为家人或一群饥饿的朋友做一顿饭已经够有挑战性的了。现在想象一下，要为距离地球 250 英里的三个人提供食物，他们几个月的时间无法去杂货店或得来速餐厅。您制作的所有菜单都必须在营养上均衡。食物需要能够保存数月而无需冷藏，而且味道也要相当不错——在宇航员长期居住在国际空间站期间，饮食是为数不多的慰藉之一。
Vickie Kloeris 的工作就是为这些宇航员提供食物。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的菜单。她还花了很多时间为空间站居民开发新食谱，花费数月时间完善一种可以冷冻干燥和消毒的餐食。
但是，即使所有这些听起来都很有挑战性，空间站几乎就在地球的“后院”—— venturing deeper into space will to be a lot more difficult。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，首次火星任务可能无法依靠水培温室来获取食物。NASA 的食品科学家需要为长达三年的火星往返旅程设计和创造所有食物，这带来了一些有趣的新挑战。我们采访了 Kloeris 以了解更多信息。
以下采访已编辑并删节。
Popular Science：设计火星之旅的食物面临哪些最大的挑战？
Vickie Kloeris：对于首次火星之旅，食物几乎全部是预先准备好的，以便在他们到达时等候他们。如果您考虑到去火星需要 6 个月，那么当他们到达时，这些食物将已经存放了 5 到 7 年。1
挑战在于拥有足够多种类的食物，这些食物能够在此期间保存下来，并且质量足够高，以至于宇航员不会停止进食。有一种非常真实的现象称为“菜单疲劳”，即如果人们缺乏多样性或对食品系统感到厌倦，他们就会只吃足够维持生存的量，而不是足够茁壮成长的量。我们希望船员能够保持最佳状态。
如果人们缺乏食物多样性，他们往往只吃足够维持生存的量，而不是足够茁壮成长的量。
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下降。即使我们的食品包装被认为是无菌的，也会发生化学反应。颜色会改变，质地会改变，营养会随着时间的推移而退化。我们需要知道，经过 5 到 7 年的存放后，它还剩下多少营养，是否会有某些营养素变得过于稀缺？
为了弄清楚这一点，我们对我们目前的一些产品进行了保质期研究，以了解营养素随时间的保存情况。
您是否需要开发新食谱，以确保火星上的宇航员有足够的食物多样性？
我们在国际空间站的核心菜单中有大约 200 种不同的食物和饮料。所以，我真的认为我们现在拥有的多样性是足够的，但问题是我们现在拥有的食物并非所有都能保存那么久。我们可以制作出在微生物学上是安全的食物，但其质量和营养含量会非常可疑。
您如何处理营养问题？
有强化营养的可能性。您可以从一开始就向食物中添加过量的营养素，这样当它随着时间退化时，它仍然会保持在可接受的水平。
军方也有一些与我们相同的担忧——他们希望为士兵制作能够长期保存的食物，因此我们实际上与他们合作进行了一些研究。他们正在研究两种新兴技术：高压处理和微波灭菌2。这两种技术的优势在于，理论上它们对您正在加工的食物造成的加热损伤较少。如果您施加的加热较少或时间较短，营养物质的退化就会减少。如果您从较高的营养水平开始，您就可以以较高的水平结束。
由于使用的热量较少，颜色、质地、风味和营养成分都会更好。至少希望如此。
喂养火星上的宇航员还有其他担忧吗？
深空辐射及其对食物的影响目前是一个未知数，我们面临的一个问题是，在地球上没有好的方法可以重现它来对其进行测试。
几年前我们做了一个实验。我们将对照组的食物和药品保留在地面上，并将同等物品发送到国际空间站，然后带回并进行比较。国际空间站的近地轨道辐射对食物的质量和营养没有显著影响。但这种辐射与完全离开地球大气层时的辐射截然不同。
深空辐射及其对食物的影响是未知的
NASA 正在考虑在月球附近设立一个小型中转站。我们正在考虑可能在那里发送食物，并可能在那里存放一段时间，以了解深空辐射可能对食物产生的影响。
火星探索者会自己种植食物吗？
我肯定会看到的一种情况是，他们会在类似Veggie 机的东西中种植一些即食食品。他们能够种植的体积将非常小，可能对他们的营养贡献不大，但对他们的心理贡献可能很大。
第一次任务中种植大量食物的想法可能不会实现。如果我们真正致力于殖民火星，像在国际空间站一样真正地让人们在那里生活，那么您可能需要某种模块来持续种植植物。
3D 打印将在火星上的餐食中扮演什么角色？
他们现在在空间站上进行 3D 打印，用于制造工具和零件。但就目前而言，3D 打印食品的成熟度不如 3D 打印工具。
3D 打印工具和零件之所以有吸引力，是因为有很大的动力将其推向前进并完善这项技术。人们已经证明，他们能够制造出比以前生产的更轻巧、更坚固的飞机零件。对于 3D 打印食品，经济激励没有那么多。现在它更多的是一种潮流，但这完全取决于技术的未来发展。
如果 3D 打印食品得到改进怎么办？
那么权衡将是，您能否从 3D 打印机中获得足够的产品，以使其值得为此携带到火星的重量和体积？
昆虫是另一种最近的食品潮流。虫子会成为宇航员饮食的一部分吗？
[笑] 我不认为这会发生。食物是宇航员为数不多的慰藉之一，因此从心理角度来看，食物变得非常重要。
我几乎参与了每一次航天飞机任务，那些任务非常短，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，食物从心理角度来看变得更加重要
当我们开始在和平号空间站（现在是国际空间站）进行长期停留时，船员们很快意识到，从心理角度来看，食物变得更加重要。对于火星，我们谈论的是三年的旅程，所以食物肯定会很重要。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。
宇航员在火星上时是否需要吃更多的食物，或更多的任何特定营养素？
到目前为止，我们所做的所有研究都表明，[一个人在地球重力下的需求]与微重力之间没有显著差异。在航天飞机计划中进行的实验使用了双标记水，宇航员摄入一种水的同位素，然后可以通过尿液追踪其排出。通过追踪排出的量，可以精确计算出一个人消耗了多少卡路里。
他们在航天飞机宇航员身上进行了这些实验，比较了他们在地面和在轨道上的情况，发现没有显著差异。现在，航天飞机飞行时间很短，因此，欧洲人现在正在国际空间站重复这些实验，以查看在太空停留更长时间期间卡路里需求是否会发生变化。看看他们会发现什么将会非常有趣。
脚注
1.
旅程之所以如此漫长，是因为 NASA 必须等待地球和火星处于最近的对齐状态，这种情况大约每两年发生一次。它还取决于 NASA 使用何种推进方法将预供应任务发送到火星——有些方法比其他方法快。 返回
2.
Kloeris 的团队通常使用高温和少许压力来消毒食物。高压处理使用完全相反的方法——低温和高压——来完成相同的任务。
微波灭菌仍然使用相当多的热量，但它在较短的时间内施加，这理论上也应该导致更少的化学和营养变化。
这两种灭菌技术仍处于实验阶段，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生产规模，以便处理大量食物。 返回
