[科普中国]-航天食品

定义

space foods

航天食品：供航天员在空间飞行中食用的 食品。

我们把航天员在太空中吃的东西叫航天食品，是因为它是根据航天员生活所处的特殊环境，结合航天人员在太空的口味和消化吸收能力，以及特殊进食方式而研制。可以这样说，航天食品是为在特定的环境，特定的人群而研制出的一种特殊食物。这种食品是根据合乎膳食标准的航天食谱制成的，其中必须包含足够和完善的科学营养，如每天人体所需要的蛋白质、脂肪和糖等，并保证含有钙、磷、镁、钾等主要无机元素，还要含有铁、锌、硒、碘等微量元素，以及两种脂溶性维生素(维生素A和E)和各种水溶性维生素(维生素B族和C等)。

特点一般把在太空执行任务和返回着陆等待救援期间供航天员食用的食品和饮水称作航天食品。它重量轻，体积小，营养好；为了方便航天员在太空失重条件下进食，防止食物在飞船舱内四处漂浮，我们就把航天食品加工成一口大小，并且食品包装内没有流动的汤汁，也就是“一口吃”食品。为了减轻飞船舱内的废物收集系统的负担，航天食品都不含残渣，如骨、皮、核等。

目的人有个体差异，特定的航天环境(微重力下的微小生活空间和要完成各种复杂的航天任务)使航天员的口味要求变得非常特殊，吸收消化能力也受到一定的影响。为适应他们在这种环境中的饮食习惯，每天、每顿的食谱的制定是很重要的，不能单调。有时为了飞行的需要还要限制或增加某些食物，如飞行前要限制食物中的钠和水以及纤维成份，以减少飞行初期航天员的大、小便次数；飞行后要增加某些营养，以加速恢复身体健康。。

发展历史20世纪60年代初，苏联和美国航天员食用铝管包装的肉糜、果酱类膏糊状食物。航天员进餐时，用手挤压管壁，将食物直接送入口中。穿着加压的航天服时，通过头盔进食孔进食。这种食品的缺点是水分含量高，重量和体积大。后来，航天食品采用一口一块的压缩食品。小块食品体积和重量小，便于携带，进食方便。60年代中期～70年代初，美国双子星座号飞船和阿波罗号飞船采用氢氧燃料电池作电源。这种电池发电时，产生出大量水，于是，美国采用脱水复水食品，这种食品的性状和风味更接近于地面的普通膳食，能满足航天员的口味。后来，由于载人航天器上食品冷藏设备和加热装置的飞速发展，航天食品的类型和品种已接近地面膳食。美国航天飞机上的航天员可吃到新鲜的蔬菜、水果和加热后的鲜汤等食品。

食品类型情况性分类**航天食品大致有如下两种类型：**一类是在太空正常飞行时航天员所要吃的食品，另一类是在特殊情况下所要用的食品。

在正常飞行情况下吃的航天食品有：

（1）即食食品。它是拿过来就吃的东西，不需要进行再加工，如含中等水分、一口大小的压缩成型的或用涂膜处理的干燥食品等。

（2）复水食品。这种食品是冷冻干燥食品，因为它在被送上太空时轻而小，在航天食品中占有较大比重，但在食用前必须复水，在它的包装袋上都有一个单向入水阀门，以便复水用，复水后即可食用。

（3）热稳定食品。这类食品是经过加热灭菌自理的软包装和硬包装罐头类食品，太空飞行证明，在失重条件下用普通餐具由开口容器中取食完全可行。这类仪器占航天仪器的比例也很大。如苏联礼炮6号空间站中这种仪器占80%左右。

（4）冷冻冷藏食品。这类食品是在地面上冻好带进太空的，溶化后可食用。

（5）辐射食品。这是经过放射线杀菌后的食品，它曾在美航天飞机飞行中少量使用过。

（6）自然型食品。地面上没经处理的食品，如新鲜水果，蔬菜、水果、果酱和调料等。

（7）复水饮料(冲剂或软固体饮料)。它是在太空加水溶解后制成的冷饮或热饮。在包装上美国早期用复水饮料袋，后改用折叠塑料瓶和方形复水包，以便用吸管吮吸。

特殊的航天食品有：

（1）备用食品。它是指在发生特殊情况必须延长飞行时所用的食品，其类型同前。

（2）应急食品。这种食品是指在飞行器发生故障时，航天员必须穿着航天服时所用的食品，如铝管包装的半固体果酱、菜泥、肉羹等。应急食品也包括当航天员着陆后，降到远离人烟的地方，等待救援期间饮用的食品。

（3）舱外活动中需要吃的食品，这是指存于头盔内颈圈部分的固体或半固体、流质供食器中的食品，供长时间舱外活动中临时给航天员饮用的食品。

食用分类对航天食品，科学家们将其大体分为7类：

一是即食食品，是不需要加工、拿过来就吃的食品；

二是复水食品，属于冷冻干燥食品，需要加入水使食品恢复原状后食用；

三是热稳定食品，这类食品是经过加热灭菌自理的软包装和硬包装罐头类食品；

四是冷冻冷藏食品，这类食品是在地面上冻好带进太空的，融化后可食用；

五是辐射食品，经过放射线杀菌后的食品；

六是自然型食品，地面上没经过处理的食品，如新鲜水果、蔬菜、面包、果酱等；

七是复水饮料，冲剂或软固体饮料。1

要求对航天食品的要求，首先就是要确保安全，不能发生任何食源性疾病和食物中毒。航天食品及包装必须能经受住航天特殊环境因素的影响，如冲击、振动、加速度等的考验而不失效。航天食品还必须符合失重条件下航天员生理改变的要求。航天飞行导致航天员骨钙丢失，肌肉萎缩，红细胞减少等，那么，食品就要提供充足的优质蛋白质和钙，以及适宜的钙磷比例和维生素D；飞行初期航天食品的脂肪量不宜太高，以免加重空间运动病的症状；为防止心血管系统功能失调，就要求限制航天食品中钠的供给，保证钾的供给等等。2

质量要求航天食品是要求最高的食品。航天食品从本质上讲与地面普通食品一样，都是为人体提供能量和营养的，但空间环境的不同和航天员生活工作的特点，对航天食品提出了许多特殊要求。对航天食品的要求，首先就是要确保安全，不能使航天员发生任何食源性疾病和食物中毒。航天食品及包装必须能经受住航天特殊环境因素的影响，如冲击、振动、加速度等的考验。截至到2015年，世界上所有航天食品都是从地球携带到太空的，考虑到载人飞船发射费用昂贵，为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷，航天员携带的航天食品应尽可能重量轻，体积小，营养好。

营养要求从营养方面来看，航天食品必须符合失重条件下航天员生理改变的要求。航天飞行会导致航天员骨钙丢失，肌肉萎缩，红细胞数量减少，食品要针对航天员生理改变指数对膳食的营养素作适当调整。例如，肌肉萎缩要求食品提供充足的优质蛋白质，骨钙丢失要求食品提供充足的钙，以及适宜的钙磷比例和维生素D。另外，飞行初期食品的脂肪含量不宜太高，以免加重空间运动病；为防止心血管系统功能失调，要限制食品中钠的供给，保证钾的供给。

搭配要求如何搭配进食和建立饮食制度也是很重要的问题。饮食制度是按航天乘员的生活工作和锻炼情况，来合理安排每日的进餐次数、每餐食品量和热量、进餐间隔时间的一种规定，也是制定每天食谱的依据。如苏联礼炮6号空间站上规定：每天4餐，每餐食品量和热量接近均等；各餐间隔时间为3~5小时；锻炼后要15~20分钟才能进餐；锻炼或紧张脑力劳动，必须在饭后1~1.5小时后才能开始。美国采用每日3餐的制度。

航天食谱必须符合营养标准和航天员口味及饮食习惯。航天食谱一般分两种，一种是通用型，一种是个人爱好型。为了避免单调，美俄在太空中使用的食谱，一般以4~`6天为一个周期，在一个周期内除饮料外每天食品不重样。如美国航天飞机的通用食谱分为A、B、C餐：A餐有桃、烤牛肉、炒鸡蛋、薄饼、可可、桔子饮料，维生素丸和咖啡；B餐有猪肉混合菜、土耳其香肠、面包、香蕉、杏仁脆饼和苹果饮料；C餐有虾、牛排、烩闷饭、花椰菜、鸡尾水果、布丁、葡萄汁饮料和冰淇淋。从这些食品种类上看，其营养成份是比较齐全的，符合航天员的营养标准。从已上天生活过的航天员飞行后的健康情况看，还没发现有过度营养不良者，虽然在长期航天时航天员普遍出现缺钙现象和肌肉萎缩，但这只与长期失重有关。

甄选要求航天食品的甄选要遵循以下基本原则：首先，营养结构应适合航天员的工作性质，营养要全面；其次，食品质量标准高于国标。在符合标准的情况下，关键是保证食品质量的一致性，以免航天员食用后出现问题；再次，食品口味与常人相同；最后，航天员食用的食品必须留样，保存三天，以跟踪航天员食用后的反应。此外，航天食品必须符合失重条件下航天员生理改变的要求，能够提供充足的优质蛋白质和钙及适宜的钙磷比例和维生素D；飞行初期航天食品的脂肪量不宜太高，以免加重空间运动病的症状；为防止心血管系统功能失调，要限制航天食品中钠的供给，保证钾的供给。

包装要求为了方便航天员在太空失重条件下进食，防止食物在飞船舱内四处飘浮，一般把航天食品加工成一口大小，并且食品包装内一般不能有流动的汤汁，也就是所谓的“一口吃”食品。为了减轻飞船舱内的废物收集系统的负担，航天食品都不含骨、皮、核等残渣。最后，考虑到在太空长期飞行中，航天员处于失重状态和狭小空间中，食欲容易下降，航天食品还必须种类丰富、花样繁多，以刺激航天员的食欲。

航天食品还必须在制做包装形式和储藏的稳定性上加以考虑，使之进食方便和容易长期储藏，并能经受航天器上升段的振动、冲击和加速度负荷而不致破碎

制作过程要求为了确保我国航天食品的绝对安全，从原材料的选购、食品生产车间与设施的卫生、工作人员的管理及食品检验检测等所有环节进行严格把关。

把好原料采购关

陈斌说，航天食品的原料全部是取得“绿色食品”资质的产品。“绿色食品”是指安全、营养、无公害食品，这类食品对工业“三废”和农药污染进行了严格的控制。我国航天食品的生产部门在全国选取了若干实力雄厚、声誉良好的原料供应商，并定期对供应商的质量体系进行考核。

把好生产工艺关

由于航天食品绝不含防腐剂，而保质期一般要求在6个月以上、保藏时一般不考虑进行冷藏、航天员在食用前不能进行杀菌消毒处理，所以对于食品生产流程和生产工艺提出了很高要求。航天食品专家经过长期研究和实践，形成了一整套严格的生产过程的工艺文件和工艺参数。这些文件和参数一经确定，并经过权威专家评审通过后，生产过程就严格按照这一要求进行。

把好人员管理关

我国航天食品是由中国航天员中心研制生产的，生产车间就设在北京西北郊戒备森严的航天城中。生产车间目前有9名工人，都经过严格的政治审查和每年两次的身体检查，确保政治可靠、身体健康。平时，这些人员不得随意外出，不得与不明身份的人交往，也不能像一般人一样到外面餐馆吃饭。在进入生产车间前，每人都要淋浴、消毒，并换上特制的防静电工作服。

四是把好检测关

为了保证航天食品的卫生质量，在食品的设计、研制和生产中，都必须严格遵守《中华人民共和国食品卫生法》，执行国家卫生行政部门批准颁发的《航天食品卫生标准》，对原材料的选购、运输与储存的卫生，车间环境与设施的卫生，生产人员的个人卫生，食品加工过程中的卫生，成品运输储存与交付的卫生等进行严格的管理与监督。所有航天产品必须经国家卫生行政部门检验并确定合格后，才能交付使用。3

航天食品还必须符合卫生学的要求，防止食源性疾病的发生。4

适用人群航天食品地球人能吃？

真正的航天食品涉及的范围却比较狭窄。日前，有关专家介绍了航天食品的概念：航天食品其实仅仅指专供航天员在太空执行任务和返回着陆等待救援期间食用的食品和饮水。

目前，国内的航天食品生产几乎完全集中在北京航天城里。其主要工作全部由北京航天医学工程研究所承担。据业内有关人士透露，上海航天局为此次“神六”升空做了很多工作，但是，目前上海方面不参与航天食品的研究工作，也没有任何开发航天食品的项目。

航天员“一口吃”食品品种目前已经超过80个。这份品种繁多的菜单中包罗了脱水米饭、咖喱米饭、鲍鱼、鱼香肉丝、宫保鸡丁等特色中国菜肴，同时也提供各种鱼类和肉类罐头。佐餐饮料除咖啡、果汁等品种外，还提供速溶绿茶。而人们熟悉的压缩饼干则进了航天员的应急食品袋。这个菜单中的40多种食品随“神六”一起上天遨游。

早在上个世纪70年代，我国就已展开航天食品的研究开发，压缩饼干就是当时上海航天食品研究的产物。30年过去，压缩饼干已经走进人们的日常生活，但是，它所代表的航天食品始终没有形成规模。

宇航员饮食难以“生活化”

航天食品具有重量轻、体积小和营养好的特性，表面看来，这些特性都使航天食品具有竞争力。然而，特定的航天环境使航天员的口味要求变得非常特殊，吸收消化能力也受到一定影响。航天食品就是为适应这些特点而产生的，而地面的环境未必能让所有人产生这种口感。也就是说，针对航天活动开发的航天食品也存在水土不服问题，下了地，并不一定适合普通人。

除了可能存在的口感问题以外，航天食品的研究和生产要求相对地面食品要严格得多。航天食品其实是一个食品组合，这个组合必须提供最合理和最适合航天生活的营养结构。另外，为了保证航天员健康，食品的质量要求相当高。这种情况为航天食品推广生产提高了难度。航天食品发展甚至面临着接近无产业的困局。上海航天805所某业内人士表示，航天食品的科技含量很高，适应面相对比较狭窄，很难适应产业化的要求。

移植到旅行饮食或许能开发

面对航天食品目前的发展现状，我们不妨提出大胆的猜想。航天食品在很多方面与旅游食品有接近之处。重量轻、体积小便于出行者携带；营养好、质量高保证了出行安全；处理方便适应了出行条件限制。

如果可以对航天食品某些方面作出调整，移植到旅游食品中，不仅将改变航天食品的现状，也将丰富旅游食品品种，提高食品质量。那么，航天食品将不再是天外来物，将越来越接近人们的生活，规模化和产业化，也只是时间问题。5

中国航天食品在世界航天食品当中，我国的航天食品有中国特色，特别是传统的中式菜品都尽可能出现在航天食谱中，相比西餐更加色香美味，可口宜人。北京航天医学工程研究所航天食品分系统主任白树民中国的航天食品的特点主要表现在：形式上是以中式食品为主，搭配成的航天膳食具有明显的中餐特色，能够符合航天员的口味要求，比如膳食有主食和副食之分，主食主要以米面类的食物为主，副食讲究荤素搭配，在加工上注重色香味形。

我国在神五时期就有了八宝饭、陈皮牛肉、酱牛肉、莲子粥、绿茶、墨鱼丸、牛肉丸等多种具有浓郁中国特色的航天食品。6如八宝饭，不仅风味独特、色泽艳丽，其中的莲子、桂圆等配料还有保健功能，具有浓郁的中国特色。6

航天食品种类繁多。那么它的加工方法和食用方式会是怎样的呢？以陈皮牛肉为例。作为航天食品它就必须经过高温处理后再做成罐装食品，这样才可长期保存。食用时，用加热器加温即可食用。这种食品称为热稳定食品，用金属罐或蒸煮袋包装，俗称“软硬罐头”，它们的特点是不仅含有正常量的水分，而且与普通食品从口感到形状最接近。由于空间运动病和失重环境对机体的影响，航天员的食欲会有所降低，这样会影响航天员的工作效率和身体健康。

北京航天医学工程研究所航天食品分系统主任白树民为了增进航天员的食欲，提高食物的摄入量，航天食谱通常采用个人选择性食谱，那么什么是个人选择性食谱呢，就是在飞行前由航天员根据自己的嗜好选择自己喜爱的食品，由膳食营养专家进行配餐后编入食谱，供他们在飞行时使用。

中国人有饭后喝茶的习惯，我国的航天医学专家还发明了这种包装简单、饮用方便的茶精饮料，饮用时只需通过包装袋上的一个单向阀门将水注入，揉捏包装袋，等到与水充分吸收复原，就可以打开包装进食。冻干食品是最具有航天特色的食品。它是利用冷冻干燥技术脱去食物中的全部水分，最大限度地保持物料的原有形状和营养成分，可以直接食用。一般水果、蔬菜类不耐蒸煮的食物可以用这种方法加工。

现在，我国科技工作者已开发了几十种航天食品，可以想见，随着航天事业的发展，我们的航天食品会更加丰富，给航天员提供一个舒适的饮食条件。7

国外航天食品美国航天飞机食谱

A餐B餐C餐桃猪牛肉混合菜虾；烤牛肉土耳其香肠牛排；炒鸡蛋面包烩肉饭；薄饼可可桔子饮料维生素丸咖啡香蕉杏仁脆饼苹果饮料花椰菜鸡尾；水果布丁葡萄汁饮料冰淇淋航天食品的包装要求，一是保证在失重情况下使用，二是重量轻体积小。一般有罐装（铝罐或双金属罐）、盒装（复水食品盒）和袋装（复水饮料袋、蒸煮袋、铝塑复合袋等）。美国航天飞机使用的复水盒采用硅橡胶隔膜来防止加水后漏水，使加水操作更为方便可靠。苏联/俄罗斯使用的复水食品包装是软塑料袋，加工比较简单。美国航天飞机还使用复水软料袋，它的加水原理与复水食品盒相同。救生食品可采用软塑料内包装和硬塑料外包装。救生饮水可采用马口铁罐或塑料瓶包装8。

对于长期载人飞行，特别是对于将来的火星探险和在月球上的长期居住，需要解决食品的生物再生技术，以减少食品的携带量和补给量。目前，美、俄各国正在加紧研究食品的生物再生技术。美国国家航天局艾姆斯研究中心为航天飞机研制了一种“色拉机”，它可为航天员提供莴苣、黄瓜、胡萝卜等新鲜色拉蔬菜。苏联也曾在“礼炮”7号空间站上进行种植洋葱、黄瓜、小萝卜等的实验，以供航天员食用。同时美、俄各国也在加紧研究在空间种植小麦、花生、大豆等粮食作物，实现通过生物技术将航天员的代谢废物转变成食物的过程。美国天空实验室上的第二批乘员洛马斯等人在航天时带去了一些辛辣的调味品，希望借它来增加食欲，当他们在航天中食用这些辛辣的调味品时，觉得失去了原来的味道，大家觉得很奇怪。事后证明，这是人在宇宙中味觉失灵的缘故。

俄罗斯俄罗斯供应的食物很多是罐装的，加了蔬菜的羔羊肉，掺有大麦的牛肉(像一种夹肉面包)，鲟鱼和鸡肉饭。我们这里有微波炉，可以加热罐头，然后用起罐器将罐头打开，但是罐头盖不能取下（以免飞得到处都是）。罐头上没有可以将他们固定在桌子上的搭扣，所以在吃罐头时无法将它固定住。如果你打算腾出手的时候，你可以往罐头底部倒一些水，这样罐头就可以粘在桌面上。

还有很多其它的脱水食物，像特沃劳格（tvorog）（这是一种俄罗斯乡村的坚果干酪甜点）、蔬菜、意大利通心面、西红柿、油炸米饭、小虾等等。你所要做的就是往袋中加水，等上几分钟，再将勺子插进袋子里吃这些食物。俄罗斯汤：罗宋汤、牛肉大麦汤、辛辣羔羊汤等等。如果你去过俄罗斯的话，你就会知道那里的汤是多么美味了。在脱水食品复水时，要确信这些汤料和水已经完全融合，你需要将包装袋前后晃动，或抓住包装袋，上下拍打，利用离心力将水挤到袋子中。所以当你看到一名航天员抓住一个食品袋，并且上下挥舞，这不是他为午餐而兴奋（也许有这种可能），只是为了将食物和水混在一起9。