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火星之旅吃什么?科学家揭示长途太空飞行宇航员面临营养挑战

时间:2017年01月18日 信息来源:科学网 点击: 【字体:

资料图:空间站宇航员聚餐

美国宇航局(NASA)计划未来有一天让宇航员登陆火星。然而,一项新报告指出,即便距离载人航天50年之后,太空探索者在去往其他行星的长途旅行中应该吃什么却仍然不确定。

地球上数百年的经验表明,适宜的饮食对科学探索非常关键。“在航海时代,数以百万计的水手因为在航海任务期间缺乏维生素C而死亡。”休斯顿NASA约翰逊空间中心食品科学家Grace Douglas说。

地球和火星之间的任何旅行都将是漫长的。两颗行星之间的平均距离约为2.25亿公里,约相当于地球周长的5625倍。地求—火星往返加上在火星停留20个月可能要花3年。

“我们的一个目标是让营养最优化,以减轻太空飞行的负面影响,比如骨骼和肌肉流失、辐射损伤、免疫功能变化以及其他生理系统的变化等。”NASA约翰逊空间中心食品科学家Sara Zwart说。

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未来的火星表面温室艺术想象图

为了了解宇航员在飞往火星和其他行星的长途太空旅行中应该吃什么,美国国家科学院、工程院和医学院评估了NASA关于太空飞行带来的健康风险的相关报告。尽管评估支持该机构绝大多数研究,但它也总结称关于长途太空任务的最佳影响指南仍存在不确定性。

例如该评估发现,NASA在一些情况下会夸大一些营养的益处和某些营养缺乏的风险。它还指出了报告中陈旧过时和不正确的观点。“例如,一份报告认为‘脂肪毒性水平导致高血清胆固醇、肥胖、动脉粥样硬化,并最终导致冠心病或死亡。’然而,脂肪并没有发现具有毒性,营养学家总体上已经不在建议低脂肪饮食。此外,总脂肪摄入量与肥胖之间仅存在较弱联系。”作者写道。

一部分问题是,此前的研究揭示了需要抵抗疾病的大量营养需求,“即便对那些在地球上正常生活的人来说,我们知道的促进健康的营养需求知识也非常少。”德州农工大学营养生理学家、并未参加评审NASA报告的Nancy Turner说。

让问题更加复杂的是,与宇航员在国际空间站的经历不同,到达火星等更遥远地方的探索任务会让他们曝露在极为不同的辐射水平和受其他因素影响的环境中,Zwart说。Turner也赞成这一观点,并表示在长距离太空飞行过程中,身体会发生“尚未完全了解的”改变,“因为实际上我们对长期处于太空中的人几乎没什么观察。”

这份评估表示,营养补充可能会帮助宇航员避免危险的差异。然而,“膳食补充剂中的营养物质可能会像在食物中那样很快或更快地降低,有证据表明通过膳食补充剂提供的营养可能不具有像来自天然健康食品一样的效果。”Zwart说,“我们正在努力通过各种食物而非膳食补充剂提供营养,就像我们在国际空间站做的那样。维生素D是所有宇航员都要服用的唯一一种补充剂,因为那里缺乏太阳光。”

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图片来源:NASA

空间农业可以使一个解决办法,但它也有其自身的益处和风险。“最近,我们在电影《火星救援》中已经看到了太空种植粮食的挑战。”Turner说,“尽管它是一种科幻描述,但却警示我们希望和机遇之外的一些问题和障碍。”

为宇航员长距离飞行提供稳定和美味兼具的食物存在挑战,该评估报告指出。目前,NASA营养指南计划研发出能够持续储存两年左右的食物。“当前,大多数宇航员在太空的时间都低于一年,所以两年的时间框架不是问题。”Turner说。

然而,飞往火星的任务可能会在宇航员到达那里之前,先用不载人飞船将食物送到这颗红色星球,这将需要5年的保质期。“我们有数据表明,一些营养和目前处理并提前打包的太空食品系统会在储藏过程中退化,不适宜长期太空探索。”Douglas说。

尽管NASA到目前为止设计的食品在延长储存期之后仍可以安全食用,但如果它们流失了关键的营养或是宇航员觉得难吃,“这会导致他们表现下降、生病,甚至是死亡。”Douglas指出。

最终,帮助宇航员在太空保持健康的研究也会为地球上的人带来裨益。“现在地球上仍有饥饿和食品安全普遍存在的地方。”Turner说,“如果我们有机会创造出可以长时间储藏的高度稳定的食物供给,那么就可以避免与短期内流转大量食物相关的问题。而且,我们正在了解一些营养物质对特定器官的健康效应,比如在非重力环境中维持肌肉重量和骨骼强度等,我们将能更好地帮助那些不能活动人或是卧病在床的人。”


(作者:佚名)
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