太空烹饪:为前往火星执行任务的宇航员提供食物

2019/5/18 21:54:10 来源:藻类生态链微信公众号 浏览:



在最近一次国际空间站上的宇航员交流中,宇航员们分享罐装食品。从左至右依次是:国际空间站第10探险队指挥官焦立中、第10探险队飞行工程师沙里波夫和俄罗斯太空部队宇航员沙金。沙金后来随第9探险队返回地球。(图片:©NASA / JSC。)

当美国宇航局的工程师们忙于设计宇宙飞船,以确定人类将如何探索月球和火星时,其他研究人员正在开发设备,以帮助未来的宇航员满足他们的饥饿。

美国宇航局官员估计,未来的长期宇航员可能需要多达40台不同的食品加工机器,才能将小麦和西红柿等作物加工成面包和谷物等可食用食品。

美国国家航空航天局位于德克萨斯州休斯顿的约翰逊航天中心(JSC)的食品科学家米歇尔·佩楚诺克在接受电话采访时说:“随着时间的推移,我们的食物自给自足的程度会有所提高。”“实现这一目标的最终方法是种植农作物并将它们加工成食物。”

但是,JSC国家空间生物研究所的高级食品技术负责人Perchonok说,挑战在于在为期两年的火星之旅中保持空间食品设备体积小、重量轻、易于维护。

她补充说:“其他一些挑战在于确保生产出来的食品是安全、营养和可接受的。”

机上餐食

在国际空间站(ISS)上,宇航员们吃罐装和袋装的即食食品,鲜果和蔬菜供应有限,定期由俄罗斯补给船运送。咖啡、茶、汤和其他饮料通常以干的形式与水混合。

大多数食物都是在地球上预先煮熟的,然后运往俄罗斯Zvezda服务舱的没有冰箱的国际空间站厨房,宇航员可以在那里用电烤箱加热食物。

Perchonok在谈到烤箱时说:“它有公文包那么大,里面有小槽可以放食物。”他补充说,烤箱不会太热。

俄亥俄州立大学的食品工程师Sudhir Sastry开发了一种太空食品再加热的原型,将加热器直接装进物品包装中。萨斯特里装备了一个带有电极的包装,以便用欧姆加热的方法加热食物。

萨斯特里在接受SPACE.com网站采访时表示:“基本上,你是在让电流通过食品本身,在内部加热。”“从一开始,它的食物质量就更好。”

加州大学戴维斯分校的食品工程师保罗·辛格(Paul Singh)制造了一种原型设备,可以将番茄加工成几乎任何形式的食物,供宇航员在执行前往火星的任务时食用。

Perchonok说:“这是一个番茄加工厂,一个台式设备,可以切片、切丁和捣成泥。”他补充说,太空食品加工机必须是多功能和小型化的。

目前居住在国际空间站的国际空间站远征10号飞行工程师萨利赞·沙里波夫在发射前表示,在为期6个月的任务中,他将怀念在自家厨房做饭的日子,但他期待着在轨道上的生活。

温室效应

未来飞往火星的宇宙飞船上的宇航员也可能会种植至少一部分食物。但找到合适的作物混合物,并了解它们对宇航员和航天器的影响,是必要的关注。

“这可能是我们关注的两个问题,”罗德岛大学的研究员保罗·拉拉特(Paul Larrat)告诉SPACE.com。“一个是这些化合物会对太空环境中的人类产生什么影响,另一个是它们会对其他植物产生什么影响。”

Larrat与位于佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心的高级生命支持中心的科学家们合作,研究植物排放的少量气体如何影响它们的航天器环境。

“这不仅仅是将二氧化碳转化为氧气,”Larrat说。“地球上还有一些你从未想过的微小数量的其他气体。”

在地球上,这些气体只会在开阔的天空中消散,而不会在封闭的宇宙飞船上消散。

例如,来自生菜的气体可能会阻碍萝卜的生长,并从内部影响食物来源,Larrat说。他补充说,与此同时,未来的火星宇航员将与食物供应紧密地生活在一起,因此宇航员必须仔细筛选过敏原,以确保他们不会对飞船上的任何植物过敏。

佩楚诺克说,美国宇航局的研究人员还在处理其他食品方面的问题,包括种植花生和大豆以榨油的计划,以及从甘薯中剔除糖浆,作为在长期发射前囤积糖分的替代选择。

有趣的吃

保持宇航员对食物的兴趣和满意是当前和未来任务的另一个主要目标。

“他们不能只是出去买他们想要的东西,”Perchonok说。“他们不能只去麦当劳。”

研究人员说,无可否认,太空食品在NASA的早期相当原始,在外观和味道上都有很多有待改进的地方。

Perchonok说:“他们一开始是把牙膏和三明治一样的小方块挤出来,然后涂上明胶。”“但是味道……你现在所处的心理状态已经不像食物了。”

到后来的双子座和阿波罗任务,航天局已经转向大多数人认为的真正的食物,导致今天航天飞机和国际空间站上的准备系统。通过宇航员味觉测试,美国宇航局的食品研究人员每年会在该机构的太空菜单上增加三到六项新项目。

Perchonok说:“我认为我们可以走得比现在远得多。”他补充说,还需要开发更多改进的食品包装和加工技术。“我们有很多事情要做,我们要向前走,去做。”

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