要開展火星載人任務？首先需要解決宇航員用餐問題

北京時間3月28日消息，據國外媒體報道，在太空中，墨西哥玉米餅是一種宇航員夢寐以求的食物。在國際空間站生活過的宇航員們曾在他們的匿名日誌中反覆提起這種食物。「我們拍過一段打開包裝袋、享用玉米餅的視頻。它們簡直太好吃了，可能是我吃過最棒的墨西哥玉米餅。」一名國際空間站上的宇航員發現了一包被藏起來的玉米薄餅後這樣寫道，「我聽說每個食品包裹里都藏著一些玉米薄餅，我們大概每周能發現一兩包，但我一天就想吃兩包。」另一名宇航員寫道。

自從1985年第一次登上航天任務菜單以來，墨西哥玉米薄餅就一直是太空餐的「常備菜」。

這倒不僅是因為墨西哥玉米薄餅特別合宇航員的胃口（可以在上面抹各種餡料，並且不那麼易碎，不容易對精密儀器造成威脅），還因為在真空環境中，每一餐都十分關鍵。「一旦人們正常的滿足感無法得到滿足，食物就顯得尤為重要。」 NASA宇航員生活質量諮詢顧問傑克·斯塔斯特（Jack Stuster）指出。

2017年感恩節，國際空間站上的NASA宇航員享用了一頓含有火雞、土豆泥、玉米麵包和蔓越莓蘋果醬的大餐。

先拋開玉米片不談，在國際空間站上，滿足宇航員的三餐需求其實並不困難。地球每年幾次向國際空間站輸送物資，因此宇航員可以申請送去一些額外的物品。不同國籍的宇航員還會彼此交換、豐富食物品種。但目前的國際空間站只能支持最長12個月的航天任務。假如要開展為時三年的火星任務，事情就不這麼簡單了。

「這些任務的載貨重量和體積都十分有限。」NASA約翰遜航天中心食品技術科學家格蕾絲·道格拉斯（Grace Douglas）指出。這意味著火星任務沒有足夠的空間攜帶多餘的食品，前往火星的宇航員一路上只能吃標準菜單上的食物。

道格拉斯的首要任務是，將食物腐壞或宇航員食物中毒的風險最小化。由於此類任務參與者人數很少，只要一名宇航員無法工作，就會危及整項任務。而如果疾病在航天飛船的密閉環境中流傳開來，對任務造成的後果更將不堪設想。

為降低這一風險，通心粉、乳酪或意麵都需要經過冷凍乾燥處理。宇航員食用前需加入熱水。其它不需要冷凍乾燥處理的食物則需接受「熱穩定」處理，殺死其中潛藏的細菌。目前對食物進行熱穩定處理的方式是，將食物包裝好，置於消毒櫃中，用蒸汽加熱到100攝氏度以上，並持續加熱20分鐘。

圖為宇航員向經過凍干處理的食物中添加熱水。

這對火星任務所需的食物可能還不夠。「正常情況下，沒有哪種食物能存放五年時間，但要開展火星任務，食物保質期必須能達到五年。」道格拉斯表示。此外還有一個問題：這麼早就把食物做熟，幾年後食用的時候，不僅營養價值大大下降，口感也大打折扣。為在衛生、營養和口感之間達到平衡，道格拉斯正在測試不同的防濕、防氧包裝，同時還對熱穩定處理方法做出微調。

維持食物中的高維生素含量也是一大挑戰。即使是在冷凍食品中，維生素也會緩慢氧化。在深空環境中，如果膳食不均衡，宇航員很容易缺乏關鍵維生素。維生素藥片也無法有效解決問題，因為它們也會氧化，並且宇航員不太可能忘了吃飯、但很可能會忘記吃藥。「要開展為期三年的航天任務，最好各種食品中都含有大量維生素。」道格拉斯說道。

此外，食物提供的卡路里也是一大考慮重點。由於宇航員的骨骼在國際空間站的微重力條件下不再起到支撐身體的作用，宇航員在此期間很容易出現骨流失和肌肉萎縮現象。為避免這一問題，每名宇航員每天需要在國際空間站的跑步機、動感單車或舉重機上鍛煉兩小時。但為支持這樣的高強度運動，宇航員的飲食需要富含卡路里。

對道格拉斯來說，這意味著需要在菜單中加入多種多樣美味而常見的食物，宇航員就算常吃也不會食不知味。代餐奶昔也許可以滿足宇航員對熱量和維他命的需求，但無法保證宇航員真的願意吃它們。不愛吃國際空間站上食物的宇航員往往會變瘦，因為吃得不夠多。「同樣的早餐，我們會連著吃五天。我們總是吃同幾樣東西，其它東西則不太喜歡。這兩個問題是我們躲不過去的，只能將就著。」一名宇航員在日誌中寫道。

斯塔斯特表示，準備合適的食物是保證火星任務成功的關鍵之一。當宇航員遠離地球千萬里之遙時，一份熟悉的菜單就如同他們與地球之間的紐帶。為了解人們在火星任務中會遇到哪些問題，斯塔斯特研究了地球上極端與世隔絕環境中人們的生活情況。例如，在執行南極科考任務時，人們用餐的時間似乎比在家中要長，也許正是因為這是他們在一片與世隔絕的地帶中、為數不多的屬於正常生活的時刻。

「探險文學中經常有人們在這種環境中崩潰的情節。」斯塔斯特指出。火星任務中只有四到六名宇航員，他們需要在極端狹小的空間中度過三年，期間還沒有休假時間，因此崩潰的可能性尤其大。「你對同伴們已經極為了解，他們講的每個笑話你都聽過，他們的每個壞習慣你都知道。」他說道，「你也沒興趣再往窗外看了，反正窗外都是一片漆黑。」

宇航員進餐時，要用維克牢尼龍搭扣將食物包裝袋固定在餐桌上。由於墨西哥玉米餅不易產生碎屑，可以做成卷餅食用。

但在國際空間站的狹小空間中，吃飯時間是宇航員難得能在一起談天說地的時刻。「目前為止，我們三個每天一起吃一頓飯，開啟輕鬆的聊天模式，談談一天的見聞，開開玩笑等等。等其他宇航員來了，我們再看看情況如何。」一名宇航員在日誌中寫道。還有其他NASA宇航員在日誌中表示，自己很喜歡俄羅斯宇航員帶來的食物。

雖然NASA正在實驗能讓宇航員在航天飛船上栽種植物的再生食物系統，但道格拉斯認為，宇航員不可能依賴在火星上自己種的食物為生。初期火星任務將以探索為主，因此宇航員不應浪費時間在種莊稼上。就像馬特·達蒙扮演的角色在《火星救援》中的經歷一樣，如果寄希望於在火星上種土豆，最後情況很可能不如人意。「要是你賴以為生的莊稼沒長出來，後果可能會很嚴重。」道格拉斯表示。

Science科學創建者shkoh chao：國家計算機高級工程師，業餘天文學家和科普工作者。新浪微博認證博主，今日頭條認證科普作者，頭條問答簽約作者，騰訊企鵝科普達人，UC頭條認證科普作者，鳳凰新聞科技頻道科普作者。每天多篇前沿科學科技資訊讓你掌握一手科學信息。多篇科學探索文章，擴充你的腦容量，讓你成為大神般的十萬個為什麼的解密者。

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