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什么?航天員在太空喜歡吃辣?!

2021-06-26     來源:百家號:

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近日,大家期待的“太空吃播”終于來了!中國空間站上3名航天員吃飯的畫面公開。航天食品什么樣?中國的航天食品有哪些特色?

撰文/龐之浩(全國空間探測技術首席科學傳播專家)

圖文編輯/陳永杰 新媒體編輯/房永珍

6月17日,我國神舟十二號飛船送聶海勝、劉伯明、湯洪波3名進駐了空間站核心艙。他們將在天和核心艙內生活和工作3個月,這是迄今為止我國航天員在太空逗留時間最長的一次。公眾對聶海勝、劉伯明、湯洪波的吃喝拉撒睡都產生了極大興趣,尤其是更關心他們吃什么格外關注。

6月23日,是3名航天員進駐空間站的第7天,大家期待的“太空吃播”終于來了!

此前已經報道,5月29日先期抵達核心艙的天舟2號貨運飛船已為神舟12號乘組運去夠吃3個月的航天食品,其中包括紅燴豬排、菘菜牛肉湯、什錦炒飯、魚香肉絲和宮保雞丁等。

另外,據中國載人航天工程航天員系統總設計師黃偉芬介紹,目前我國有120多種航天食品,包括主食、副食、調味品等。食譜是按航天員喜好定制的,食譜周期為一周,食物重復率很低。此外,空間站內“太空廚房”中還設有微波爐,航天員可以對食物進行加熱。

那么,什么是航天食品呢?這種食品有哪些特點?下面就簡單介紹一下豐富多彩的航天食品。

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航天員在太空喜歡吃刺激性食物

俗話說:“民以食為天”,航天員也不例外。不過,太空的失重環境給航天員的飲食帶來很大麻煩,使航天員的口味也變得很特殊。例如,不少航天員反映,在太空人的味覺和嗅覺會發生變化,食品好像失去了原有的特色,味道變得模糊不清和難以琢磨,有的變得味同嚼蠟,有的則感覺淡而無味,這就導致航天員普遍喜歡吃刺激性強的食品,其主要原因可能是體液轉移。此外,航天員會有渴感消失、飲水量減少、食欲不振、體重減輕等癥狀。因此,航天員在太空要吃特制的航天食品。

▲神舟9號航天員在天宮1號目標飛行器艙內,可見航天員在失重條件下如何活動(圖片來自網絡)

為了保證航天員的身體健康,必須為航天員提供安全、營養、可口、便于膳用的食品。為此,要建立滿足載人航天工程條件和醫學要求的航天飲食系統。

所謂工程條件是指載人航天器總體對航天飲食系統的質量、體積和耗電量的限制等。例如,發射航天器很昂貴,上天的每千克物品成本達1萬多美元。所以,航天飲食系統占用的質量、體積和耗電量都要精打細算,航天食品應盡可能重量輕,體積小,營養好,還須能經受住航天特殊環境因素的影響,如沖擊、振動、加速度等的考驗。

所謂醫學要求主要包括安全、營養等。航天食品須符合衛生學的要求,不能使航天員發生任何食源性疾病和食物中毒。由于航天員生活在特殊的環境,因此航天食品也與眾不同。這種食品必須包含足夠和完善的科學營養,如每天人體所需要的蛋白質、脂肪和醣等,并保證含有鈣、磷、鎂、鉀等主要無機元素,還要含有鐵、鋅、硒、碘等微量元素,以及兩種脂溶性維生素(維生素A和E)和各種水溶性維生素(維生素B族和C等)。

▲目前我國有120多種航天食品,包括主食、副食、調味品等(圖片來自網絡)

從營養方面來看,航天食品應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,紅細胞數量減少,食品要針對航天員生理改變指數對膳食的營養素作適當調整。例如,肌肉萎縮要求食品提供充足的優質蛋白質,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??;為防止心血管系統功能失調,要限制食品中鈉的供給,保證鉀的供給。

在失重的微小環境中生活和工作,使航天員的口味變得很特殊,吸收消化能力也受到一定的影響,因此要認真研究。每天、每頓的航天食譜不能單調。有時為了飛行的需要還要限制或增加某些食物,如飛行前要限制食物中的鈉和水以及纖維成份,以減少飛行初期航天員的大、小便次數;飛行后要增加某些營養,以加速恢復身體健康。

此外,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,一般把航天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。為了減輕飛船艙內的廢物收集系統的負擔,航天食品都不含骨、皮、核等殘渣。

在太空長期飛行中,航天員處于失重狀態和狹小空間中,食欲容易下降,所以航天食品還必須種類豐富、花樣繁多,以刺激航天員的食欲。

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五花八門的航天食品

航天食品是一種能在失重環境中方便使用,結合航天人員在太空的口味和消化吸收能力,以及特殊進食方式而研制的一種含包裝形式不同的食品。

對于短期和中期載人飛行,主要采用攜帶式食品;對于長期載人飛行,特別是對將來的火星探險和在月球上長期居住來說,要用長期生物再生食品。

攜帶式食品按其用途可分為食譜食品、儲備食品和救生食品;按加工類型、使用方法和具體用途則可分復水食品、熱穩定食品、干燥食品和輻射食品等,其中除壓縮干燥食品用于救生食品外,其余均為食譜食品。

所謂復水食品是一種冷凍干燥食品,因為它在被送上太空時輕而小,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。熱穩定食品是指經過加熱滅菌自理的軟包裝和硬包裝罐頭類食品,這類食品用普通餐具由開口容器中取食就行。冷凍冷藏食品是在地面上凍好帶進太空的,溶化后可食用。輻射食品是經過放射線殺菌后的食品。復水飲料(沖劑或軟固體飲料)是在太空加水溶解后制成的冷飲或熱飲。

航天食品又可分為在太空正常飛行時航天員所要吃的食品和在特殊情況下所要用的食品兩種類型。此外,還有一些特殊的航天食品。例如,在飛行器發生故障時,航天員必須穿著航天服時所用的應急食品,它一般是鋁管包裝的半固體果醬、菜泥、肉羹等;放在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。

如何搭配進食和建立飲食制度也是很重要的問題。飲食制度是按航天乘員的生活工作和鍛煉情況,來合理安排每日的進餐次數、每餐食品量和熱量、進餐間隔時間的一種規定,也是制定每天食譜的依據。如蘇聯禮炮6號空間站上規定:每天4餐,每餐食品量和熱量接近均等;各餐間隔時間為3~5小時;鍛煉后要15~20分鐘才能進餐;鍛煉或緊張腦力勞動,必須在飯后1~1.5小時后才能開始。美國則采用每日3餐的制度。

航天食譜必須符合營養標準和航天員口味及飲食習慣。航天食譜一般分兩種,一種是通用型,一種是個人愛好型。為了避免單調,美俄在太空中使用的食譜,一般以4~6天為一個周期,在一個周期內除飲料外每天食品不重樣。如美國航天飛機的通用食譜分為A、B、C餐:A餐有桃、烤牛肉、炒雞蛋、薄餅、可可、桔子飲料,維生素丸和咖啡;B餐有豬肉混合菜、土耳其香腸、面包、香蕉、杏仁脆餅和蘋果飲料;C餐有蝦、牛排、燴悶飯、花椰菜、雞尾水果、布丁、葡萄汁飲料和冰淇淋。從這些食品種類上看,其營養成份是比較齊全的,符合航天員的營養標準。從已上天生活過的航天員飛行后的健康情況看,還沒發現有過度營養不良者,雖然在長期航天時航天員普遍出現缺鈣現象和肌肉萎縮,但這只與長期失重有關。

我國航天員的食品也相當豐富多彩,除了種類繁多的魚、肉類罐頭、面包等外,還有中式菜品,如魚香肉絲、宮爆雞丁等,比西餐更加色香味美。脫水米飯、咖喱米飯、什錦炒飯、揚州炒飯等主食全裝在一個個書本大小的銀灰色袋子里。菜肴也很豐盛,還能吃上大蝦等海鮮。由于我國航天員愛喝茶,所以除了橙汁等常規飲料外,冰紅茶、綠茶等時尚的現代飲料也一應俱全。

科研人員還為航天員準備了草莓、蘋果、香蕉和水蜜桃等水果,為了便于保存,在低溫下去掉水分,加工成凍干水果。雖然水果變成了“干果”,但口感色澤還都不錯,仍然保持水果的風味。

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在太空吃飯也需要訓練

吃飯、喝水對于生活在地球上的人來說是一件最平常不過的事了,但在失重環境下的太空生活中,航天員的飲食就顯得十分復雜而奇妙了??梢哉f,航天員的營養需求、食品制備、供給和他們的進食方式等都有一定的特殊性,所以他們與在地面生活的飲食有著很大的不同,事先要進行相關訓練才行。

即使有了美餐,但航天員要在太空失重環境中把它吃進嘴里也不容易,不過很有意思。在太空吃飯有幾種吃法。

一種是坐著不動,像在地面上就餐一樣,自己把食物往嘴里送,不過好像手不太靈活準確,常常弄錯位置,不是送到鼻子上,就是往眼睛里送,弄得大家啼笑皆非,要進行多次練習,才能送到嘴里。

▲在太空吃飯需要訓練,要不然你肯定吃不到飄在空中的食物(圖片來自網絡)

另一種吃法是把要吃的一口大小的食物塊放在半空中,食物在空間不動,人飛過去用嘴湊上去咬住它,好像小鳥在空中吃飛蟲那樣進食,但動作一定要快,不然這塊食物就會被同伴們搶先叼走。這位航天員還說:“有一次我在半空中放了2塊食物,其中1塊就被別人搶走了?!背燥埖臅r候要閉著嘴吃,千萬不能叫食物殘渣漏到嘴外邊去,否則食物渣子會在空中飄浮不落,很難清除,如果自己或同伴把它吸到鼻子里就不好辦了。

因為水在失重環境中是不流動的,不能像在地面那樣往低處流,所以,在太空中喝水也不方便。一個裝滿水的杯子朝上朝下放都是一樣的,杯子里的水不會自己流出來,如果動它一下,杯子和水會同時飄浮起來。但要注意也不能把水弄到空間,因為它和別的物質一樣會在空中飄蕩,被人吸到鼻子里也會影響健康,還會危及儀器設備的安全。

▲太空吃飯不簡單(圖片來自網絡)

那么,航天員要喝水怎么辦呢?太空中的飲用水和航天食品一樣,也是用密封袋裝的,可用軟管或對著袋嘴擠著喝。在太空中喝的飲料通常裝在袋中,有固體和液體之分。如是固體飲料粉,就得用一種“水槍式”的工具往袋里注水,這時會出現一種有趣的水和固體飲料不相溶解的現象,還須用手加力才能溶解。喝水時用手擠著喝,勁還不能過猛,否則水被擠到空間變成霧狀。

用餐時,航天員每人一套餐具,包括餐盤、勺子、叉子、安全剪刀等,將餐盤束縛在航天員一側大腿上,勺子、安全剪刀等吸附于餐盤上,利用餐盤上的尼龍搭扣,將食品固定在餐盤內。航天員取食食品后,要閉嘴咀嚼,防止殘渣外泄。復水食品具有相互粘連性,用勺子食用,飲料用吸管吸食。航天員飯后還要把沒有食用完的食品,裝入廢物收集裝置,并在剩余食品中加入防腐劑,避免食物變味變臭,并防止食品碎屑、水滴或包裝物在飛船座艙內到處飄浮。

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神舟6號航天食品數量大增

由于我國第一艘載人飛船飛行時間比較短,大約1天,所以只為楊利偉準備了二三十種航天食品,包括能“一口吃”的小月餅。而此后發射的神舟6號是進行“2人5天”飛行,為此,航天食品增加到五六十種。

在2006年發射的神舟6號飛船上,我國航天員費俊龍、聶海勝每人每天的食品重量為0.6千克。在正常的軌道飛行中,每位航天員每天需要飲用大約2.5千克的水。由于神舟6號飛船是進行2人5天飛行,所以在食品方面有一些改進。帶上神舟5號的食品都是即時食品,不需要加熱、也不需要加水;在神舟6號上,由于在太空生活時間較長,因此航天員將可以吃到熱食熱飲,食品種類和數量上都有所增加,其中食品種類從神舟5號的20多種增加到40多種,包括軟硬罐頭、復水食品、復水蔬菜、凍干水果、調味品、糕點、主食和飲品等,而每一種類都有多種選擇,包括一些中餐,如宮爆雞丁等。在進餐的方式和口味上也有變化。按照作息制度安排,航天員需要一天就餐三次,每餐均配有主食、副食、復水蔬菜、點心、水果、飲料、餐巾紙等。

▲我國最早的太空食品是糊狀的、醬狀的,到神十不僅僅吃的東西品種、種類更加豐富,專家們根據航天員的個人口感制訂了個性化食譜,新增了新鮮水果、小米粥、酸奶、粽子等多種太空食品。(圖片來自網絡)

神舟6號上的航天食品雖然在加工方法、包裝形式上借鑒了國內外的一些先進技術,但在菜品的制作、口味的選擇上卻有中國特色,很多傳統的中式菜都出現在航天食譜中,盡可能符合航天員的口味要求。航天食譜中的食品以傳統的中餐為主。膳食有主食和副食之分,主食主要以米、面類為主,副食講究葷素搭配;在加工上注重色、香、味、形。

2名航天員每頓飯有3~4個菜,還搭配有小吃、開胃小菜等,鮑魚、大蝦也在食譜之列,僅僅是在主食方面有白米飯、八寶飯、咖喱飯、糯米飯4個品種,航天員們可以每天換著食用,還配備了加熱裝置與飲水器。飯后還有凍干的巧克力奶油冰淇淋呢。因為蔬菜加工起來比較復雜,而且在太空復水食用也比較麻煩,因此航天食品專家們每餐只給配備了一個素菜。

為了在太空也吃上水果,研究人員們還為神舟6號航天員特制了“凍干水果”。航天員也可以喝上咖啡、茶、果汁和奶油濃湯,這些都是復水飲料。中國人有飲茶的習慣,為此,我國的航天食品專家發明了包裝簡單、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,等到茶與水充分混合,就可以打開包裝飲用。同時,航天食品專家們還在飲料中增加了具有保健和藥用作用的成分,如松花粉、螺旋藻等能強身健體的成分,甚至還增加了功能性多肽糖和中藥,來提高航天員的免疫力,抵抗空間運動病的發生。

由于神舟6號啟用了軌道艙,設置在軌道艙中的許多新式廚具派上了用場。如食品加熱器、飲水箱、水槍等裝置,使航天員費俊龍、聶海勝吃上了熱騰騰的食物,喝上“桶裝純凈水”。在神舟6號飛船上,航天員把軌道艙當成餐廳,一天早、中、晚三頓,2人輪流從返回艙進入軌道艙進餐。進餐時他們可以用軌道艙中的加熱器加熱食品,加熱器是一個衛生保健箱大小的裝置,加熱30分鐘便可食用。準備時間加上吃飯的時間,航天員吃一頓飯就得花費1小時,這樣,先吃的航天員一次就要準備好2個人的飯菜。如果航天員不喜歡吃菜單上的食品,而要吃配餐食品,準備工作就要復雜得多。

在返回艙的艙壁上裝有一個圓球形的飲水箱,裝滿了從地球上帶去的“桶裝水”。這些“桶裝水”,都是從北京航天城1700米地下打上來的,經過嚴格的程序加工成純凈水,很多喝過這種水的人都覺得水質清醇,口感甘甜。飲用時,航天員需用水槍把水裝入特殊的飲水容器中吮吸。市售礦泉水一般取自地下100米。航天員用水取自地下1700米是為了確保水源沒有任何污染,同時使水中的雜質含量降至最低。經過凈化處理后,不添加任何微量元素,航天員飲用水的純度可以達到99.99999%,堪稱我國目前“最純凈的飲用水”。

航天食品都是請航天員品嘗打過分的,根據他們的意見進行了適當的改進,有些菜品還會因口味不合被淘汰。如用五花肉做成的米粉肉這道菜,航天員在品嘗后覺得偏油膩,得分不高而被淘汰;什錦炒飯曾因不適合冷食而落選。

航天員食譜中用金屬罐頭盒包裝的牛肉丸大約100克,牛肉丸的大小和人們常吃的魚丸差不多,“鮑魚丸”、“陳皮牛肉”、“咸水大蝦”、“紅燒豬肉”等也類似。航天食品要經過1.5個大氣壓,120°C的高溫高壓殺菌處理,只要在高壓高溫容器里處理過就熟了。

吃喝訓練也是神舟6號新增加的項目,包括一系列單項訓練:怎樣使用食品加熱器,怎樣使用餐具,怎樣喝水,怎樣收集廢水,怎樣把脫水的蔬菜進行復水,等等??傊?,每一個動作都有嚴格的操作規范,不能有一點差錯。航天員在天上的每動作都是‘規定動作’,沒有‘自選動作’?!?

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中國航天食品日益豐富

在2008年上天的神舟7號飛船上,食品更加豐富,更加個性化,航天員能在太空中第1次吃上真正意義上的炒菜。帶上神舟7號飛船的食品具有以下特點:

低產氣的食品,因為神舟7號航天員要暴露在低壓環境中,如果食品中有產氣的因素,可能產生腹脹,甚至是腹痛,同時產氣比較多會為艙外服增加凈化負擔,影響航天員工作效率,嚴重的時候可能造成重大影響,甚至可能影響這次任務的成敗。在食材的選擇上,比較容易產生氣體的豆類和奶類不合適,肉和蛋白質就比較好。

食品的能量密度比以前有較大幅度的提高,這是由于神舟7號任務體力消耗大。另外,因為重量體積的限制,要求比較小的體積、比較少重量的情況下,提供更高的能量,所以對能量的密度有更大的提高。

食品品種有比較大幅度的增加,航天員可選擇性更大了。

食品的可靠性有很大的提高,因為食品都在軌道艙里,軌道艙在航天員出艙的時候艙門打開以后,和外面的真空環境是相通的,在這種環境下,對食品包裝的可靠性要求增大了。

▲神舟十二號的航天員正在享受太空美食(圖片來自網絡)

與神舟6號相比,神舟7號的食品增加了近20種,最主要的增加了高能壓縮食品;另外一類相當于魚香肉絲、紅燴豬排、蘑菇這一類常規炒菜的產品;同時還新增了水果片,它是凍干以后,幾種水果放在一塊,吃一片水果片,相當于吃到幾個新鮮水果。這些食品分為六大類:主食、副食、煮沸食品、高能壓縮食品、即食食品和調味品;搭配更加個性化,含有各種作料的調味包,這是神舟7號食品中的一大亮點;包裝更可靠,都經過了震動沖擊和泄復壓試驗;熱食更可口,其食物加熱使用艙載主電源,再也不會出現神舟6號“夾生飯”的情況。神舟7號飛船上配備了5天的食物,每人每天的食物約為1.2千克。因為工作的緊張,3名航天員需要輪換著吃飯,而加熱1個人的一餐飯,大約需要半小時。

此后,神舟9號、10號、11號乘組的航天食品不斷豐富。這次神舟12號的航天食品已增加到120多種,而且味道好極了。

另外,空間站核心艙就餐區里配備了冰箱、微波爐和小桌子等設施,所以相信,聶海勝、劉伯明、湯洪波他們能很好享受中國的太空美食。

出品:科普中央廚房

監制:北京科技報 | 科學加客戶端

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未經授權謝絕轉載

來源: 科普中央廚房

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