十天无补给、无冰箱,四名航天员即将环月飞行,他们的饭盒里装着

2026年03月04日23:22:16 科学 1922

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探索宇宙奥秘 · 理性思考

阿尔忒弥斯二号任务定于2026年11月发射。四名航天员将乘坐猎户座飞船绕月飞行十日。这段旅程没有货运飞船补给,舱内没有冰箱,甚至发射前三天就无法再装载新鲜物品。在这种极端约束下,NASA的航天食品工程师完成了一项精密计算:他们必须将数千卡路里的能量、全面的营养素、以及航天员的个人口味,全部压缩进一个不需要电力维持的密闭容器里。

这看似简单的"盒饭"问题,实则是人类深空探索的技术瓶颈之一。

深空厨房面临三重极限约束

与在地球轨道运行的国际空间站不同,阿尔忒弥斯二号是一次封闭式远征。任务全程约十天,猎户座飞船必须完全自给自足。这意味着食品系统要同时满足三项严苛指标:质量极限(每增加一克重量都需推进剂补偿)、体积极限(四人共用的居住舱空间有限)、能源极限(没有多余电力供给冷藏设备)。

因此,新鲜蔬果被彻底排除在菜单之外。航天员无法像在空间站上那样等待"快递"(货运飞船)送来苹果或橙子。所有食品必须是货架稳定型——即能在常温下长期保存而不变质。NASA选择了四类成熟技术:热稳定食品(类似军用罐头,高温灭菌后密封)、冻干复水食品(脱水后轻便,需加水恢复)、辐照食品(利用电离辐射灭菌)、以及即食口粮(能量棒等包装食品)。

这些食品还必须满足一个特殊物理要求:低残渣、低 crumb(碎屑)。在微重力下,面包屑不会落地,而是飘浮进精密仪器或航天员肺部。因此, tortillas(玉米薄饼)取代了切片面包,粘稠的酱料替代了易散的粉末。

太空菜单经历四代技术跃迁

阿尔忒弥斯二号的食品系统,浓缩了人类航天六十年的饮食进化史。

阿波罗时代(1960年代)是"牙膏管"阶段。航天员从铝管中挤出肉泥或果酱,口感单调且心理体验极差。早期任务甚至因食品不受欢迎导致航天员摄入热量不足。

航天飞机时代(1980-2011)实现了突破。有了专门的食品加热器和复水设备,航天员可以吃上热腾腾的牛肉炖菜和复水冰淇淋。菜单扩展到数百种,甚至出现了为感恩节特制的火鸡肉。

国际空间站时期(1998至今)代表了"轨道补给"模式的巅峰。定期来访的货运飞船带来新鲜水果、酸奶和偶尔的外卖披萨。航天员拥有冷藏柜,可以储存新鲜食品长达数周。

阿尔忒弥斯二号标志着第四代深空食品的回归。它摒弃了空间站的"即时物流"模式,回归阿波罗式的预置自给,但技术水准不可同日而语。现在的热稳定食品保质期可达五年,风味和质地经过精密感官评估;冻干食品的复水比例经过计算,确保在猎户座有限的水循环系统中不造成浪费。这是为更遥远的火星任务(往返可能长达三年)进行的预演。

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图释:图片来源:NASA

中国空间站破解补给难题

对于中文读者而言,最关心的问题或许是:中国在这一领域处于什么位置?

目前,中国天宫空间站的食品保障策略与阿尔忒弥斯二号截然不同,更接近国际空间站模式。得益于天舟货运飞船的定期补给(每半年左右一次),中国航天员可以享用新鲜水果、冷藏肉类甚至节日特色食品。天宫配备了专门的食品冷藏箱,这是低地球轨道"主场优势"的体现。

然而,中国载人航天工程办公室已明确表示,将在2030年前实现载人登月。届时,中国航天员也将面临与阿尔忒弥斯二号 identical 的挑战:十天以上的封闭飞行,无补给,无 late-load(晚期装载)能力。

中国航天科技集团已提前布局。在2023年的公开报道中,中国航天员科研训练中心展示了为深空任务研发的长保质期航天食品,包括采用新型杀菌工艺的即食餐和高效能复水食品。与NASA一样,中国工程师也在研究如何在失重环境下最小化食品包装废弃物——因为对于猎户座或未来的中国登月器而言,垃圾的储存空间和食品本身同样宝贵。

食品科技决定深空探索边界

阿尔忒弥斯二号的菜单看似琐碎,实则定义了人类探索的物理边界。

当NASA工程师将每名航天员2-3天的口粮打包进一个容器时,他们不仅是在整理饭盒,更是在设计生命支持系统的能量闭环。从阿波罗的牙膏管到猎户座的精密热稳定餐,进步的背后是材料科学、食品工程和营养学的交叉突破。

中国即将加入这场竞赛。当中国航天员未来踏上月球时,他们携带的食品系统必须比天宫的更轻、更紧凑、更耐储存。阿尔忒弥斯二号的这次"环月盒饭"测试,正是为所有瞄准深空的国家提供了一份技术基准:在没有补给线的宇宙深处,能吃得好,才能走得远。

参考文献

NASA. (2026, March 4). Artemis II: What's on the menu? Phys.org. https://phys.org/news/2026-03-artemis-ii-menu.html

NASA. (2024). Space Food Systems. NASA Human Research Program.

中国航天员科研训练中心. (2023). 载人登月任务食品保障技术研究进展. 《航天医学与医学工程》.

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