NASA 破解了零重力咖啡問題 - 彭博社

就在一年前，在距離地球200英里的國際空間站上，意大利宇航員薩曼莎·克里斯托福雷蒂將一個塑料膠囊滑入一個大小和形狀類似於家用保險箱的機器中。她打開一個小的亞克力玻璃門，將一個水袋連接到進氣閥上，然後扣上一個更小的空塑料袋。然後她關上門，啓動機器，等待她的濃縮咖啡。

我們早已解決了在地球上製作咖啡的問題。但為空間站製造一台濃縮咖啡機卻比意大利工程公司Argotec預期的要困難得多。當該公司承擔這個項目時，一個由11名工程師組成的團隊——其中7人全職工作——花了一年半的時間來開發一種可以在微重力環境下工作的沖泡過程，並滿足NASA嚴格的安全標準。“我想我們沒有一個人意識到每個組件都必須進行修改，”參與該項目的工程師約書亞·霍爾説，該項目名為ISSpresso。

要製作濃縮咖啡，必須將幾乎沸騰的水強行通過細磨的咖啡豆。在放在家用爐子上的典型鍋中，底部的水變得密度較低，形成對流電流，將熱量混合到容器的其餘部分。當水沸騰時，蒸汽向上推入空氣中。但在近零重力環境下，熱水的行為有所不同；它不會上升。即使它變成蒸汽，它也會保持在加熱元件附近。結果是一個超熱且危險的蒸汽泡懸浮在一團水中。Argotec的解決方案是通過薄鋼管輸送水，以確保它不會形成熱氣泡。

“如果像一杯美味的咖啡這樣的小事都能防止宇航員感到孤立、隔離……那麼就沒有理由不讓它存在。”

但這並沒有解決壓力問題。NASA認為任何超過每平方英寸60磅的壓力都是安全隱患，而沖泡濃縮咖啡至少需要兩倍的壓力。為了減少爆炸的危險，工程師們用活塞泵替代了傳統的旋轉泵——就像注射器一樣——由電動馬達驅動，功率剛好足夠完成任務，而不會多餘。

泄漏是另一個挑戰。在微重力環境下，水不會聚集；它會漂浮。因此，每根管道都配備了釋放閥，能夠將水衝入機器的中央腔室，然後可以用毛巾擦拭。工程師們還設計了一種機制，可以通過艙內向咖啡“杯”——一個密封袋——吹氣，清除可能漂浮在艙內的液體。

由意大利工程公司Argotec製造的ISSpresso。

感謝Lavazza咖啡豆不需要重新設計。意大利咖啡公司Lavazza為該項目提供了資金，選擇了一種適合美國口味的阿拉比卡混合咖啡，但經過烘焙以生產意大利人偏愛的濃烈濃縮咖啡。然而，膠囊必須重新考慮，並採用一種在着火時不會釋放有毒煙霧的材料。

像其他太空技術一樣，該項目也可能在地球上應用。Argotec和Lavazza已經申請了兩項專利：一種可以在家節省水的空氣噴射裝置，以及一種在零重力下彈出膠囊的金屬活塞，這可以在壁掛式濃縮咖啡機中重新利用。

太空咖啡聽起來可能是一種輕浮的事物。但就像音樂、給家人的電話和其他家庭的舒適一樣，它可以在狹窄、壓力重重的環境中促進機組成員的心理健康——而隨着NASA探索載人火星任務的可能性，機組的福祉將變得更加重要。“如果像一杯美味的咖啡這樣的小事能防止宇航員感到孤立、隔離或精疲力竭，那就沒有理由不讓它存在，”休斯頓NASA約翰遜航天中心的航空精神病學主任加里·貝文説。

從克里斯托弗蒂的反應來看，這個項目是成功的。在她從密封袋中喝下第一口後，她對着鏡頭露出了微笑並豎起了大拇指。然後，她擠出一個彈珠大小的濃縮咖啡泡沫，輕輕向前漂浮以接住它。