版權歸原作者所有,如有侵權,請聯(lián)系我們

[科普中國]-太空食物

科學百科
原創(chuàng)
科學百科為用戶提供權威科普內容,打造知識科普陣地
收藏

簡介

太空食品從本質上講與地面普通食品一樣,都是為人體提供能量和營養(yǎng)的,但空間環(huán)境的不同和航天員生活工作的特點,對太空食品提出了許多特殊要求。如體積小,重量輕,營養(yǎng)豐富,方便進食等。具體可分為日常菜單食品、應急供應食品和艙外活動食品三類。

隨著航天事業(yè)的發(fā)展,太空食品也有一個發(fā)展和改善的過程。經(jīng)過不斷的改進,質量有了很大的提高,復水食品出現(xiàn),告別了牙膏式食品時代。太空食品從最初的十幾種已經(jīng)發(fā)展到了100多種。尤其是中國的太空食品最具特色,相比西餐更加色香美味,可口宜人。

發(fā)展歷史20世紀60年代以美國的航天食品為例,在20世紀60年代左右發(fā)射的飛船中,航天食品只是為了解決航天員的“溫飽問題”。那時發(fā)射的“水星”和“雙子星座”飛船中配備有三種食品:

第一種是糊狀食品,例如牛肉漿、蘋果漿、菜泥和肉菜混合泥等,它們被壓到鋁制牙膏殼內,吃時像擠牙膏似的,將它們擠壓到口中;

第二種是“一口吃”食品,就是將食物壓成一小塊,一口可以吃一塊;

第三種是復水食品,它是一些冷凍干燥的食品,加水軟化就可以吃了。

這三種都不好吃,由于這兩個型號飛船飛行時間都很短(15分鐘-14天),座艙小,航天食品只要維持航天員的營養(yǎng)就可以。

20世紀70年代在70年代,飛船中配備的航天食品達到了“小康水平”。

在美國的“阿波羅”7號、8號和9號飛行中,仍然采用的是“雙子星座”中的太空食品,航天員對這些食品非常不滿意,帶上去的食品常常出現(xiàn)剩余,航天員的健康水平也在下降。因此,不得不對航天食品進行改進?!鞍⒉_”10號以后的食品有了很大的改進,主要是改進了食品的包裝和增加了食品的花樣。例如,將復水食品的包裝上加了一個進水口,可加入熱水,用勺子吃;增加了罐頭食品;除了各種主食和副食外,還有水果蛋糕、小點心、果凍、桃干、杏干、梨干等。

“天空實驗室”飛行的時間是28-84天,空間站中的食品水準有了進一步的提高:航天員采用6天的標準食譜,食品包裝也做了全面的改進,采用了加封一層塑料膜的整蓋易拉式鋁罐包裝,可以對食物進行加水和加溫;實驗室中建立了微型的“太空廚房”,廚房中有食品貯存設備、食品制造設備和航天員進餐設備;航天食品的花樣和品種大大增加,在航天員的菜單上列了80種食品和飲料。

20世紀80年代進入80年代后,美國主要發(fā)射的是航天飛機,每次飛行7-30天,航天員是6-7人,在航天飛機上的航天食品又有了重大改進,已經(jīng)達到了使航天員“滿意的水平”,航天飛機中安裝了更為適用的“太空廚房”。

航天飛機中的太空廚房實際是一個多功能的食品加工和貯存柜。貯存柜中有食品貯箱、調味品貯箱、加熱器、分水器、餐具箱、清潔衛(wèi)生用品箱和廢物箱。此外,還有一個可以折疊的專門為了制備食品的臺子。航天員在飛行中按照菜單進餐,菜單上的食品保證一周內不重樣,航天員可以根據(jù)自己的愛好點菜。此外,每天還有點心和零食。

21世紀2005年日本航天員第一次在太空吃到了方便面,日本還將壽司、韓國也將把傳統(tǒng)的泡菜等特色食品帶入太空。

具體要求1、首先要確保食品安全,不能發(fā)生任何食源性疾病和食物中毒。2、食品及包裝必須能經(jīng)受住航天特殊環(huán)境因素的影響,如沖擊、振動、加速度等的考驗而不失效。

3、太空食品需從地球攜帶到太空,考慮到載人飛船發(fā)射費用昂貴,為了節(jié)省飛船的空間和發(fā)射時的有效載荷,太空食品應盡可能重量輕,體積小,營養(yǎng)好。

4、從營養(yǎng)方面來看,太空食品必須符合失重條件下航天員生理改變的要求。航天飛行會導致航天員骨鈣丟失,肌肉萎縮,紅細胞數(shù)量減少,食品要針對航天員生理改變指數(shù)對膳食的營養(yǎng)素作適當調整。例如,肌肉萎縮要求食品提供充足的優(yōu)質蛋白質,骨鈣丟失要求食品提供充足的鈣,以及適宜的鈣磷比例和維生素D。另外,飛行初期食品的脂肪含量不宜太高,以免加重空間運動病;為防止心血管系統(tǒng)功能失調,要限制食品中鈉的供給,保證鉀的供給。

5、為了方便航天員在太空失重條件下進食,防止食物在飛船艙內四處飄浮,一般把太空食品加工成一口大小,并且食品包裝內一般不能有流動的湯汁,也就是所謂的“一口吃”食品。

6、為了減輕飛船艙內的廢物收集系統(tǒng)的負擔,航天食品都不含骨、皮、核等殘渣。

7、考慮到在太空長期飛行中,航天員處于失重狀態(tài)和狹小空間中,食欲容易下降,這樣會影響航天員的工作效率和身體健康。太空食品必須種類豐富、花樣繁多,以刺激航天員的食欲。1

隨著太空的食品冷藏設備和加熱裝置的飛速發(fā)展,太空食品的類型和品種已接近地面膳食。從最初的十幾種已經(jīng)發(fā)展到了100多種。不僅花樣多,而且味道好,營養(yǎng)豐富。宇航員每天一般吃4頓飯,一周之內的食譜不重復。航天員在太空中可以吃到:黑面包、蜜餅、火腿、酸甜汁的豬肉、鵪鶉、波蘭式梭魚、俄羅斯奶酪、鱘魚、蔬菜湯和紅萊湯、香腸餡餅、辣味烤魚、土豆燒牛肉、奶油面包、豆豉肉湯、金槍魚沙拉、草莓、餅干、酸奶、果脯、巧克力、茶、果汁和咖啡,還有新鮮水果和蔬菜。美國宇航員甚至可以喝到他們愛喝的可口可樂。

2012年2月,在四川省展覽館航天展現(xiàn)場展出了的楊利偉專享的“太空干糧”,包括叉燒肉、墨魚丸、烤麩、腌黃瓜、螺旋藻枸杞月餅、五仁火腿月餅、花生醬、夾心餅干、巧克力夾心餅干等 。2

食品分類太空食品大致有兩種類型:一類是在太空正常飛行時航天員所要吃的食品,另一類是在特殊情況下所要用的食品,即日常食品和特殊食品。

日常食品1、即食食品:它是拿過來就吃的東西,不需要進行再加工,如含中等水分、一口大小的壓縮成型的或用涂膜處理的干燥食品等。

2、復水食品:這種食品是冷凍干燥食品,因為它在被送上太空時輕而小,在航天食品中占有較大比重,但在食用前必須復水,在它的包裝袋上都有一個單向入水閥門,以便復水用,復水后即可食用。

3、熱穩(wěn)定食品:這類食品是經(jīng)過加熱滅菌自理的軟包裝和硬包裝罐頭類食品,俗稱“軟硬罐頭”。它們的特點是不僅含有正常量的水分,而且與普通食品從口感到形狀最接近。太空飛行證明,在失重條件下用普通餐具由開口容器中取食完全可行。這類儀器占航天儀器的比例也很大。如蘇聯(lián)禮炮6號空間站中這種儀器占80%左右。

4、冷凍冷藏食品:這類食品是在地面上凍好帶進太空的,溶化后可食用。

5、輻射食品:這是經(jīng)過放射線殺菌后的食品,它曾在美航天飛機飛行中少量使用過。

6、自然型食品:地面上沒經(jīng)處理的食品,如新鮮水果,蔬菜、水果、果醬和調料等。

7、復水飲料(沖劑或軟固體飲料):它是在太空加水溶解后制成的冷飲或熱飲。在包裝上美國早期用復水飲料袋,后改用折疊塑料瓶和方形復水包,以便用吸管吮吸。

特殊食品1、備用食品:它是指在發(fā)生特殊情況必須延長飛行時所用的食品,其類型同前。

2、應急食品:這種食品是指在飛行器發(fā)生故障時,航天員必須穿著航天服時所用的食品,如鋁管包裝的半固體果醬、菜泥、肉羹等。應急食品也包括當航天員著陸后,降到遠離人煙的地方,等待救援期間飲用的食品。

3、艙外活動食品:這是指存于頭盔內頸圈部分的固體或半固體、流質供食器中的食品,供長時間艙外活動中臨時給航天員飲用的食品。

食用方法太空食品大都為脫水食品,臨吃前可把食物放入一個碗形的容器中,再用注射器將一定數(shù)量的水注進容器,然后再放進烤箱里加熱。一頓飯不超過半小時就可以“做”好。共有兩種食用方法:

1、像在地面上就餐,自己把食物送到嘴里;

2、讓食物飄在空中,人過去用嘴咬住它。

注意事項1、先把腳固定在地板上,把身體固定在座椅上,以免飄動。

2、就餐時一定要注意端碗、夾飯、張嘴、咀嚼一連串動作的協(xié)調。端碗要輕柔,動作太猛,飯會從碗里飄出去;夾飯、夾菜要果斷,夾就要夾準、夾住,最好不要在碗里亂撥拉,以免飯菜飄走,使用叉子效果最好;飯菜夾住后,張嘴要快,閉嘴也要快,因為即使是放到嘴里的食物,不閉嘴它也會“飛”走;咀嚼時節(jié)奏要放慢,細嚼慢咽利于消化,還可以減少體內廢氣的產(chǎn)生和排泄,避免宇航員生活環(huán)境的污染。

3、在太空吃飯最忌諱的就是邊吃邊說。邊吃邊說會使嘴里嚼碎的食物碎末飛出嘴外,飄在餐廳或生活艙里,很難清除,如果殘渣被吸入氣管則會更麻煩。喝水時也不能讓水灑到艙內,否則它也會漂浮在艙內,危及航天員和儀器設備的安全。在太空中的飲用水都是密封袋裝的,用軟管或對著袋嘴擠著喝。

中國特色中國的太空食品形式上是以中式食品為主,搭配成的航天膳食具有明顯的中餐特色,能夠符合航天員的口味要求,比如膳食有主食和副食之分,主食主要以米面類的食物為主,副食講究葷素搭配,在加工上注重色香味形。如八寶飯,不僅風味獨特、色澤艷麗,其中的蓮子、桂圓等配料還有保健功能,具有濃郁的中國特色。

中國人有飯后喝茶的習慣,據(jù)此發(fā)明了包裝簡單、飲用方便的茶精飲料,飲用時只需通過包裝袋上的一個單向閥門將水注入,揉捏包裝袋,等到與水充分吸收復原,就可以打開包裝進食。2

神州十一號太空食物神舟十一號和天宮二號載人航天任務,航天員要在軌駐留長達30天,是我國歷次載人航天任務中在軌駐留時間最長的一次,這對航天食品的安全性、多樣性要求更高。具科研人員介紹,神舟九號航天員的食譜周期是4天,他們?yōu)楹教靻T準備了70多種食物。而這次飛行食譜周期延長了1天,航天食品5天內不重樣,品種和種類比原來更豐富,根據(jù)航天員個人的口味準備了主食、副食、飲品、調味品和功能食品等6大類近100種食品。3

航天員中心航天營養(yǎng)食品研究室副主任曹平透露,飛船17日7時40分入軌,景海鵬和陳冬在太空享用第一頓美餐是11時許,兩個人一起共吃了8種食品。分別是主食:五谷餅干;副食:蘋果罐頭、五香鰈魚、香辣豆干、醬香雞肉腸、美味雪菜;飲品:檸檬茶、溫胃飲。4

航天營養(yǎng)與食品分系統(tǒng)副主任設計師臧鵬介紹,根據(jù)飛行時段的不同,科研人員對食物進行相應配餐和組包。此外,航天員科研訓練中心環(huán)控生保研究室研制了太空食品加熱裝置,確保航天員在太空中能夠吃到熱食。