文 / 趙洋
紅燒肉、幹燒杏鮑菇、濃香奶茶、川味麻辣醬、什錦炒飯、雪菜肉絲、叉燒醬、濃香奶茶、咖喱炒飯、蘑菇雞塊、巧克力、速溶檸檬茶、冬筍火腿炒飯、黑椒牛柳、速溶菠蘿汁、海鮮醬……看到這些名稱是不是胃口大開?這可不是某家飯店的菜譜,而是神舟九號三位航天員的航天食品清單。要吃到這七大類、七十餘種食品食物,航天員需要使用位於飛船軌道艙中的「太空廚房」。這是一個長、寬、高均不足30釐米的銀白色容器,重量只有4.4千克。它的學名叫做食品加熱裝置,小小的方盒內有三層加熱空間,可以同時均勻加熱一份米飯和兩份菜。只需半個小時,一份冒著熱氣的地道中餐便新鮮出爐。可不要以為用半小時加熱食物是很長的時間——在國際空間站上居住了四個半月的美國女航天員桑德拉·瑪格努斯在飛行日誌中寫道,她用俄羅斯產的加熱器煮東西,足足花了4個小時才把食物煮熟。
航天食品進化史
早期的航天先驅們可沒有神九航天員這麼好的口福。最早研製太空食品的蘇聯專家認為,太空食品應當有更高的生物活性和熱量,而且要濃縮。這些食品應能吸食,進入腸胃後要很快被吸收,產生的殘渣要儘量少,因為飛船內盛放廢棄物和排洩物的空間十分有限。研究人員曾經設想把食品製成片劑,以便航天員隨時取用,又不會影響工作。但專家們擔心在失重條件下食物會堆積在咽喉部位不易下咽,於是片劑方案就被放棄了,為航天員準備的食物多為高度濃縮、便於吸食的流質食物。罐頭食品廠根據醫學家的建議,製造出牙膏狀鋁管包裝的3道菜。1961年8月,蘇聯第二個太空人季託夫首先享用了這種新食品。
航天員進餐時,用手擠壓管壁,將食物直接送入口中。當航天員穿著加壓的航天服時,則通過頭盔進食孔進食。「牙膏」食品的缺點是水分含量高,重量和體積大,當時主要是肉糜和果醬類。如果您讀過《小靈通漫遊未來》,一定對其中的各式牙膏食品印象深刻。葉永烈創作該書恰在60年代,所以生動地反映了當時航天食品的發展水平。
後來,航天食品採用小包裝的壓縮食品,食品外用糯米紙或凝膠包裹以降低弄碎的可能。小塊食品體積和重量小,便於攜帶,進食方便,一口一個也能避免撕咬食物產生碎屑在艙內飄舞。20世紀60年代中期以後,美國「雙子星座」號飛船和「阿波羅」號飛船採用氫氧燃料電池作電源。這種電池工作時會產生大量的水。於是,脫水復水食品應運而生,這是一些冷凍乾燥的食品,加水軟化就可以吃了。它們的性狀和風味更接近於地面的普通膳食,能滿足航天員的口味。
航天員第一次不用從「牙膏」裡吮吸食物是在1968年12月,當時進行登月彩排的「阿波羅」8號飛船為航天員提供了餐具,他們可以像樣地吃飯了。登月航天員像在地面上一樣一日三餐。食品有三種:脫水食品(吃前要用水泡開),膠狀食品(類似果凍,可以用勺吃),此外還有部分定量包裝的份飯。但是,航天員對這些食品並不滿意,帶上去的食品常常出現剩餘,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。
在20世紀70年代,飛船中配備的航天食品達到了「小康水平」。「阿波羅」10號以後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、桃幹、杏幹、梨乾等。「天空實驗室」空間站飛行的時間是28至84天,飛船中的食品水準有了進一步的提高:航天員採用6天一循環的標準食譜,食品包裝也做了全面的改進,採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」,除了通常所用的刀、叉和匙,還有一把剪刀用來剪開塑料封條。「天空實驗室」有充足的儲存空間,航天食品的花樣和品種大大增加,菜單上的食品和飲料達到80種之多。
到了80年代,美國步入太空梭時代。太空梭每次執行任務要飛行7至30天,乘員數量達到6至7人。多人多天的航行促使航天食品達到「令人滿意的水平」。太空梭中安裝了更為適用的「太空廚房」,說是廚房,實際是一個多功能的食品加工和貯存櫃。貯存櫃中有食品貯箱、調味品貯箱、加熱器、分水器、餐具箱、清潔衛生用品箱和廢物箱。此外,還有一個可以摺疊的專門為了製備食品的臺子。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。航天員可以根據自己的愛好點菜。由於失重,胃裡的東西會比在地面上飄得高一點,因此,航天員會比在地球上更容易感到飽。應對方法是一日多餐,一餐少量,加上大量點心和零食。此時,由於載人太空飛行器食品冷藏設備和加熱裝置的發展,航天食品的類型和品種已接近地面膳食。
國際空間站的食譜
現在航天員在國際空間站吃些什麼呢?答案是同地面上幾乎完全一樣:黑麵包、蜜餅、火腿、酸甜汁的豬肉、鵪鶉、波蘭梭魚、俄羅斯奶酪、鱘魚、蔬菜湯、草莓、餅乾、巧克力、茶和咖啡……這些食品都採用特製的器皿包裝,可以直接放在有加熱設備的工作檯上,有的用聚合物包裝,可以用勺或叉子取食。因為國際空間站的東家主要是美國和俄羅斯,這份食譜也只考慮了這兩個國家航天員的口味,準備提供給空間站的食品由俄美兩國航天員分別品嘗後評分,最高打10分,低於5分的淘汰。然後由營養師開出8天的食譜,每8天循環一次。
目前,俄美宇航食品的合作進展正常,不同的航天員享用的食品是不同的。專家特別注意為第一次上天的航天員選配食譜。菜單中精選的食品包括航天員最喜歡的蝦仁蘸醬。蝦是凍幹的,而芬芳的醬料呈粉狀。只要衝上水,就可以享受低重力國度的美食了。
國際空間站中的食品非常豐富,足可以開一個「太空餐館」。大致可分為三大類:日常菜單食品、應急供應食品和艙外活動食品。食品也像地面一樣有冷凍食品、冷藏食品和室溫食品。應急供應食品是為了防備空間站發生嚴重事故或因某種原因不能供應而準備的食品,貯備了45天的用量。艙外活動食品是航天員在艙外活動時用的食品和水,它可以保證航天員8小時艙外活動的用量。航天員在發射前6個月可以選擇自己愛吃的食品,由航天食品專家為他們制訂菜譜。全部食品都放在一個「微壓後勤艙」中,發射後才搬到居住艙中。貨運飛船還給他們送去新鮮的水果和食品。儘管在太空中人的味覺不會有特別大的變化,但細微的差別還是存在的。有的人本來不吃奶渣和水果羹,可是在太空中居然視之為美食;本來愛吃的雞,卻連碰都不碰。在水果方面也是各有所愛,美國人愛吃洋橙、橘子或檸檬,俄國人則更喜歡蘋果、西紅柿和蔥蒜。
核桃仁奶渣是俄美航天員都酷愛的食品。獲得科學家好評的食品還有可以幫助體內廢物排洩的用沙棘汁、蜂蜜和抗氧化劑製成的飲料。冷燻馬肉令航天員食慾大振。俄羅斯航天員波利亞科夫曾經利用廢食品盒做模子,用餅乾、榛子和甜奶渣做了一個蛋糕,讓太空中的同行美餐了一頓。
寰宇同此辛辣
初上太空的航天員可能因為「查理·布朗效應」而產生怨氣。查理·布朗效應是指人體體液在微重力環境下重新分布,體液向上湧動,而不是正常重力情況下的向下流動。這會引起面部腫脹、鼻竇阻塞,就像患上嚴重傷風,削弱嗅覺和味覺。由於這種影響,航天食品在製作時需要添加更多的調料,才能使航天員嘗到和地球上接近的味道。
1974年,美國「天空實驗室」上的第二批乘員洛馬斯等人在上太空時帶去了一些辛辣的調味品,希望藉此增進食慾。當他們在空間站中咀嚼這些調味品時,覺得失去了原來的味道,大家覺得很奇怪。事後證明,這是人在失重環境下中味覺失靈的緣故。
即便如此,太空營養師們還是努力為航天員搭配色香味俱佳的食物,其中具有辛辣口感的菜點仍是重要調劑。中國航天員中心航天食品與營養研究室主任陳斌透露,「中國航天員對口味沒有過分講究,大多數都偏愛辛辣食物。所以他們食用的食物偏重四川口味。」神舟飛船就攜帶有魚香肉絲、宮保雞丁、川味麻辣醬等辣味食物。
2008年,韓國首位航天員李素妍飛赴國際空間站。她在完成繁重的科研工作之餘,還要在空間站中一展廚藝,為俄羅斯同行獻上地道的韓國美食。她說:「我帶上辣味的韓國泡菜,以及十餘種韓國美食,希望夥伴們能喜歡韓國食品。」國際空間站上的食譜如此歐化,難怪韓國航天員要自帶家鄉美食了。厭倦了規定食譜的俄羅斯航天員也歡迎用爽口的韓國泡菜來換換口味。在失重環境中,人的嗅覺和味覺都會變得遲鈍,任何山珍海味都需要辛辣來提味。
無獨有偶,同樣致力於載人航天的印度也打算把極具當地特色的辣味食物隨第一位印度航天員送入太空。印度國防食品研究實驗室的科學家巴瓦博士稱,食品科學家、生物學家和一些微生物學家已經為航天員定下了太空菜單,「我們研製了雞肉和羊肉咖喱飯,裡面還有一些菠菜、豆子和蘑菇等蔬菜。考慮到光線和溼度,這些食品將以冷凍和乾燥的形式保存。」巴瓦博士還透露,航天員在太空中的生活作息也要符合規律,因此早飯也必須要吃。他透露的早餐菜單主要是印度南部最常吃的Upma——種由大麥、芥末、洋蔥和穀物等混合在一起的煎炸食品。因為太空的特殊環境使然,這些太空咖喱飯之類的辛辣食物雖稱不上是佳餚,也沒有地球上的印度大餐那麼「熱情奔放」,不過對航天員來說,這卻是大大的美味。
太空農場自給自足
對於長期載人飛行,特別是對於本世紀將要實現的重返月球和火星探險,都需要解決食品再生技術,以減少飛船的載重。目前,美、俄各國正在加緊研究食品的生物再生技術。美國國家航天局艾姆斯研究中心為太空梭研製了一種「色拉機」,它可為航天員提供萵苣、黃瓜、胡蘿蔔等新鮮色拉蔬菜。蘇聯也曾在「禮炮」7號空間站上進行種植洋蔥、黃瓜、蘿蔔的實驗,以供航天員食用。同時,美、俄各國也在加緊研究在空間站種植小麥、花生、大豆等糧食作物,實現通過生物技術將航天員的代謝廢物轉變成食物的過程。但這些植物並不能提供人體所需的一切營養成分。科學家提出,為保證航天員體魄健康,應該攝取足夠的動物蛋白質,而且可以把動物蛋白質獲取過程中所發生的代謝作用與密閉系統的物質循環結合起來。因此,各國針對太空中的動物飼養開展了多種研究。因為魚類和兩棲動物具有較短的生命周期而成為比較理想的太空食物,目前已選擇研究的魚類主要包括鯉魚、虹鱒魚、羅非魚、劍尾魚等。此外,歐洲國家和日本分別對海膽、蝸牛及蠑螈進行了研究。但是,這些動物對飼養條件尤其是生活水體條件比較敏感,因此太空飼養尚處於實驗研究階段。
中國科研人員則另闢蹊徑,從國人的特色菜餚入手,研究太空養殖昆蟲的可行性。研究表明,蠶在受控生態生命保障系統中可以作為航天員食譜中動物蛋白的重要來源。以相同的重量計,蠶蛹中蛋白質的含量遠比雞蛋高,5至6隻蠶蛹就相當於1枚雞蛋的營養,胺基酸含量也比豬肉、羊肉、雞蛋、牛奶高數倍。蠶的蛋白質還具有收穫期短的特點,僅需一個月左右即可獲得。蠶不需飲水,也不會產生廢水。雖然太空中無法提供蠶的主食——桑葉,但研究人員他們已經發現可以用萵苣做蠶的替代食品。
更為低等的生物也可以成為太空營養源,因為結構簡單,它們比高等動植物更加適應太空的惡劣環境。1986年的車諾比諾核洩露造成周邊的嚴重放射性汙染,後來紐約愛因斯坦醫學院的研究人員發現,在該核反應堆內部和周圍有真菌生長。這使他們靈機一動,聯想到這種真菌也許可以抵禦太空輻射。接下來的研究表明,深色的真菌的確夠吸收輻射並可將其轉化成養料。研究認為,這種真菌能夠在高輻射太空環境下生長,並可用作執行長期太空任務航天員的食物來源。下一步他們還將對一些可食用的真菌進行試驗,例如美味的蘑菇。
實現太空養殖的最大障礙是空間和質量限制。蘇聯進行的「人-植物」密閉生態試驗結果表明,要滿足一個人的營養需求,需有25至50平方米的植物種植面積作為支撐。如果火星任務乘員組由4人組成,那麼至少要有100平方米的小農場保證自給自足。這個農場的體積將達到140立方米,重10噸,能耗30千瓦。相比之下,神舟飛船不過才8噸的質量。
對太空農場小環境的控制也是難題:溫度溼度需恆定;光照要充足但不至於過量——這需要太陽光與人工光交替使用;二氧化碳濃度需適度;無土栽培營養液要密閉循環;植物要能耐受加減速和滑行段的加速度變化;對輻射的屏蔽;有益微生物的產生和有害微生物的去除等等。僅僅是低重力對植物生長、發育和遺傳的長期影響,目前就沒有肯定的研究結論。【責任編輯:楊 楓】