Si le spectacle du lancement dans l’espace fait souvent la une des journaux, la science de l’alimentation des équipages en orbite n’est pas moins cruciale. Seuls les aliments capables de survivre aux conditions difficiles de la microgravité (pas de miettes, pas de liquides éclaboussants) sont autorisés à bord des vaisseaux spatiaux. Parmi les restrictions les plus notables figure l'interdiction du pain, un aliment de base sur Terre qui devient un danger pour la sécurité dans l'espace.
Lorsque le cosmonaute soviétique Youri Gagarine est devenu le premier humain à orbiter autour de la Terre le 12 avril 1961, il est également devenu la première personne à manger dans l'espace. Son repas – pâte de foie de bœuf et sauce au chocolat – était pressé dans des tubes en aluminium, une méthode qui a prouvé que les astronautes pouvaient digérer les aliments en apesanteur. Le programme Gemini des années 1960 a introduit des repas lyophilisés, que les membres de l'équipage réhydrataient avec l'eau du bord. Ces innovations ont élargi la gamme d'articles comestibles disponibles pour les astronautes.
Lors des missions Apollo (1967-1972), la NASA expérimente les sandwichs. Cependant, les miettes produites par le pain présentaient un risque important pour l'équipement à bord et la santé de l'équipage, ce qui a conduit à la décision d'interdire les glucides des vols spatiaux.
En microgravité, les miettes ne se déposent pas :elles flottent librement et peuvent voler dans l’air. Ils représentent deux menaces principales :(1) ils peuvent obstruer les systèmes de survie et de ventilation, et (2) ils peuvent être inhalés ou entrer en contact avec les yeux et la peau des astronautes, provoquant potentiellement une irritation ou des blessures. Ces préoccupations ont été dramatisées dans l'épisode "Deep Space Homer" des Simpsons de 1990, où les personnages craignaient que les copeaux et autres miettes n'endommagent l'équipement.
En novembre 1985, le spécialiste mexicain des charges utiles Rodolfo Neri Vela a demandé des tortillas à bord de la navette spatiale Atlantis. Contrairement au pain, les tortillas ne produisent pratiquement pas de miettes, ce qui en fait une alternative plus sûre. Depuis lors, les tortillas sont devenues un incontournable de la Station spatiale internationale (ISS), utilisées dans des plats allant des burritos aux sandwichs.
Au-delà du pain, la NASA interdit plusieurs autres produits pour maintenir la propreté et la sécurité de la cabine :l'alcool (y compris les produits contenant de l'alcool comme les bains de bouche et les parfums), les boissons gazeuses (dont le CO₂ dissous peut provoquer des symptômes de type reflux acide) et les assaisonnements en poudre comme le sel et le poivre (qui peuvent être diffusés dans l'air et endommager l'équipement). Ces restrictions soulignent l'importance de concevoir des aliments sûrs, nutritifs et compatibles avec l'environnement unique de l'espace.
En 2017, la société allemande Bake In Space a annoncé un pain sans miettes conçu pour l'ISS. Développé avec un mélange de pâte spécial et un four, le produit vise à éliminer complètement le problème des miettes. Bien que la NASA n'ait pas encore confirmé son adoption officielle, cette technologie représente une étape prometteuse vers la réintroduction du pain dans l'alimentation spatiale.