宇航员的太空餐
中国最早的天文社区网站昨天 14:10
作者：Claire Bugos
翻译：张砚斌
校对：王婧彧 王茸 张宇辰 杨波顺
审阅：牧夫天文校对组
美编：毫秒
后台：库特莉亚夫卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳
# Space #
宇航员的太空餐
为了使太空旅行者健康快乐，食品科学家必须让太空餐迷你、营养而且还要保存时间长。宇航员尤其能从各种不同口感的新鲜食品中得到好处。
Credit:studiostoks
食物对于我们的日常功能至关重要。它能为我们的日常活动提供动力，增强我们的身体和思想素质。我们中的绝大多数人都可以接触到多种多样的食物来源，不需要像NASA那样担心准备食物的任务。在太空中，宇航员将会面临极端的环境和身体变化，安全，富含营养和能量的食物对于整体健康来说显得至关重要。
“我们的队员需要在极端高压的环境下有良好的表现并保持健康。”NASA的约翰逊航天中心工作的先进食物技术调查小组的首席科学家Grace Douglas说到。食物影响生理的各个方面，成也萧何败也萧何。“对于太空旅行来说，一套健康营养的食物系统对于宇航员的表现和整体健康将会有积极的影响。”
但是对于远离地球食品供应链的旅行来说，生产运输和加工健康食物极具挑战。除了提供能量和营养之外，太空餐还必须要美味可口，同时还要保证数月，甚至数年的食品安全。
满足营养需要
首先，太空食品必须要提供足够的能量来满足宇航员完成艰苦任务的需要。没有足够的卡路里摄取（太空中卡路里的摄入要高于地球水平，人均日摄取热量范围大概在2700到3700卡路里），宇航员的体重-营养达标的关键指标，就会有下降的风险。历史上，宇航员在执行太空任务期间，只摄取推荐卡路里数值的60%，甚至更少。然而，从最近的任务获取的数据来看，现在越来越多的宇航员能够获得足够的食物供应，因此他们的营养水平也随之提高了。
与在地球上类似，某种维生素和营养的缺失也会是人类健康与否的决定因素，包括心脏，大脑和免疫系统。在微重力环境下，适当的营养能够防止肌肉骨骼的退化。例如，维生素D,K和C能够促进骨骼对于钙的吸收。再加上日常锻炼，宇航员便能够保持骨骼和肌肉的强度，来应对微重力环境下的不良影响。
与此同时，膳食补充，比如铁，Omega3脂肪酸和B12，能弥补营养不良和减轻微重力环境引起的视力退化，肌肉质量下降，和血氧水平的降低。“通常来说，地球上有的效果，太空飞行中也会有一样的效果，”Gouglas表示。
经过数十年的营养学研究和食品技术的进步，NASA已经把重点从供应和饮食配方转移到尽可能从水果蔬菜获得更多的营养。各种天然食物能够提供多种植物化学物质，或者说是，生物活性化合物。你无法从膳食补充物中获得这些物质。
想要依赖水果蔬菜作为一种太空食物来源是很困难的。因为，尽管它们有很多的营养，但是却缺少卡路里。这对于货舱空间十分宝贵的太空飞船来说无疑是一件需要考虑的事。
为了得到足够多并且储存时间久的食物，NASA的食品系统团队使用了像冻干技术和逆向热杀菌技术。逆向杀菌技术通常被应用于罐藏食品工业，这是一种在食物包装后通过加热进行杀菌的技术，有利于保存食品，减小体积。然后团队就会用灵活轻便的包装把它储存在太空飞行器中。就像是那种在杂货店卖的金枪鱼罐头。“这种30年前的处理方式如今仍然是一种最好的生产太空食品的技术，”Douglas说道。
太空餐的心理学
在设计太空食品的时候，NASA不能仅仅考虑健康问题，一顿饭的营养价值只能走到这一步，对宇航员已经没有吸引力了。在日常观念中，像宇航员这种高素质个体不能仅仅因为健康营养便给什么吃什么。Douglas说。
相反地，她和她的同事们的目的是给宇航员多种餐品选择以避免饮食疲劳。多样性选择也能够带来心理的健康。“在漫长的任务、隔离与封闭中，食物变得越来越重要，因为这是他们所拥有的唯一熟悉的东西，”Douglas说道。
能够让食品如此美味的原因之一便是食材的多样性。咔嚓脆的墨西哥炸玉米片，搭配上奶油色的鳄梨色拉酱能够刺激我们的多种感官，并且释放一种食物很美味可口的信号。在宇航员之间更受欢迎的新食物是一种含有松脆坚果的冻干芒果沙拉。这种质感很难用冻干食品实现。
除了营养和口感，太空食品科学家必须要保证他们的产品稳定存放数月，甚至数年。NASA会定期发射飞船到国际空间站进行补给，有时候包括农产品和新的食物包。但是对于非近地轨道长期任务，食品可能要不得不保证5年保质期。对于冻干水果沙拉和汉堡包的口感保持来说，这是很长的一段时间。
为下一次任务做准备
当太空组织着力于长期任务之际，比如送人去火星，或者是在月球建立可持续基地，实现可持续的食物资源至关重要。为了实现这个目标，NASA科学家正在研究在微重力环境下种植作物的最佳方法。在国际空间站，宇航员已经成功在蔬菜生产系统中种植了一些绿叶植物和花。随着研究人员不断改进安全高效的空间农业技术，这新鲜的产品既能够作为可持续的食物来源，也能够作为他们食物包的高含量营养补给。而且食用新鲜的绿叶蔬菜，比起吃那些从金属袋中重新浸水的食物，更有利于帮助他们感受到自己与家乡的联系。
原文链接
https://astronomy.com/news/2021/04/how-do-scientists-build-the-best-diet-for-astronauts
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影像提供与版权：Miguel Claro （TWAN）; Rollover Annotation: Judy Schmidt