Астронавтам трудно есть космическую еду, и ученые хотят знать, почему

Астронавтам иногда трудно потреблять достаточно питательной пищи на МКС, потому что она пресная на вкус. Но еда для астронавтов высокого качества и разработана так, чтобы быть вкусной и удовлетворять потребности в питании. В чем проблема?

У NASA есть два объекта, посвященных питанию астронавтов: Лаборатория систем космического питания в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне и Исследовательский центр космического питания, также в Техасе. Оба объекта поддерживают производство и разработку питания астронавтов, включая меню, упаковку и оборудование, для всех космических программ NASA. Есть даже Группа передовых исследований питания, которая смотрит вперед к будущим космическим миссиям, которые будут выходить за пределы МКС и низкой околоземной орбиты (НОО).

Астронавтам доступно множество продуктов. Продукты питания варьируются от замороженных или обезвоженных, таких как яичница-болтунья и картофельное пюре, до «консервированных» продуктов, таких как равиоли и мясной рулет, и облученных продуктов, таких как копченая индейка. У них даже есть неприготовленные продукты, такие как орехи и батончики мюсли.

Однако, несмотря на эти целенаправленные усилия по обеспечению разнообразных качественных продуктов питания с приятными вкусовыми качествами, астронавты регулярно сообщают, что в космосе их еда кажется пресной.

Исследователи из Королевского мельбурнского технологического института (RMIT) используют виртуальную реальность для исследования причины этой проблемы. Они опубликовали исследование в International Journal of Food Science and Technology, в котором представлены их результаты. Его название — «Восприятие запахов в виртуальном космическом аппарате? Наземная методика сбора сенсорных данных». Ведущий исследователь — Джулия Лоу из Школы наук RMIT.

«Самое невероятное в этом исследовании виртуальной реальности то, что оно действительно во многом воспроизводит ощущения от пребывания на космической станции».

Гейл Айлс, соавтор исследования, Королевский королевский технологический институт

Ученые — и все мы — знают, что обоняние и вкус связаны. Оба они основаны на химии. Вкусовые рецепторы на нашем языке ощущают пять основных вкусов: умами, сладкий, соленый, кислый и горький. Обонятельные сенсоры в наших носах воспринимают тысячи запахов. Наш мозг объединяет все эти сигналы, и люди, потерявшие обоняние, говорят, что еда кажется им пресной.

Утратили ли астронавты обоняние? Изменились ли их обоняние и вкусовые ощущения на борту МКС?

«Контекстные факторы формируют общий опыт потребления пищи», — пишут авторы в своей статье. «Экстремальные условия потребления, такие как открытый космос, представляют логистические, этические и финансовые проблемы для сенсорной оценки пищи. Тем не менее, эти оценки необходимы, поскольку сенсорные аспекты вкусовой привлекательности и разнообразия улучшают психологические и поведенческие результаты в космосе», — пишут они. Поведенческие результаты особенно важны в космосе по очевидным причинам, и НАСА и другие космические агентства остро заинтересованы в положительных результатах.

В этом исследовании ученые рассмотрели три мощных пищевых аромата: экстракт миндаля, экстракт ванили и эфирные масла лимона. Они проверили, как 54 взрослых воспринимали эти отчетливые ароматы в обычных земных условиях и в условиях Международной космической станции, смоделированных с помощью виртуальной реальности.

Результаты показали, что два аромата, ваниль и миндаль, воспринимались более интенсивно в имитированной среде МКС. Запах лимона не изменился. Исследователи обнаружили сладкое химическое вещество, общее для ванили и миндаля, называемое бензальдегидом. Они считают, что это химическое вещество может быть вовлечено в изменение восприятия, наряду с индивидуальной чувствительностью к конкретному аромату.

Интересно, что мышление и эмоции человека также играют роль в восприятии ароматов.

«Более сильное чувство одиночества и изоляции также может играть свою роль, и это исследование позволяет сделать выводы о том, как изолированные люди чувствуют запах и вкус пищи», — сказал Лоу.

Ученые уже изучали эти вопросы, не только в космосе, но и на закрытых, изолированных антарктических исследовательских станциях. Они обнаружили, что люди в таких условиях могут испытывать значительные изменения в своем обонянии. «Эти результаты могут намекать на потенциальное влияние таких условий на обонятельную функцию», — пишут они.

Низкая гравитация также влияет на астронавтов. «Космические путешественники отметили сдвиг во вкусовом восприятии, указывающий на то, что еда в космосе менее ароматная/вкусная», — пишут авторы. «Это изменение изначально связано с вызванными микрогравитацией сдвигами жидкости, потенциально влияющими на обонятельные способности».

На Земле мощная гравитация планеты тянет жидкости организма вниз. В условиях микрогравитации в космосе больше жидкости может скапливаться в голове. Когда жидкость скапливается в носовых ходах, это может затруднить обоняние и вкусовые ощущения астронавта. В сочетании со стрессом от изоляции и ограничения, а также с условиями внутри космического корабля, такими как влажность и наличие соединений в воздухе, результатом может стать пресная еда.

Эти эффекты жидкости рассеиваются через несколько недель на борту МКС. Тем не менее, астронавты все еще сообщают, что не получают удовольствия от еды. «Астронавты все еще не получают удовольствия от еды даже после того, как эффекты смещения жидкости исчезли, что предполагает, что в этом есть что-то еще», — сказал Лоу.

«Одной из долгосрочных целей исследования является создание более адаптированных продуктов для астронавтов, а также других людей, находящихся в изолированных условиях, чтобы увеличить их потребление питательных веществ ближе к 100%», — сказала ведущий исследователь Джулия Лоу. Это может распространиться на пожилых людей в домах престарелых и может привести к более персонализированным пищевым ароматам, чтобы сделать питательную пищу более вкусной. (А если вы настроены антиутопически, можно использовать, чтобы сделать Soylent Green более вкусным.)

«В будущем мы увидим гораздо более длительные миссии Artemis, продолжительностью в годы, особенно когда мы отправимся на Марс, поэтому нам действительно нужно понять проблемы с диетой и едой, а также то, как экипаж взаимодействует с едой», — сказала Гейл Айлс. Айлс — один из соавторов исследования, доцент RMIT и бывший тренер астронавтов. «Самое невероятное в этом исследовании виртуальной реальности заключается в том, что оно действительно очень сильно симулирует опыт пребывания на космической станции. И оно действительно меняет то, как вы обоняете и чувствуете вкус».

Эксперт по пищевой химии и доцент Джаяни Чандрапала является еще одним соавтором исследования. Чандрапала подчеркнула роль, которую бензальдегид, распространенное химическое соединение в ванили и миндале, сыграл в результатах.

«В нашем исследовании мы полагаем, что именно этот сладкий аромат обеспечивает столь интенсивный аромат в условиях виртуальной реальности», — сказал Чандрапала из Школы естественных наук.

Объединяя восприятие вкуса и аромата, эмоциональные настройки и VR, это исследование затрагивает один из редко обсуждаемых аспектов будущих космических путешествий за пределами LEO. Обсуждения долгосрочных миссий на Марс часто фокусируются на защите астронавтов от таких опасностей, как радиация, потеря плотности костей и атрофия мышц. Но питание также является основой успеха миссии. Успешное путешествие на Марс и обратно зависит от того, насколько правильно будет учтено как можно больше деталей.

Однако эти результаты распространяются и на людей, живущих в изолированных местах на Земле.

«Результаты этого исследования могут помочь персонализировать рацион питания людей, находящихся в условиях социальной изоляции, в том числе в домах престарелых, и улучшить их питание», — сказал Лоу.

«Эти результаты открывают возможности для инноваций в наземных космических сенсорных исследованиях и персонализированном опыте приема пищи, совершенствуя иммерсивные инструменты для будущих исследований», — пишут авторы в своем заключении. «Такие методы могут выйти за рамки космических приложений, принося пользу группам населения, испытывающим изоляцию и/или ограниченные условия, таким как пожилые люди, живущие одни, военнослужащие и лица с ограниченной подвижностью».