อาหารอวกาศ
เวลาที่เราดูข่าวหรือสารคดีเกี่ยวกับนักบินอวกาศของนาซาและรัสเซียที่ออกเดินทางไปกับกระสวยอวกาศ และที่อาศัยอยู่ในสถานีอวกาศนานาชาติซึ่งโคจรอยู่ในวงโคจรรอบโลก ท่านผู้อ่านเคยนึกสงสัยไหมครับว่านักบินอวกาศบนนั้นจะใช้ชีวิตอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรับประทานอาหารที่ดูเหมือนเป็นสิ่งยากลำบากในสภาวะไร้น้ำหนักเช่นนั้น
เกลน นักบินอวกาศคนแรกของสหรัฐฯ ที่เดินทางไปกับจรวดในภารกิจอวกาศมาจนถึงเหล่านักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติในทุกวันนี้ งานค้นคว้าวิจัยด้านโภชนาการสำหรับโครงการอวกาศพัฒนามาจนถึงจุดที่นักบินอวกาศมีอาหารที่มีรสชาติถูกปาก บรรจุในหีบห่อที่สะดวกในการรับประทาน
เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการของการเตรียมอาหารอวกาศเราต้องนึกย้อนไปถึงนักสำรวจในยุคอดีตที่ต้องเผชิญกับปัญหาต่างๆ ขณะเดินทางไกลทั้งทางบกและทางทะเล ไม่ว่าจะเป็นการบรรทุกอาหารให้มีปริมาณเพียงพอแก่ความต้องการ อาหารต้องพร้อมที่จะรับประทานได้อยู่เสมอตลอดการเดินทาง และมีสารอาหารที่เป็นประโยชน์และเพียงพอแก่ความต้องการของร่างกาย เพื่อหลีกเลี่ยงภาวะการขาดวิตามิน เช่น โรคลักปิดลักเปิด (เลือดออกตามไรฟัน) ที่เกิดจากการได้รับวิตามินซีไม่เพียงพอ
ในต้นยุคประวัติศาสตร์มนุษย์ค้นพบเทคนิคการถนอมอาหารด้วยการทำให้แห้งและเก็บในภาชนะที่แห้งและเย็น การขจัดน้ำออกจากอาหาร ทำโดยการแล่เนื้อ ปลา และผลไม้บางชนิดออกเป็นแผ่นบางแล้วนำไปผึ่งแดด นอกจากนี้ก็มีการถนอมอาหารโดยการดองด้วยการคลุกกับเกลือหรือแช่ในน้ำเกลือ เป็นต้น
เทคนิควิธีการถนอมอาหารพัฒนาต่อมาเป็นการเก็บอาหารในภาชนะปิดสนิทการพาสเจอร์ไรส์ (ใช้ความร้อนทำให้จุลินทรีย์ไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้) และการบรรจุลงในกระป๋อง ทำให้ปัจจุบันมีอาหารหลายชนิดที่สามารถเก็บไว้ได้เป็นเวลานาน เทคโนโลยีล่าสุดในการถนอมอาหาร คือ การแช่เย็น และการแช่แข็งอย่างฉับพลัน (quick-freezing) ซึ่งทำให้สามารถคงสภาพของรสชาติและสารอาหารอยู่ได้
รูปแบบการถนอมและการบรรจุอาหารดังที่กล่าวมานี้ใช้ได้ดีและมีประสิทธิภาพสำหรับเราๆท่านๆ บนพื้นโลก แต่ยังไม่เหมาะสมเพียงพอสำหรับการใช้งานในอวกาศ มีข้อจำกัดบางประการที่ต้องคำนึงถึงในขั้นตอนการขนส่ง คือ น้ำหนักและปริมาตร นอกจากนั้นอุปสรรคที่ใหญ่กว่า คือ สภาวะไร้น้ำหนัก (ถ้าให้ถูกต้อง น่าจะเรียกว่าสภาวะความโน้มถ่วงต่ำ) จึงต้องมีกระบวนการพิเศษในการเตรียมอาหาร การออกแบบบรรจุภัณฑ์ และการเก็บรักษา
การขึ้นบินแต่ละครั้งใช้เวลาไม่นาน อาจเพียงไม่กี่นาทีจนถึงไม่เกินหนึ่งวัน ภารกิจที่สั้นเช่นนี้จึงไม่จำเป็นต้องมีการเตรียมอาหารสำหรับทุกๆ มื้อ อย่างไรก็ดี นักบินในโครงการเมอร์คิวรีได้กลายเป็นหนูทดลองในการทดสอบสรีรวิทยาการกินของมนุษย์ในสภาพแวดล้อมที่มีความโน้มถ่วงต่ำ เช่น การเคี้ยว การดื่ม การกลืนอาหารทั้งอาหารปกติและอาหารเหลว
อาหารสำหรับนักบินอวกาศในยุคแรกเป็นอาหารแห้งกึ่งสำเร็จรูป และอาหารกึ่งเหลวที่บรรจุในหลอดทำจากอะลูมิเนียมคล้ายหลอดยาสีฟัน ภายในหลอดมีการฉาบวัสดุพิเศษ ป้องกันการก่อตัวของแก๊สไฮโดรเจนซึ่งเป็นปฏิกิริยาระหว่างผิวโลหะกับอาหารที่มีฤทธิ์เป็นกรด เช่น น้ำแอปเปิล หลอดอะลูมิเนียมที่ใช้ในยุคแรกมักมีน้ำหนักมากกว่าอาหารที่บรรจุอยู่ภายใน ต่อมาจึงมีการพัฒนาเป็นหลอดพลาสติกน้ำหนักเบา จะว่าไปแล้วนักบินอวกาศไม่ค่อยพิสมัยกับอาหารแบบนี้นัก เพราะส่วนมากมีรสชาติไม่น่ารับประทาน และยุ่งยากในการเติมน้ำให้กับอาหารแห้งกึ่งสำเร็จรูป
ในช่วงปลายของโครงการเริ่มมีการผลิตและทดสอบอาหารที่ทำให้แห้งและอัดเป็นก้อน มีลักษณะเป็นชิ้นสี่เหลี่ยมพอดีคำ ไม่ต้องกัดหรือหั่นขณะรับประทาน อาหารจะนิ่มลงโดยการเคี้ยวในปาก (ไม่ต้องผสมน้ำก่อนรับประทาน) ยิ่งไปกว่านั้น อาหารก้อนยังถูกฉาบด้วยวุ้นเพื่อไม่ให้แตกเป็นชิ้นๆ ป้องกันไม่ให้มีชิ้นส่วนของอาหารหลุดลอยออกไป ซึ่งอาจเข้าไปอุดตันในอุปกรณ์ต่างๆ บนยาน หรือแม้กระทั่งเป็นอันตรายกับนักบินได้หากเผลอสูดผ่านจมูกเข้าไปในปอด ส่วนภาชนะบรรจุเป็นแผ่นฟิล์มพลาสติกห่อหุ้มด้วยระบบสุญญากาศ นอกจากใช้บรรจุอาหารแล้วยังช่วยป้องกันความชื้น รักษากลิ่นและรสชาติ รวมทั้งถนอมอาหารให้อยู่ได้นาน
ทั้งในแง่ความหลากหลายของอาหารและบรรจุภัณฑ์ มีกระบวนการขจัดน้ำออกจากอาหาร ทำให้อาหารอวกาศในยุคนั้นมีลักษณะใกล้เคียงกับอาหารสด ทั้งสีและรสชาติ เช่น น้ำองุ่น น้ำส้ม น้ำแอปเปิล ขนมปังปิ้ง ช็อกโกแลต ซุปไก่ เนื้อตุ๋น ข้าว ไก่งวงและน้ำเกรวี เป็นต้น
การขจัดน้ำออกจากอาหารเป็นกระบวนการตามธรรมชาติที่สามารถเกิดขึ้นเองได้สำหรับคนในประเทศเขตร้อนแต่ในประเทศที่มีอากาศหนาวเย็นต้องอาศัยกระบวนการที่เรียกว่า การทำแห้งเยือกแข็ง (freeze drying) เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้ในโครงการอวกาศ เริ่มจากการแล่อาหารให้เป็นชิ้นบางๆ หั่นเป็นก้อนเล็กๆ หรือละลายให้เป็นของเหลว เพื่อย่นระยะเวลาในการปรุง จากนั้นอาหารที่ปรุงเสร็จจะผ่านการแช่แข็งอย่างฉับพลัน อาหารที่ได้จะถูกวางบนถาดแล้วใส่ในห้องสุญญากาศที่มีการลดความดันอากาศลง มีการเพิ่มอุณหภูมิด้วยแผ่นความร้อน
ภายใต้ภาวะความดันต่ำและอุณหภูมิสูงผลึกน้ำแข็งในอาหารที่ผ่านการแช่แข็งมาก่อนหน้านี้จะระเหยเป็นไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จะกลับเป็นผลึกน้ำแข็งอีกครั้งบนแผ่นความเย็น เนื่องจากมีเพียงน้ำเท่านั้นที่ออกมาจากอาหาร อาหารแช่แข็งที่ได้จะยังคงมีไขมันและรสชาติเช่นเดิม โดยเนื้อของอาหารจะมีรูพรุนขนาดเล็ก (ที่เดิมเป็นที่อยู่ของน้ำ) สามารถดูดซึมน้ำที่นักบินจะฉีดเข้าไปผสมก่อนรับประทานในอวกาศ
อาหารอวกาศที่ผ่านขั้นตอนการทำแห้งเยือกแข็งมีประโยชน์ คือ ช่วยลดน้ำหนักบรรทุกของอาหารลงเนื่องจากน้ำถูกขจัดออกไป ทำให้อาหารมีอายุยาวนานขึ้น และสามารถเก็บไว้ในอุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ยังมีรสชาติและลักษณะภายนอกละม้ายคล้ายคลึงกับอาหารสด เมื่อการบินในอวกาศใช้เวลานานขึ้น สิ่งที่นาซาต้องคำนึงถึงอีกอย่าง คือ สารอาหารที่นักบินควรจะได้รับ นักบินแต่ละคนจะได้รับอาหารประมาณ 0.58 กิโลกรัมต่อวัน มีการวางแผนเมนูอาหารล่วงหน้า โดยเมนูจะวนมาซ้ำเดิมทุกๆ 4 วัน
แต่มีความหลากหลายของชนิดอาหารให้นักบินอวกาศมีโอกาสได้เลือกรับประทานมากขึ้น อาหารกึ่งสำเร็จรูป (ที่ต้องเติมน้ำก่อนรับประทาน) บรรจุในถุงพลาสติกอัดความดัน ก่อนรับประทานต้องเติมน้ำอุ่นด้วยกระบอกฉีดผ่านช่องที่ก้นถุง เมื่ออาหารได้รับน้ำ ปากถุงจะเปิดออก รับประทานโดยการใช้ช้อนตัก อาหารที่มีลักษณะกึ่งเหลวจะติดอยู่กับช้อน เวลาทานให้ความรู้สึกคล้ายกับรับประทานอาหารบนพื้นโลก
บรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารอวกาศแบบใหม่ที่นำมาใช้ในโครงการอะพอลโลเป็นถุงอาหารที่ไม่ต้องเติมน้ำอย่างแต่ก่อนเพราะมีน้ำบรรจุอยู่แล้ว แบ่งเป็น 2 แบบ อย่างแรกเป็นถุงพลาสติกหุ้มด้วยแผ่นอะลูมิเนียม อย่างที่สองเป็นอาหารกระป๋องคล้ายกับที่เราคุ้นเคยในปัจจุบัน (เทคโนโลยีหลายอย่างในชีวิตประจำวันของเรา มีต้นกำเนิดจากโครงการอวกาศ) ข้อเสียของอาหารกระป๋อง คือ กระป๋องเปล่ามีน้ำหนักมากกว่าอาหารที่บรรจุอยู่ภายในถึง 4 เท่า
รูปแบบการบรรจุอาหารแบบใหม่นี้ทำให้นักบินของโครงการอะพอลโลสามารถเห็นและได้กลิ่นอาหารรวมทั้งใช้ช้อนในการรับประทานอาหารในอวกาศได้เป็นครั้งแรก ซึ่งก็ทำให้นักบินอวกาศมีความสุขกับการรับประทานมากกว่าแต่ก่อนที่ต้องดูดกินจากหลอดบรรจุอาหาร
ภารกิจของโครงการอะพอลโลที่ส่งนักบินอวกาศไปดวงจันทร์นับเป็นความท้าทายอย่างมากในการออกแบบอาหารอวกาศ บรรจุภัณฑ์แบบที่ใช้ในโครงการเมอร์คิวรีถูกนำมาใช้ใหม่เพื่อเป็นระบบอาหารสำรอง มีเครื่องดื่มและอาหารหลายชนิดที่นักบินในยุคนั้นสามารถรับประทานในอวกาศได้ เช่น กาแฟ เนื้อหมูอบ คอร์นเฟล็กซ์ ไข่เจียว ขนมปังกรอบ แซนด์วิช ขนมพุดดิ้ง สลัดทูน่า เนยผสมถั่วลิสงบด เนื้อวัวตุ๋นในน้ำมัน สปาเกตตี และไส้กรอก
สถานีน้ำหนัก 75 ตัน อยู่ในวงโคจรรอบโลกระหว่างปี 1973-1979 มีนักบินไปเยือน 3 ครั้ง ในช่วงปี 1973-1974 มีความเสียหายเกิดขึ้นกับแผงกันสะเก็ดดาวและแผงเซลล์สุริยะขณะส่งยาน ทำให้นักบินชุดแรกต้องขึ้นไปซ่อมสถานีในเดือนพฤษภาคม 1973 นักบินชุดสุดท้ายกลับสู่โลกเมื่อวันที่ 8 กุมภาพันธ์ 1974 โดยสถานีอวกาศสกายแล็บค่อยๆ ดิ่งลงจนตกสู่บรรยากาศโลกในวันที่ 11 กรกฎาคม 1979
การรับประทานอาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บแตกต่างจากการรับประทานอาหารบนยานอวกาศในโครงการอื่นๆก่อนหน้านี้อย่างสิ้นเชิง เนื่องจากสกายแล็บเป็นสถานีอวกาศที่มีตู้เย็น มีเครื่องแช่แข็ง ถาดอุ่นอาหาร และโต๊ะ เวลาพักรับประทานอาหารบนสกายแล็บจึงให้ความรู้สึกคล้ายกับการรับประทานอาหารที่บ้าน เมื่อเทียบกันแล้วความแตกต่างที่เด่นชัดที่สุดระหว่างการทานอาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บกับที่บ้าน คือ สภาพแวดล้อมที่มีความโน้มถ่วงต่ำ
เสบียงอาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บออกแบบไว้สำหรับนักบินอวกาศ3 คน ในภารกิจที่ยาวนานประมาณ 112 วัน เมนูอาหารออกแบบสำหรับนักบินแต่ละคนโดยเฉพาะ โดยมีการคำนวณความต้องการสารอาหารของแต่ละคนซึ่งขึ้นอยู่กับอายุ น้ำหนักตัว และกิจกรรมที่ทำบนยาน
อาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บบรรจุในภาชนะที่ออกแบบมาเป็นพิเศษก่อนรับประทานนักบินต้องนำอาหารไปอุ่นบนถาดอุ่นอาหาร แต่ละมื้อประกอบด้วยอาหารหลายชนิด เช่น เนื้อหมู พริก มันฝรั่ง สเต๊ก หน่อไม้ฝรั่ง รวมทั้งไอศกรีม
และโซเวียต มีการเชื่อมต่อเข้าด้วยกันระหว่างยานอวกาศของ 2 ชาติในวงโคจรรอบโลก เกิดขึ้นในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1975 ระหว่างยานอะพอลโล 18 กับยานโซยุซ 9 และเป็นเที่ยวบินสุดท้ายของยานอวกาศในโครงการอะพอลโล (อะพอลโลลำสุดท้ายที่ไปลงดวงจันทร์ คือ อะพอลโล 17)
ยานอะพอลโลของสหรัฐฯมีนักบิน 3 คน ขณะที่ยานโซยุซของโซเวียตมีนักบิน 2 คน ยานทั้งสองขึ้นจากพื้นโลกในวันที่
ความเป็นมา
นับจากจอห์นเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการของการเตรียมอาหารอวกาศ
ในต้นยุคประวัติศาสตร์
เทคนิควิธีการถนอมอาหารพัฒนาต่อมาเป็นการเก็บอาหารในภาชนะปิดสนิท
รูปแบบการถนอมและการบรรจุอาหารดังที่กล่าวมานี้ใช้ได้ดีและมีประสิทธิภาพสำหรับเราๆ
โครงการเมอร์คิวรี
โครงการเมอร์คิวรีเป็นโครงการทดสอบการบินในยุคแรกของโครงการอวกาศอาหารสำหรับนักบินอวกาศในยุคแรก
ในช่วงปลายของโครงการ
โครงการเจมินี
อาหารอวกาศมีการพัฒนารูปแบบไปมากในโครงการเจมินีการขจัดน้ำออกจากอาหารเป็นกระบวนการตามธรรมชาติที่สามารถเกิดขึ้นเองได้สำหรับคนในประเทศเขตร้อน
ภายใต้ภาวะความดันต่ำและอุณหภูมิสูง
อาหารอวกาศที่ผ่านขั้นตอนการทำแห้งเยือกแข็ง
โครงการอะพอลโล
โครงการอะพอลโลใช้รูปแบบการบรรจุอาหารอวกาศในภาชนะแบบเดียวกับโครงการเจมินีบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารอวกาศแบบใหม่ที่นำมาใช้ในโครงการอะพอลโลเป็นถุงอาหารที่ไม่ต้องเติมน้ำอย่างแต่ก่อน
รูปแบบการบรรจุอาหารแบบใหม่นี้ทำให้นักบินของโครงการอะพอลโลสามารถเห็นและได้กลิ่นอาหาร
ภารกิจของโครงการอะพอลโลที่ส่งนักบินอวกาศไปดวงจันทร์
โครงการสกายแล็บ
สกายแล็บเป็นสถานีอวกาศแห่งแรกของสหรัฐฯการรับประทานอาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บแตกต่างจากการรับประทานอาหารบนยานอวกาศในโครงการอื่นๆ
เสบียงอาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บออกแบบไว้สำหรับนักบินอวกาศ
อาหารบนสถานีอวกาศสกายแล็บบรรจุในภาชนะที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ
โครงการอะพอลโล-โซยุซ
โครงการอะพอลโล-โซยุซเป็นโครงการร่วมกันเป็นครั้งแรกระหว่างสหรัฐฯยานอะพอลโลของสหรัฐฯ