我们在火星上吃什么？

为家人或一群饥饿的朋友做饭已经够有挑战性的了。现在想象一下，试图在距离地球 250 英里的地方喂饱三个人，他们几个月都无法去杂货店或免下车餐厅。你创建的所有菜单都必须营养均衡。食物需要在没有冷藏的情况下保存数月，而且还必须相当美味——吃饭是宇航员在国际空间站长期停留期间为数不多的安​​慰之一。

维姬·克洛里斯的工作是为宇航员提供食物。作为 NASA 的顶级食品科学家之一，她负责管理该机构的食品实验室以及国际空间站的食品系统，确保船上每个人都有足够的食物和多样化的菜单。她还花费了大量时间为空间站居民开发新食谱，花了几个月的时间完善了一顿可以冷冻干燥和消毒的餐食。

但是，尽管听起来很有挑战性，但空间站实际上就在地球的后院——深入太空将更加困难。NASA 的目标是在 2030 年代或 40 年代将第一批人类送上火星，与普遍的看法相反，首次登陆火星的任务可能无法依靠水培温室来获取食物。NASA 的食品科学家将负责设计和制作为期三年的火星往返旅程所需的所有食物，这带来了一些有趣的新挑战。我们与 Kloeris 进行了交谈以了解更多信息。

以下采访经过编辑和压缩。

科普：设计火星之旅的食物面临的最大挑战是什么？

Vickie Kloeris：在首次火星之旅中，食物几乎全部预先放置好，这样当他们到达时，食物就可以随时享用。如果你认为这是一次为期 6 个月的火星之旅，那么当他们到达火星时，这些食物已经放了 5 到 7 年了^。1

挑战在于提供足够种类的食物，让它们能够维持这么长时间，而且质量要足够高，让宇航员不会停止进食。有一种非常真实的现象叫做菜单疲劳，如果人们没有足够的多样性，或者他们对食物系统感到厌倦，那么他们往往会吃足够多的食物来维持生存，而不是吃足够多的食物来保持健康。我们希望机组人员能够发挥最佳表现。

如果人们的食物种类不够多，那么他们往往只能吃足够维持生存的食物，而吃不完足够维持生命的食物。

我们面临的另一个挑战是，这些食物的营养成分会随着时间的推移而衰减。尽管我们的食品包装被认为是无菌的，但其中还是会发生化学反应。颜色会改变，质地会改变，营养也会随着时间的推移而衰减。我们需要知道，5 到 7 年后，食物中还剩下多少营养成分，以及某些营养成分是否会过于稀缺？

为了找出答案，我们选取​​了一些现有产品并进行了保质期研究，以了解其中的营养成分如何随着时间的推移而保存。

您是否必须开发新的食谱来确保为火星宇航员提供足够的食物种类？

国际空间站上我们的核心菜单上有大约 200 种不同的食物和饮料。所以我认为我们现在的食物种类已经足够了，但问题是，并不是所有的食物都能保存那么久。我们可以制作从微生物学角度来看可以安全食用的食物，但其质量和营养成分却非常值得怀疑。

你能为营养问题做些什么呢？

有可能进行强化。一开始，你可以在食物中添加过量的营养物质，这样当营养物质随时间降解时，它仍然处于可接受的水平。

军队和我们有同样的顾虑——他们希望为军队制作可以长期保存的食物，因此我们实际上已经与他们合作开展了一些研究。他们正在研究两种新兴技术：高压加工和微波灭菌² 。这两项技术的优势在于，从理论上讲，它们不会对加工的食物造成太大的热损伤。如果加热较少或加热时间较短，营养成分的损失就会较少。如果你一开始的营养水平较高，那么最终的营养水平也会更高。

因为使用的热量更少，所以颜色更好、质地更好、味道更好、营养更多。无论如何，这是我们的希望。

对于在火星上给宇航员提供食物还有其他担忧吗？

深空辐射及其对食物的影响目前还是未知数，我们面临的一个问题是没有好的办法在地球上重现这种辐射并进行测试。

几年前我们做过一个实验。我们在地面上放置了一组控制组的食物和药品，并将同等物品送往国际空间站，然后带回来进行比较。国际空间站低地球轨道上的辐射对食物的质量和营养没有显著影响。但那种辐射与它们完全离开地球大气层时的情况截然不同。

深空辐射及其对食物的影响尚不清楚

美国宇航局正在考虑在月球附近设立一个小型航点目的地。我们考虑将食物送到那里，并可能在那里存放一段时间，看看深空辐射会对食物产生什么影响。

火星探险者会自己种植食物吗？

我肯定会看到他们用蔬菜机之类的设备种植一些现摘现吃的蔬菜。他们种植的蔬菜量非常小，可能不会对他们的营养产生重大影响，但可能会对他们的心理产生巨大影响。

在第一次任务中种植大量食物的想法可能根本不会实现。如果我们真的决心殖民火星，真正让人们像在国际空间站一样留在那里，那么你可能会有某种模块来持续种植植物。

3D打印在火星餐食中将发挥什么作用？

他们现在正在空间站上进行 3D 打印，包括工具和部件。但目前，食物的 3D 打印技术还没有工具的 3D 打印技术成熟。

3D 打印工具和部件的优点在于，人们会积极推动这项技术的发展，并完善这项技术。人们已经证明，他们可以制造出比以前生产的更轻的飞机部件，而且这些部件实际上更坚固。而对于 3D 打印食物，经济激励就没那么大了。目前，这更像是一时的热潮，但这一切都取决于技术未来的发展。

如果食品 3D 打印技术得到改进会怎样？

那么权衡就是，你能否从 3D 打印机中获得足够的产品，以使其值得花费质量和体积将其运送到火星？

昆虫是最近流行的另一种食物。昆虫会成为宇航员饮食的一部分吗？

[笑] 我不认为会发生这种情况。食物是宇航员拥有的少数物质享受之一，因此从心理学角度来看，食物变得非常重要。

我几乎参加了每一次航天飞机任务，而且每次任务都很短暂，食物并不是那么重要。他们认为，“这就像一次露营旅行，我会找到我喜欢的东西。”

在长期任务中，从心理角度来看，食物变得更加重要

当我们开始在和平号和现在的国际空间站进行长期停留时，宇航员们很快意识到食物从心理角度来看变得更加重要。对于火星来说，我们谈论的是三年的旅行，所以食物肯定很重要。这就是为什么我个人认为我们永远不会在让他们吃藻类或昆虫方面取得很大进展。

当宇航员到达火星时，他们是否需要吃更多的食物或更多的特定营养物质？

我们迄今为止所做的所有研究都表明，[一个人在地球重力下]和微重力下的需求没有显著差异。航天飞机计划的实验使用了双标记水，宇航员摄入了水的同位素，然后你可以追踪尿液中排出的同位素。通过追踪排出量，你可以准确计算出一个人消耗了多少卡路里。

他们对航天飞机宇航员进行了这些实验，比较了他们在地面和轨道上的情况，发现没有显著差异。现在，航天飞机的飞行时间很短，因此，欧洲人现在正在国际空间站重复这些实验，看看在太空停留时间更长的情况下，热量需求是否发生变化。看看他们发现什么会非常有趣。

脚注

1.

这次旅行之所以耗时如此之长，是因为 NASA 必须等待地球和火星达到最接近的轨道，这种情况大约每两年发生一次。这也取决于 NASA 使用什么推进方式将前期补给任务送往火星——有些方法比其他方法更快。返回

2.

Kloeris 的团队通常使用高温和少量压力来对食物进行消毒。高压处理则使用完全相反的方法——低温高压——来完成同样的工作。

微波杀菌仍然需要使用相当多的热量，但其作用时间较短，理论上也会导致更少的化学和营养变化。

这两种灭菌技术仍处于试验阶段，需要获得 FDA 和 USDA 的批准。如果一切顺利，公司仍需要找到一种方法来扩大工艺规模，以便处理大量食品。返回