能彌補(bǔ)營養(yǎng)不良和減輕微重力環(huán)境引起的視力退化,肌肉質(zhì)量下降,和血氧水平的降低?!巴ǔ碚f,地球上有的效果,太空飛行中也會有一樣的效果,”Gouglas表示。
經(jīng)過數(shù)十年的營養(yǎng)學(xué)研究和食品技術(shù)的進(jìn)步,NASA已經(jīng)把重點(diǎn)從供應(yīng)和飲食配方轉(zhuǎn)移到盡可能從水果蔬菜獲得更多的營養(yǎng)。各種天然食物能夠提供多種植物化學(xué)物質(zhì),或者說是,生物活性化合物。你無法從膳食補(bǔ)充物中獲得這些物質(zhì)。
想要依賴水果蔬菜作為一種太空食物來源是很困難的。因為,盡管它們有很多的營養(yǎng),但是卻缺少卡路里。這對于貨艙空間十分寶貴的太空飛船來說無疑是一件需要考慮的事。
為了得到足夠多并且儲存時間久的食物,NASA的食品系統(tǒng)團(tuán)隊使用了像凍干技術(shù)和逆向熱殺菌技術(shù)。逆向殺菌技術(shù)通常被應(yīng)用于罐藏食品工業(yè),這是一種在食物包裝后通過加熱進(jìn)行殺菌的技術(shù),有利于保存食品,減小體積。然后團(tuán)隊就會用靈活輕便的包裝把它儲存在太空飛行器中。就像是那種在雜貨店賣的金槍魚罐頭?!斑@種30年前的處理方式如今仍然是一種最好的生產(chǎn)太空食品的技術(shù),”Douglas說道。
太空餐的心理學(xué)
在設(shè)計太空食品的時候,NASA不能僅僅考慮健康問題,一頓飯的營養(yǎng)價值只能走到這一步,對宇航員已經(jīng)沒有吸引力了。在日常觀念中,像宇航員這種高素質(zhì)個體不能僅僅因為健康營養(yǎng)便給什么吃什么。Douglas說。
相反地,她和她的同事們的目的是給宇航員多種餐品選擇以避免飲食疲勞。多樣性選擇也能夠帶來心理的健康?!霸诼L的任務(wù)、隔離與封閉中,食物變得越來越重要,因為這是他們所擁有的唯一熟悉的東西,”Douglas說道。
能夠讓食品如此美味的原因之一便是食材的多樣性。咔嚓脆的墨西哥炸玉米片,搭配上奶油色的鱷梨色拉醬能夠刺激我們的多種感官,并且釋放一種食物很美味可口的信號。在宇航員之間更受歡迎的新食物是一種含有松脆堅果的凍干芒果沙拉。這種質(zhì)感很難用凍干食品實現(xiàn)。
除了營養(yǎng)和口感,太空食品科學(xué)家必須要保證他們的產(chǎn)品穩(wěn)定存放數(shù)月,甚至數(shù)年。NASA會定期發(fā)射飛船到國際空間站進(jìn)行補(bǔ)給,有時候包括農(nóng)產(chǎn)品和新的食物包。但是對于非近地軌道長期任務(wù),食品可能要不得不保證5年保質(zhì)期。對于凍干水果沙拉和漢堡包的口感保持來說,這是很長的一段時間。
為下一次任務(wù)做準(zhǔn)備
當(dāng)太空組織著力于長期任務(wù)之際,比如送人去火星,或者是在月球建立可持續(xù)基地,實現(xiàn)可持續(xù)的食物資源至關(guān)重要。為了實現(xiàn)這個目標(biāo),NASA科學(xué)家正在研究在微重力環(huán)境下種植作物的最佳方法。在國際空間站,宇航員已經(jīng)成功在蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)中種植了一些綠葉植物和花。隨著研究人員不斷改進(jìn)安全高效的空間農(nóng)業(yè)技術(shù),這新鮮的產(chǎn)品既能夠作為可持續(xù)的食物來源,也能夠作為他們食物包的高含量營養(yǎng)補(bǔ)給。而且食用新鮮的綠葉蔬菜,比起吃那些從金屬袋中重新浸水的食物,更有利于幫助他們感受到自己與家鄉(xiāng)的聯(lián)系。
原文鏈接
https://astronomy.com/news/2021/04/how-do-scientists-build-the-best-diet-for-astronauts
『天文時刻』 牧夫出品
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亞速爾群島上空的彩虹氣輝
影像提供與版權(quán):Miguel Claro (TWAN); Rollover Annotation: Judy Schmidt
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網(wǎng)址: 宇航員的太空餐 http://m.u1s5d6.cn/newsview854023.html
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