新太空食物:密實袋如何變麵包?

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太空人 Megan McArthur 在國際太空站與新鮮蔬菜合照。 圖片來源:NASA

對我們來說,麵包是最常見的其中一種食物,卻因所佔空間大、營養價值較低、麵包屑四周漂浮危害安全等,多年來都被禁止帶上太空。1965 年美國登月太空人約翰.揚(John Young)執行雙子座 3 號任務時,就曾因偷運鹹牛肉三文治到太空而引起爭議。不過在未來,太空人或許能直接在太空焗麵包,不用再「走私」了。

太空食物大多屬罐頭、冷藏食品或復水食品(Rehydratable Food),後者需經脫水壓縮及再加水復原,口感和味道會變差。美國太空總署(NASA)今年 1 月舉辦「深空食物挑戰賽」(Deep Space Food Challenge),旨在公開徵求創新的食物生產技術,要求包括滿足 4 名太空人為期 3 年的飛行膳食、使用最少資源生產最多糧食、確保營養及安全等,以為 2025 年載人登月任務及火星探索鋪路。

首輪得獎名單已公佈,其中 18 組團隊各獲派 2.5 萬美元,進入第二輪比賽,落實他們的設計概念。入圍技術分為 3 大類:食物加工、生物培養(Bio Culture)及植物種植。

食物加工方面,佛羅里達大學植物分子和細胞生物學博士生 Hope Hersh 就研發「太空麵包」,利用氟化乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene)製成一個密封袋,可在超低溫及高溫環境下使用,使用時材料會直接在袋裡發酵成無屑麵包。太空人吃新鮮麵包的夢,未來或能成真。

曾為 NASA 設計意式薄餅 3D 打印機的俄亥俄州初創公司 Beehex,這次帶來萬能食物生產機(Universal Food Fabricator),只要將植物和培植肉脫水成粉末,存放在完全密封的粉末匣,便能隨時以 3D 打印機列印指定食物。粉末匣更至少能保存 5 年。

今年 10 月,McArthur 在國際太空站展示使用太空種植辣椒製成的墨西哥卷餅。 圖片來源:NASA

現時,國際太空站依賴各方定期發射火箭運送物資作補給,但新鮮水果因重量及存放期限短,會以凍乾水果代替。來自馬里蘭州的公司 Hefvin 則在培養基中提供促使水果細胞生長的營養物質,並透過晶球化(Spherification)製成包裹不同細胞的膠囊,培養出帶有「果皮」及「果肉」的生果。

各種「烹調」技術或能滿足太空人的胃,然而若真要在火星過活,可能要複製地球生態。加州科企 Interstellar Lab 就開發類似充氣泡泡的 BioPod 生態種植艙,透過閉環控制(closed-loop controlled)環境棲息地和生態圈,可循環用水、回收廢物和生產食物,人工智能會計算植物生長所需的最佳氧氣和日照水平等,以實現可持續發展。每個生態艙皆獨立運作,或以橋樑連接成一個村莊,儼如火星城市。

隨著藍色起源(Blue Origin)、SpaceX 等公司相繼發展太空旅行,太空生活不再遙不可及,預計深空技術將有更大需求,亦有機會一如以往的太空科技,反過來惠及地球。當全球升溫及氣候變化已成事實,偏遠地區的糧食不足問題急需正視,挑戰賽評審之一、NASA 署理國際太空站總監 Robyn Gatens 就說:「這些食物系統可以為地球帶來好處,這些解決方案對資源匱乏、深受災害破壞的地區,提供生產糧食的新途徑。」