航天科技｜烤鸡翼引领太空新「煮」意 回顾太空食品发展史｜星岛教室
发布时间：14:30 2026-01-12 HKT
2025年11月，「神舟二十一号」上的热风烘烤机在中国太空站投入使用。太空人从包装袋取出预先腌好的鸡翼，小心翼翼地固定在签架上放入烤炉，经过28分钟的期待，人类第一盘太空烤鸡翼正式出炉！这个看起来像厨房的日常小事，其实对航天科学而言，意义却十分重大，因为它证明了科学家可以突破微重力环境完成「烘烤」任务，更让太空人可以在太空站闻到熟悉的味道、吃到暖心的饭菜。太空食品的变化不但是航天工程的进步，还代表着我们为追求「家」的感觉而付出的努力。
早期太空食品不「好吃」？
太空和地球的环境很不一样，在微重力的环境下，不论食物的碎屑抑或饮料形成的水点，都会到处漂浮。这些漂浮物有机会影响太空站的设备，令仪器损坏，更有可能进入太空人的呼吸道，对生命构成威胁。因此早期科学家设计太空食物时，首要考虑是安全，其次才是营养和便捷。
早期的太空餐常见的是泥状食物、半固体膏糊或粉末，并存放在特殊容器中，太空人用挤压或吸管就可以吃到。1961年，苏联太空人加加林成为第一位在太空进食的人，他吃的是挤压出来的肉泥和巧克力，更使科学家证明人类可以在微重力环境下正常进食、吞咽，以及消化。后来美国发展出冷冻干燥食品、小立方体食品和营养棒，方便保存与使用。
太空饮食多元进化
随着各国载人航天能力提升，太空饮食亦更注重文化与心理需求。1980年代，随着加热与净化技术提升，太空饮食开始向更多样化、较接近地面餐食的方向发展，例如可填馅的玉米饼等，逐步改善口感与选择性。
到2003年中国「神舟五号」为杨利伟准备了多达20余种食物；2012年「神舟九号」配备70多种中式菜肴与在轨加热装置；到「神舟十三号」任务，食品种类超过120款，更包括鱼香肉丝、宫保鸡丁、新鲜苹果、馅料饺子和甜品等。
热传递差难烤烘
地球上的「烤箱原理」其实就是依靠3种热传递的方法：传导、对流和辐射，当中最重要的是对流。当空气变热，密度降低而上升，冷空气下沉形成循环，热能就可以均匀散布于整个烤箱内。
不过在微重力环境下，空气不会因为密度差异而上下流动，对流几乎不存在，因此热能会集中在接近加热元件的地方，引致烤箱内的热力分布差异非常大。另外，食物在太空中不能稳稳地放在加热板上，热传导功能也变得很差。若只靠辐射加热，食物表面可能先熟但内里还没熟，甚至出现「一边过熟、一边未熟」的情况。这些都是让在太空烘烤变得复杂的原因。
烤炉设计迷思
工程师基于这些挑战，把不同领域的知识结合起来，设计出适合在太空使用的烘烤机︰
- 强制对流设计︰在烤炉内设置小风扇或造出压缩空气通道，让空气循环及模拟出地球上对流的效果，让热空气均匀地分布四周。
- 流体力学设计︰工程师利用流体力学规划风道，控制风速和方向，避免风太强让食物碎屑飞散，也避免风太弱达不到热循环效果。
- 容器设计︰用签架及夹具把食物固定好，确保它和热源有适当距离。
油烟如何留在烤箱？
在地球，我们的厨房习惯装上抽油烟机，把油烟与味道抽到室外。不过在太空站其实没有「室外」可以排放，所以烘烤机必须把产生的油烟、微粒和挥发性有机物（VOCs）在源头处理好，再把干净的空气送回太空站内。 因此，烤箱内部必须形成一个密闭回路，让空气在炉内循环，而不是把油烟直接送到舱内。
中国航天员科研训练中心的工程师把抽油烟机「反其道而行」，把过滤与处理装在炉子里，以达到太空站的排放标准。另外，更会透过多段过滤，即先用粗滤网拦截大颗粒，再用细滤网捕捉微小颗粒，最后通过活性碳吸附味道与部分VOCs，在源头把大部分油烟和味道截住。对于一些难分解的有机气体，系统会加热到较高温度或用催化方法把它们分解，变成较无害的物质，减少健康风险。
烤炉的设计更利用导流槽引导飞出的油滴或液体，通过离心或低压吸入方式收集到容器，避免形成漂浮的油滴污染舱内。最后烤箱门有多重密封与机械互锁，系统会实时监测压差、温度与气体成分，若发现异常会立刻切断加热并启动隔离程序，保护太空人与设备安全。
怎烘烤才省电又有效率？
太空站的能源非常珍贵有限，所有设备都要尽可能节能，因此，工程师把烤炉瞬时功率降低。为补偿功率问题，工程师把加热温度从过去的100℃提高到190℃，再配合较长的烘烤时间，让食物能完成化学变化（如蛋白质变性、糖化反应等）。另外，烤炉使用高效加热元件与优良绝热材料，把热能集中在烤箱内，减少热量散失。工程师亦会把烤箱产生的多余热量回收，再供舱内其他地方使用，以提升整体能源利用率。
随着人类计划建立月球基地及进行火星探索，太空厨房需要更高的自动化、可靠性与效能。同时，依靠地面补给既昂贵又不稳定，未来更多食物会在太空生产：例如在舱内或月球基地种植叶菜和豆类，或利用微藻或细胞培养技术生产蛋白质，以丰富饮食种类与营养成分。此外，随着科技进步，在轨烹饪将会变得更安全及美味，亦可给太空人带来家的感觉，未来的太空厨房或有自动烹饪程序，甚至能根据太空人口味作出个性化调整。
太空食品的发展是一条技术与人文并进的道路。每一次小小的突破，都代表着我们在陌生环境中重建「家」的一步。
小思考，大智慧
- 为甚么在微重力环境下，烘烤鸡翼产生出来的油分会变成球状？
- 文中提及工程师把烤炉的「功率」降低，请问「功率」是甚么？
参考答案
- 没有地球重力影响，表面张力成为了主导力量。液体具有凝聚力——形成表面张力的一大因素，会造成液体表面分子的吸引力大于外部分子的吸引力，令分子产生收缩的趋势，以最小化其表面积，所以油自然形成球状。
- 「功率」是指单位时间内传递或转换的能量。简单来说，电器的功率即是设备在一段时间内所消耗的电能，功率越高，耗电越大。功率是以瓦特（W）作为单位，1瓦特表示每秒用1焦耳的能量。不同电器的功率不同，一般焗炉的功率是500至1500W；桌上型电脑的功率约200至500W；冷气机的功率约1000至2000W。以1000W为例，若使用30分钟，所消耗的能量会是1000×30×60=180万焦耳。如果你想减少耗电，为环保出一分力，便要多留意如何正确使用电器，例如有待机功能的电器，如果长时间不使用便会切断电源，以减少不必要的能源消耗。
本栏逢周四刊登，由教育评议会邀请资深中小学老师、校长及大学讲师撰稿，旨在为学生提供多元化的STEAM学习材料，引发学生探求知识的兴趣，将学习融入生活，培养学生的世界观、敏锐的触觉、积极学习的态度。
文：中华基督教会协和小学（长沙湾）副校长郑俊杰、中华基督教会协和小学（长沙湾）老师王溢濠
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