NASA 宇宙食品研究所の仕組み

1961 年、新しく設立された宇宙タスク グループを収容するために、テキサス州ヒューストンに宇宙センターが開設されました。 1973 年、 NASA はそれをリンドン B. ジョンソン宇宙センター (JSC)と再命名しました。今日、JSC はおそらく、すべてのシャトルミッションを管理するミッション コントロール センターで最もよく知られています。しかし、車でキャンパスまで行き、入り口にあるロケットの展示の前を通り過ぎると、このセンターの内部ではさらに多くのことが行われていることがすぐにわかります。 JSC は、国際宇宙センターにおける NASA の取り組みを主導し、宇宙飛行士部隊 (宇宙飛行士が訓練する場所) を受け入れ、教育、技術、研究を通じて学生、宇宙飛行士、科学者、技術者を結び付けます。その研究の中には宇宙食の開発も含まれます。

宇宙食システム研究所(SFSL)は、チームが宇宙食の研究と加工を行う多目的施設です。また、スペースシャトル、国際宇宙ステーション、先進的生命維持システム用のメニュー、パッケージング、食品関連ハードウェア（宇宙に優しい調理器具や再加熱装置など）も計画しています。

その部屋では、科学者たちは、食品の保存期間と栄養成分を増やし、放射線の影響を軽減し、さらには水耕栽培 (または無土栽培) 大豆の栽培方法の問題さえ解決する、食品と農業の解決策を研究しています。この知識と技術は、将来の火星や他の惑星への探検に必要になります。

現在この施設で生産されている食品は、試験管の中で泡立っている謎の混合物ではありません。これらの食品は私たちが地球上で食べているものと同じであり、中には私たちが地元のスーパーマーケットで買うものと同じものさえあります。違いは、宇宙食の加工方法と包装方法です。

この記事では、NASA の宇宙食システム研究所内で何が起こっているのか、そして同研究所が宇宙食をどのように開発、加工、パッケージ化しているのかを学びます。

ジョンソン宇宙センター

ジョンソン宇宙センターのキャンパスの 17 号館内に、宇宙食システム研究所があります。この施設は、テストキッチン（調理エリアと官能検査ブースを含む）、食品加工ラボ、食品包装ラボ、分析ラボの4つのラボで構成されています。

食品科学者、管理栄養士、包装エンジニア、フードシステムエンジニア、技術者は、化学、工学、生物学、微生物学、栄養学の知識を融合して、実験を実施し、プロジェクトや調査を計画し、宇宙食品の仕様を作成し、他のチームと調整します。すべては、スペースシャトル、国際宇宙ステーション、および将来の探査ミッション向けの製品に取り組んでいます。

この施設で達成できることの規模は驚くべきものです。チームは食品の物理的および官能的分析を実施し、メニューを計画し、食品の開発を管理します。ここでは、急速冷凍や凍結乾燥など、食品を室温で安定に保つ食品加工技術がテストされます。さらに、食品を加工するための長期保存技術や、カスタムのパッケージや材料を製造、設計、テストする方法も研究開発されています。

ここのチームは、宇宙での乗組員の食事体験を改善する方法を常に模索しています。彼らは、宇宙飛行中に食品を準備して提供する方法を進歩させ、プロトタイプと飛行中の食品準備ハードウェアを評価し、宇宙と火星で食品を栽培する方法を実験しています。

しかし、初期の頃、宇宙食製品は立方体かチューブ状でした。食品は、フリーズドライの粉末、一口大の立方体、歯磨き粉のようなチューブに入った半液体でした。有人宇宙ミッションは短期間であり、旅行では食事の優先順位は高くありませんでした。

1962年8月、ジョン・グレンは宇宙で食事をした最初のアメリカ人となった（最初の人物はソ連の宇宙飛行士ジャーマン・ティトフだった）。しかし、1960年代初頭、宇宙飛行士は一般に「錠剤入り食事」と呼ばれる、崩れを防ぐためにゼラチンでコーティングされた、高度に加工された口に合わない食べ物を食べていました。 1960 年代半ばまで、製品開発はあまり変わっていませんでしたが、デザートにはバタースコッチ プディングなど、もう少し種類が増えました。

1960 年代後半、NASA が最初の人類を月に送る準備をしていたとき、NASA の科学者たちは宇宙食の加工と包装を改善していました。アポロ計画中、科学者は熱湯で戻せる食品を提供しました。 1968 年から 1972 年にかけて、ミッションが長期化し、宇宙船がより高度になるにつれて、NASA の食品科学者は保管にアルミニウム缶を使用し始め、より柔軟なパッケージを開発し、栄養価と賞味期限を延ばすために食品を加工する方法を発見しました。 「スプーンボウル」も披露した。 (キャッチーな名前に騙されないでください。これは、開けて中身をスプーンで食べることができるプラスチック製の容器です。) 1970 年代、食品科学者は、72 品目の調理済みの再水和可能な食品を国民向けに提供することができました。最初の宇宙ステーション、スカイラブの開発により、宇宙飛行士はテーブルを囲んで一緒に食事をし、従来の道具（ナイフ、フォーク、スプーン、そしてプラスチックの容器を切り開くためのハサミ）を使用する機会が得られました。密封されたパッケージ）。

1980 年代以降、宇宙食技術はシャトルミッションや国際宇宙ステーションと関連して大きな進歩を遂げました。一部の生鮮食品と同様に、前処理された個別包装された食品も導入されました。今日、メニューには、地球上で食べる食べ物と似た味のさまざまな食べ物がたくさんあります。 (1990 年代に軌道に乗ったタバスコなどの調味料も販売しています。)

次に、宇宙食の種類、宇宙食の産地、メニューの作り方について学びましょう。

宇宙食の研究開発

宇宙食品システム研究所で使用されている食品加工技術は 8 種類あります。食品の種類は次のとおりです: 再水和、熱安定化、放射線照射、中間水分、自然形態、生鮮、冷蔵、冷凍 [各種類の食品の詳細については、宇宙食のしくみをご覧ください]。飲み物もあります。ほとんどの食品は、冷蔵を必要としないように調理済みまたは加工されており、すぐに食べられるか、すぐに水で戻したり再加熱したりできます。

NASAの食品科学者は、テストキッチンで食品を一から作るわけではありません。 United States Alliance (USA) は、NASA と宇宙食の供給を管理する契約を結んでいます。宇宙食品システム研究所の食料品が不足した場合、USA は商業供給業者 (ピルズベリー社やオレゴン フリーズドライ社などの企業) から在庫を購入して補充するか、社内で加工するための生鮮食品を購入します。米国が提供するすべての食品は、宇宙飛行乗組員に提供される前に、安全性、栄養、感覚特性（美味しさなど）について宇宙食品システム研究所でテストおよび評価されます。

飛行の約 8 ～ 9 か月前に、宇宙飛行士は訓練の一環として食品評価に参加します。評価は宇宙食品システム研究所の官能ブースで行われます。宇宙飛行士はさまざまな食べ物や飲み物を試食し（試食の合間にクラッカーと水を食べる）、味、食感、外観、香りなどの特徴に基づいて各食品を採点します。これらのスコアは、ラボがサンプル メニューをまとめるのに役立ちます。

食品の評価に加えて、科学者は乗組員の報告会を通じて宇宙飛行士からのフィードバックを収集します。科学者たちはミッションから出たゴミや残り物を調査し、特に宇宙飛行士が何を食べ、何を食べなかったのかを調べます。

宇宙飛行士の好き嫌いは、食品と包装の進歩に役立ち、食品、包装、収納技術の変更を示唆します。

飛行の約 5 か月前に、宇宙飛行士は 200 を超える食品の中からメニューを選択します [出典: ]。その後、栄養士が各メニューの栄養成分を分析し、不足しているものを特定して食事計画を修正してから、メニューを完成させます。

メニューは、各個人の栄養ニーズとビタミンやミネラルの推奨食事許容量 (RDA) を満たすように設計されています。科学者は、米国研究評議会が提供する基礎エネルギー消費量 (BEE) の公式を使用して、個人のカロリー要件を決定します。

女性の場合、BEE = 655 + (9.6 x W) + (1.7 x H) – (4.7 x A)。

男性の場合、BEE = 66 + (13.7 x W) + (5 x H) – (6.8 x A)

W = 体重（キログラム）、H = 身長（センチメートル）、A = 年齢（年）

[ソース： ]

栄養士は、栄養とカロリーのニーズと宇宙飛行士の好みのバランスをとることに加えて、乗組員の心理状態も考慮します。宇宙食品システム研究所のチームは、市販のキャンディーバー、クッキー、クラッカーをおまけの容器に詰めて、メニュー外のホッとする食べ物を送ろうとしている。

また、軌道上での放射線被ばく増加、心理的問題、骨の健康など、宇宙飛行中の栄養リスクに関する研究も進行中です。科学者たちは、シャトル飛行中や国際宇宙ステーションへのミッション中の乗組員の食事摂取量、体重と体組成、骨量を研究し、栄養評価の変更が将来これらの健康リスクをどのように最小限に抑えることができるかについて洞察を求めています。

メニューは打ち上げの 3 か月前に最終決定され、宇宙食品システム研究所のシャトル食品請負業者がミッションのための食品の包装と保管を管理します。

次のページでは、宇宙食品システム研究所で食品がどのように加工され、包装されているかを見ていきます。また、すべてのパッケージにバーコードと色付きのドットが付いている理由もわかります。

宇宙食の加工と包装

宇宙食は品質と安全性を確保するために加工されています。新鮮な果物や野菜は最小限の加工で、200 ppm の塩素で消毒され、空気乾燥されて食品トレイに置かれ、生鮮食品ロッカーに保管できる状態になります。ニンジンやセロリなどの一部の野菜は密閉可能な袋に包装されています。生鮮食品はすぐに腐ってしまうため、ミッション開始から数日以内に食べる必要があります。

NASA の科学者は、食品を常温で保存しても安全な状態にするために、特定の加工技術を使用しています。熱安定化、または熱処理により、保存期間が 3 年間延長されます。照射食品は電離放射線を照射して殺菌されているため、保存が可能です。食品の pH と水分活性を下げることでも、食品を安定させることができます。フリーズドライ、つまり食品から水分を除去すると微生物の増殖が抑制され、包装から酸素を除去することでカビの増殖を防ぐことができます。

賞味期限は製品の品​​質の変化に注目して決定され、ラボには特別なテスト方法があります。シャトル便向けのすべての食品は、最低 9 か月の保存期限が必要です。国際宇宙ステーションに送られる食品の賞味期限は 1 年、将来の惑星遠征や前哨基地用に開発された食品は 5 年の賞味期限が必要です [出典: ]。

宇宙食システム研究所での試験は官能評価から始まります。宇宙飛行士は、食べ物の外観、色、匂い、風味、食感、全体的な美味しさを評価します。その後、食品を時間と温度の変化にさらし、官能評価を繰り返して、食品がどの程度耐えられるかを判断します。

科学者は、食品の水分、pH、水分活性、栄養素、色、質感を検査し、時間と温度の変化を考慮して化学分析を行います。

汚染物質を減らすために、包装材料と包装方法が開発されています。素材の重さ、形状、無駄なども考慮して開発しています。現在、科学者はマイラー®、アクラー®、ポリエチレンなどの材料を利用してフレキシブルな容器やパウチを作成するだけでなく、ホイルパウチや缶用アルミニウムなどの古い規格にもこだわっています。

食品の許容重量は、ISS では 1 人あたり 1 日あたり 3.8 ポンド (1.7 kl) に制限されており、シャトルでは 1 人あたり 1 日あたり 0.5 ポンド (0.23 kl) に制限されているため、研究室は重量を軽減するための新しい包装材料の開発を続けています。そして廃棄物。

各パッケージにはバーコードと色付きの布製ファスナーのドットが付いています。ドットの色は、各乗組員のメニュー項目と一致しています。宇宙飛行士はバーコードを使用して、各食品を摂取したときに記録します。この情報は、母国の研究室で将来の食品リストを決定する際に使用されます。

製品とメニューにゴーサインが出ると、フロリダ州のケネディ宇宙センター (KSC) に送られる前に、加工、梱包、保管のために航空機器処理請負業者に渡されます。打ち上げの 2 ～ 3 日前 (生鮮食品の場合は 24 時間前) に、フード ロッカーがシャトルに搭載され、宇宙へ向かう準備が整います。

宇宙食と宇宙飛行士が宇宙でどのように食事をするかについて詳しくは、次のページの関連リソースをご覧ください。

NASA 宇宙食品研究所の仕組み: 著者のメモ

食品科学と食品技術は私を魅了します。私は加工食品をあまり食べないようにしていますが、青いフライドポテトやハギなどの食べ物には嫌悪感を抱き、また喜んでしまうことがあります。そのため、この任務で宇宙食品科学の世界に浸ることができてうれしかったです。

宇宙食はジョン・グレンの時代から大きく発展してきました。 1960 年代初頭、宇宙飛行士は自分たちの食事を「錠剤入りの食事」と呼んでいましたが、最近の宇宙飛行士は、加工や包装が少し違うだけで、私たちと同じ食べ物を食べることが多くなりました。最も驚いたのは、ジョンソン宇宙センターの食品科学チームがメニュー計画や食品の物理的および感覚的側面の分析から、食品開発、長期保存および保存の研究開発に至るまで、あらゆることができることである。食品加工技術。

NASA 宇宙食品研究所: チートシート

知っておくべきこと:

さあ、これらのクイズであなたの知識をテストしてください!

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