航天科技｜烤雞翼引領太空新「煮」意 回顧太空食品發展史｜星島教室
發佈時間：14:30 2026-01-12 HKT
2025年11月，「神舟二十一號」上的熱風烘烤機在中國太空站投入使用。太空人從包裝袋取出預先醃好的雞翼，小心翼翼地固定在籤架上放入烤爐，經過28分鐘的期待，人類第一盤太空烤雞翼正式出爐！這個看起來像廚房的日常小事，其實對航天科學而言，意義卻十分重大，因為它證明了科學家可以突破微重力環境完成「烘烤」任務，更讓太空人可以在太空站聞到熟悉的味道、吃到暖心的飯菜。太空食品的變化不但是航天工程的進步，還代表着我們為追求「家」的感覺而付出的努力。
早期太空食品不「好吃」？
太空和地球的環境很不一樣，在微重力的環境下，不論食物的碎屑抑或飲料形成的水點，都會到處漂浮。這些漂浮物有機會影響太空站的設備，令儀器損壞，更有可能進入太空人的呼吸道，對生命構成威脅。因此早期科學家設計太空食物時，首要考慮是安全，其次才是營養和便捷。
早期的太空餐常見的是泥狀食物、半固體膏糊或粉末，並存放在特殊容器中，太空人用擠壓或吸管就可以吃到。1961年，蘇聯太空人加加林成為第一位在太空進食的人，他吃的是擠壓出來的肉泥和巧克力，更使科學家證明人類可以在微重力環境下正常進食、吞咽，以及消化。後來美國發展出冷凍乾燥食品、小立方體食品和營養棒，方便保存與使用。
太空飲食多元進化
隨着各國載人航天能力提升，太空飲食亦更注重文化與心理需求。1980年代，隨着加熱與淨化技術提升，太空飲食開始向更多樣化、較接近地面餐食的方向發展，例如可填餡的玉米餅等，逐步改善口感與選擇性。
到2003年中國「神舟五號」為楊利偉準備了多達20餘種食物；2012年「神舟九號」配備70多種中式菜餚與在軌加熱裝置；到「神舟十三號」任務，食品種類超過120款，更包括魚香肉絲、宮保雞丁、新鮮蘋果、餡料餃子和甜品等。
熱傳遞差難烤烘
地球上的「烤箱原理」其實就是依靠3種熱傳遞的方法：傳導、對流和輻射，當中最重要的是對流。當空氣變熱，密度降低而上升，冷空氣下沉形成循環，熱能就可以均勻散布於整個烤箱內。
不過在微重力環境下，空氣不會因為密度差異而上下流動，對流幾乎不存在，因此熱能會集中在接近加熱元件的地方，引致烤箱內的熱力分布差異非常大。另外，食物在太空中不能穩穩地放在加熱板上，熱傳導功能也變得很差。若只靠輻射加熱，食物表面可能先熟但內裏還沒熟，甚至出現「一邊過熟、一邊未熟」的情況。這些都是讓在太空烘烤變得複雜的原因。
烤爐設計迷思
工程師基於這些挑戰，把不同領域的知識結合起來，設計出適合在太空使用的烘烤機︰
- 強制對流設計︰在烤爐內設置小風扇或造出壓縮空氣通道，讓空氣循環及模擬出地球上對流的效果，讓熱空氣均勻地分布四周。
- 流體力學設計︰工程師利用流體力學規劃風道，控制風速和方向，避免風太強讓食物碎屑飛散，也避免風太弱達不到熱循環效果。
- 容器設計︰用籤架及夾具把食物固定好，確保它和熱源有適當距離。
油煙如何留在烤箱？
在地球，我們的廚房習慣裝上抽油煙機，把油煙與味道抽到室外。不過在太空站其實沒有「室外」可以排放，所以烘烤機必須把產生的油煙、微粒和揮發性有機物（VOCs）在源頭處理好，再把乾淨的空氣送回太空站內。 因此，烤箱內部必須形成一個密閉回路，讓空氣在爐內循環，而不是把油煙直接送到艙內。
中國航天員科研訓練中心的工程師把抽油煙機「反其道而行」，把過濾與處理裝在爐子裏，以達到太空站的排放標準。另外，更會透過多段過濾，即先用粗濾網攔截大顆粒，再用細濾網捕捉微小顆粒，最後通過活性碳吸附味道與部分VOCs，在源頭把大部分油煙和味道截住。對於一些難分解的有機氣體，系統會加熱到較高溫度或用催化方法把它們分解，變成較無害的物質，減少健康風險。
烤爐的設計更利用導流槽引導飛出的油滴或液體，通過離心或低壓吸入方式收集到容器，避免形成漂浮的油滴污染艙內。最後烤箱門有多重密封與機械互鎖，系統會實時監測壓差、溫度與氣體成分，若發現異常會立刻切斷加熱並啟動隔離程序，保護太空人與設備安全。
怎烘烤才省電又有效率？
太空站的能源非常珍貴有限，所有設備都要盡可能節能，因此，工程師把烤爐瞬時功率降低。為補償功率問題，工程師把加熱溫度從過去的100℃提高到190℃，再配合較長的烘烤時間，讓食物能完成化學變化（如蛋白質變性、糖化反應等）。另外，烤爐使用高效加熱元件與優良絕熱材料，把熱能集中在烤箱內，減少熱量散失。工程師亦會把烤箱產生的多餘熱量回收，再供艙內其他地方使用，以提升整體能源利用率。
隨着人類計畫建立月球基地及進行火星探索，太空廚房需要更高的自動化、可靠性與效能。同時，依靠地面補給既昂貴又不穩定，未來更多食物會在太空生產：例如在艙內或月球基地種植葉菜和豆類，或利用微藻或細胞培養技術生產蛋白質，以豐富飲食種類與營養成分。此外，隨着科技進步，在軌烹飪將會變得更安全及美味，亦可給太空人帶來家的感覺，未來的太空廚房或有自動烹飪程序，甚至能根據太空人口味作出個性化調整。
太空食品的發展是一條技術與人文並進的道路。每一次小小的突破，都代表着我們在陌生環境中重建「家」的一步。
小思考，大智慧
- 為甚麼在微重力環境下，烘烤雞翼產生出來的油分會變成球狀？
- 文中提及工程師把烤爐的「功率」降低，請問「功率」是甚麼？
參考答案
- 沒有地球重力影響，表面張力成為了主導力量。液體具有凝聚力——形成表面張力的一大因素，會造成液體表面分子的吸引力大於外部分子的吸引力，令分子產生收縮的趨勢，以最小化其表面積，所以油自然形成球狀。
- 「功率」是指單位時間內傳遞或轉換的能量。簡單來說，電器的功率即是設備在一段時間內所消耗的電能，功率越高，耗電越大。功率是以瓦特（W）作為單位，1瓦特表示每秒用1焦耳的能量。不同電器的功率不同，一般焗爐的功率是500至1500W；桌上型電腦的功率約200至500W；冷氣機的功率約1000至2000W。以1000W為例，若使用30分鐘，所消耗的能量會是1000×30×60=180萬焦耳。如果你想減少耗電，為環保出一分力，便要多留意如何正確使用電器，例如有待機功能的電器，如果長時間不使用便會切斷電源，以減少不必要的能源消耗。
本欄逢周四刊登，由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿，旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料，引發學生探求知識的興趣，將學習融入生活，培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。
文：中華基督教會協和小學（長沙灣）副校長鄭俊傑、中華基督教會協和小學（長沙灣）老師王溢濠
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