Космическая еда — это тип пищевого продукта, созданного и обработанного для потребления астронавтами во время миссий в открытом космосе . Такая еда имеет особые требования, чтобы обеспечить сбалансированную диету и адекватное питание для людей, работающих в космосе, при этом ее легко и безопасно хранить, готовить и потреблять в заполненной техникой невесомой среде пилотируемых космических кораблей . Космическая еда обычно подвергается сублимационной сушке для минимизации веса и обеспечения длительного срока хранения.
В последние годы космическая еда использовалась различными странами, участвующими в космических программах, как способ поделиться и продемонстрировать свою культурную идентичность и способствовать межкультурному общению . Хотя астронавты потребляют в космосе самые разные продукты и напитки, первоначальной идеей Комитета по космосу при Совете по космической науке в 1963 году было снабдить астронавтов формулой диеты, которая обеспечивала бы все необходимые витамины и питательные вещества. [1]
Существует несколько классификаций космической еды: [2] [3]
Более распространенные основные продукты питания и приправы не имеют классификации и известны просто по названию. [ необходима цитата ]
Разработка продуктов питания для потребления в космосе часто является сложным процессом. Продукты питания должны соответствовать ряду критериев, чтобы считаться пригодными для космоса. Продукты питания должны быть физиологически подходящими, то есть питательными, легкоусвояемыми и вкусными. Во-вторых, продукты питания должны быть разработаны для потребления в условиях невесомости. Таким образом, продукты питания должны быть легкими, хорошо упакованными, быстро подаваемыми и требовать минимальной очистки. Наконец, продукты питания требуют минимальных затрат энергии в течение всего времени их использования; они должны хорошо храниться, легко открываться и оставлять мало отходов (например, продукты, которые имеют тенденцию оставлять крошки, плохо подходят для космоса). [ необходима цитата ]
Газированные напитки пробовали в космосе, но они не пользуются популярностью из-за изменений в отрыжке, вызванных микрогравитацией. Без гравитации, разделяющей жидкость и газ в желудке, отрыжка приводит к своего рода рвоте, называемой « мокрой отрыжкой ». [5] Coca-Cola и Pepsi впервые были взяты на борт STS-51-F в 1985 году. Coca-Cola летала в последующих миссиях в специально разработанном дозаторе, который использует оборудование BioServe Space Technologies, используемое для биохимических экспериментов. Космическая станция «Мир» перевозила банки Pepsi в 1996 году. [ требуется ссылка ]
Также было разработано пиво , которое противодействует снижению восприятия вкуса и запаха в космосе и снижает вероятность влажной отрыжки в условиях микрогравитации. Эксперимент параболического полета, произведенный Vostok 4-Pines Stout, подтвердил, что рецепт с пониженной карбонизацией соответствует критериям, предназначенным для космоса. [6] Ячмень, собранный с урожая, выращенного в течение нескольких поколений в космосе, также был доставлен на Землю для производства пива. Хотя это и не космическая еда (он использовал тот же рецепт с высокой карбонизацией «Земля»), исследование продемонстрировало, что ингредиенты, выращенные в космосе, безопасны для производства. [7]
Космический хлеб оказался неуловимым из-за множества проблем. К 2012 году был предложен метод, при котором тесто заквашивается растворенным CO2 ( в отличие от дрожжей) и готовится при низкой температуре, что может позволить выпекать свежий хлеб из сыпучих ингредиентов во время будущих космических полетов. [8]
Основная цель упаковки космической еды — сохранение и удержание пищи. Однако упаковка также должна быть легкой, простой в утилизации и полезной для приготовления пищи к употреблению. Упаковка также включает этикетку со штрих-кодом, которая позволяет отслеживать рацион астронавта. Этикетки также содержат инструкции по приготовлению пищи на английском и русском языках . [5]
Многие продукты из российской космической программы упакованы в банки и жестяные банки. [9] Они нагреваются с помощью электрорезистивных (омических) методов, открываются консервным ножом, и еда внутри потребляется напрямую. Русские супы гидратируются и потребляются прямо из своих упаковок. [10]
Космические продукты питания NASA упаковываются в реторт-пакеты [11] или подвергаются сублимационной сушке. [9] Они также упаковываются в герметичные контейнеры, которые помещаются в лотки, чтобы удерживать их на месте. Лотки включают ремни на нижней стороне, позволяющие астронавтам прикрепить лоток к точке крепления, например, к ногам или поверхности стены, а также включают зажимы для удержания пакета с напитком или столовых приборов в условиях микрогравитации. [ необходима цитата ]
Международная космическая станция оснащена регидратационными камерами и подогревателями пищи для подготовки упакованной пищи перед употреблением. [12] Первый камбуз на МКС находился в российском орбитальном сегменте (ROS), содержащем систему гидратации для разогрева пищи и подогреватель пищи для консервов . Соединенные Штаты разработали вторую систему подогрева пищи в форме портфеля, чтобы обеспечить функцию разогрева для упакованных продуктов питания. Второй камбуз был добавлен в модуль Unity из-за увеличения численности экипажа. Совместные обеды были редки, поскольку российские, шаттловые и другие астронавты МКС часто питались в своих собственных сегментах по разным графикам. [13] [14]
На космической станции «Тяньгун» кухня расположена в основном модуле «Тяньхэ» вместе с жилыми помещениями и развлекательными системами. [15] [16] Кухня оборудована небольшим кухонным столом для приготовления пищи и первой в истории космической станции микроволновой печью . [17] [18] Хуан Вэйфэнь, главный тренер астронавтов Китайского пилотируемого космического агентства (CMSA), объяснил, что цель состояла в том, чтобы гарантировать, что астронавты «всегда смогут иметь горячую еду, когда им это нужно». [19] [20]
Ранняя космическая еда в основном состояла из кубиков размером с укус, замороженных порошков и густых жидкостей, набитых в алюминиевые тубы. Впервые использованная в 3-й миссии «Меркурий» в 1962 году, астронавт США Джон Гленн был первым, кто ел прямо из алюминиевой тубы, в частности, яблочное пюре. [21] Однако в конечном итоге тубы были сняты с производства, поскольку их конструкция не позволяла чувствовать запах или видеть еду, а текстура также накладывала ограничения на разнообразие доступной пищи. [21] Также были доступны замороженные порошки, которые можно было регидратировать, а также высококалорийные кубики еды размером с укус. Эти решения имели свои собственные проблемы, однако со временем порошки стали легче повторно замораживать, а кубики были покрыты желатином, чтобы предотвратить рассыпание на оборудовании. [22] С введением «ложечной миски» в миссии «Аполлон-8» астронавты смогли открыть содержимое упаковки и есть простую еду ложкой. [23]
На обед на корабле «Восток-1» (1961) Юрий Гагарин съел три тюбика по 160 г (5,6 унций), похожих на зубную пасту, два из которых содержали порции мясного пюре, а один — шоколадный соус [ необходима ссылка ] .
В августе 1961 года советский космонавт Герман Титов стал первым человеком, испытавшим космическую болезнь на корабле «Восток-2» ; он является рекордсменом как первый человек, которого стошнило в космосе. [24] Это событие «возвестило о необходимости питания в космических полетах». [25]
Джон Гленн , первый американец, облетевший Землю в 1962 году, должен был экспериментировать с приемом пищи в условиях невесомости. Некоторые эксперты были обеспокоены тем, что невесомость может ухудшить глотание. Гленн не испытывал таких трудностей, и было установлено, что микрогравитация не влияет на естественный процесс глотания , который обеспечивается перистальтикой пищевода . [ необходима цитата ]
Астронавтам в более поздних миссиях «Меркурий» (1959–1963) не нравилась предоставленная еда. Они ели кубики размером с укус, замороженные порошки и тюбики с полужидкостями. Астронавты находили это неаппетитным, испытывали трудности с регидратацией замороженных продуктов и не любили выдавливать тюбики или собирать крошки. [2] Перед миссией астронавтов также кормили завтраками с низким содержанием остатков в день запуска, чтобы снизить вероятность того, что они испражнятся в полете. [26]
.jpg/1280px-Frank_J._Roberts_demonstrating_how_astronauts_eat_(cropped).jpg)
Некоторые из проблем с продовольствием из миссий «Меркурий» были решены для более поздних миссий «Джемини» (1965–1966). Трубки (часто более тяжелые, чем продукты, которые они содержали) были отменены, желатиновые покрытия были добавлены к маленьким кубикам, чтобы помочь предотвратить их рассыпание, и были разработаны более простые методы регидратации. Меню также были расширены за счет включения таких блюд, как коктейль из креветок , курица и овощи, тосты, ирисный пудинг и яблочный сок . [2]
Экипаж «Джемини-3» пронес с собой сэндвич с солониной во время своего космического полета. Командир миссии Гас Гриссом любил сэндвичи с солониной, поэтому пилот Джон Янг взял один с собой, поощряемый коллегой-астронавтом Уолтером Ширрой . Однако Янг должен был есть только разрешенную пищу, а Гриссом не должен был есть ничего вообще. Плавающие крошки от хлеба представляли потенциальную проблему, заставив Гриссома убрать сэндвич, а астронавты получили мягкое порицание от NASA за этот поступок. [27] Было созвано слушание в Конгрессе, заставившее заместителя администратора NASA Джорджа Мюллера пообещать не повторять это, и NASA усилило бдительность в отношении того, что астронавты берут с собой в будущих миссиях. [28] [29] [30]
До программы «Аполлон» (1968–1975) ранняя разработка космической еды проводилась в Школе аэрокосмической медицины ВВС США и армейских лабораториях Натика . [25] Разнообразие вариантов еды продолжало расширяться для миссий «Аполлон» , поскольку новая доступность горячей воды упростила регидратацию замороженных продуктов и дала более аппетитный результат. Это было важным аспектом во время миссий «Аполлон», поскольку астронавты должны были проводить больше времени в космосе. Аппетитная еда увеличила бы шансы экипажа поддерживать правильное питание, [21] а «ложка-миска» позволяла более нормально питаться. Пищу можно было хранить в специальных пластиковых контейнерах с застежкой-молнией, а влажность позволяла еде прилипать к ложке. [2] Однако в то время отсутствие вкуса было проблемой, поскольку еда готовилась с очень небольшим количеством специй, чтобы избежать чрезмерной стимуляции желудочно-кишечного тракта. Таким образом, астронавты всегда искали что-то, что имело бы немного больше вкуса; Любимой едой луноходца Аполлона-17 Харрисона Шмитта были квадратики с беконом, в то время как Базз Олдрин наслаждался креветками, а Пол Дж. Вайц выбрал мороженое. [31] [32] В более поздних миссиях Аполлона продукты питания были улучшены с использованием ретортных пакетов и банок. Это позволило термически стабилизировать продукты питания, что позволило хранить их в течение более длительного времени. [21]
Базз Олдрин принял участие в пресвитерианском христианском таинстве Святого Причастия на Луне. Оно было освящено его пастором, преподобным Дином Вудраффом, за две недели до космической миссии. [33]
«Я налил вино в чашу, которую мне дала церковь. При гравитации в одну шестую лунной, вино медленно и грациозно закручивалось по краю чаши. Интересно было думать, что самая первая жидкость, когда-либо вылитая на Луну, и первая еда, съеденная там, были элементами причастия». — Базз Олдрин [33]
Олдрин причастился в тот же час, что и его местная церковь в то воскресенье, и позже он заявил, что «я особенно сильно ощутил свое единство с нашей церковью дома и с Церковью повсюду». [33]
Большие жилые помещения на космической станции Skylab (1973–1974) позволили разместить на борту холодильник и морозильник. [34] Это позволило хранить скоропортящиеся и замороженные продукты, что сделало микрогравитацию основным препятствием будущих миссий. [35] : 142–144 Когда солнечные панели Skylab были повреждены во время запуска, и станции пришлось полагаться на минимальную мощность от телескопа Apollo , пока члены экипажа Skylab 2 не выполнили ремонт, холодильник и морозильник были среди систем, которые Центр управления полетами поддерживал в рабочем состоянии. Модуль Orbital Work Shop (OWS) имел специально спроектированную кают-компанию, предназначенную для приготовления пищи и приема пищи (см. изображение справа). [ необходима цитата ]
Обеденный стол также был доступен и был спроектирован так, чтобы избежать иерархических позиций благодаря своей треугольной планировке и поддерживать социальную сплоченность. Стол и стулья были прикреплены к полу и снабжены ограничителями для ног и бедер, что позволяло более нормально питаться. Подносы, которые использовались, могли подогревать еду и имели магниты для удерживания столовых приборов и ножниц, используемых для открытия пищевых контейнеров. [35] : 142–144 [36] : 29 Он мог вместить всех трех членов экипажа одновременно, используя различные ограничения микрогравитации. [37] В результате улучшенной организации питания астронавты на борту Skylab поддерживали одно из лучших потреблений питательных веществ, зарегистрированных. [34]
Меню включало 72 блюда; впервые около 15% были заморожены. Коктейль из креветок и печенье с маслом были постоянными фаворитами; омар Ньюберг , свежий хлеб [38] , обработанные мясные продукты и мороженое были среди других вариантов. [34] Еда была похожа на ту, что использовалась для Аполлона, но была запечатана в банки для сохранения. [38] Экипаж обнаружил, что она лучше, чем у Аполлона, но все равно неудовлетворительна, частично из-за того, что вкус еды в космосе отличался от вкуса на Земле. [35] : 292–293, 308 Замороженные продукты были самыми популярными, и они любили острую пищу [36] : 130 из-за заложенности носовых пазух из-за невесомости, притупляющей их чувства вкуса и обоняния. [35] : 292–293, 308 Невесомость также усложнила процесс как приема пищи, так и уборки, поскольку экипаж тратил до 90 минут в день на уборку. [39]
По просьбе астронавтов НАСА включило сливочный херес в состав одной миссии Skylab и упаковало немного для испытаний на самолете с пониженной гравитацией . В условиях микрогравитации запахи быстро проникают в окружающую среду, и агентство обнаружило, что херес вызывает рвотный рефлекс . Обеспокоенность по поводу реакции общественности на взятие алкоголя в космос заставила НАСА отказаться от своих планов. Вместо этого астронавты выпили купленный запас, одновременно придерживаясь специальной предмиссионной диеты. [38]
Астронавты испытательного проекта «Аполлон-Союз» (1975) получили образцы советской космической еды, когда объединенный экипаж обедал вместе. Среди продуктов, предоставленных «Союзом-19», были консервированный говяжий язык , упакованный рижский хлеб , тюбики борща (свекольный суп) и икра . Борщ был помечен как « водка ». [40]
Советские станции «Салют» были первыми, которые были структурированы в зоны для различных видов деятельности, включая стол для работы и совместного обеда. К середине 1970-х годов космонавты и астронавты на российских космических исследовательских станциях «Салют» могли есть свежую пищу, такую как помидоры, кориандр и огурцы из своих орбитальных космических садов, а некоторые даже имели возможность выпить глоток вина или водки с едой. [31] Пионерская теплица «Оазис» на «Салюте-1» (запущенная в апреле 1971 года) привела к внедрению объектов для выращивания растений на более поздних станциях «Салют», на «Мире» и на Международной космической станции, и первые выращенные в космосе овощи, как сообщается, были съедены в 1975 году на борту «Салюта-4». [31] [41]
В рамках космической программы «Интеркосмос» союзники Советского Союза, включая Народную Республику Болгария , активно участвовали в исследовании и внедрении космических технологий с 1960-х годов до конца коммунизма в 1989-1990 годах в странах Восточного блока . Институт криобиологии и лиофилизации (ныне Институт криобиологии и пищевых технологий), основанный в 1973 году как часть Болгарской академии наук , производил космическую еду для целей программы. [42] [43] В меню входят традиционные болгарские блюда, такие как таратор , сарма , мусака , лютеница , кисело мляко , сушеные овощи и фрукты и т. д. [44] [45]
.jpg/1280px-JAXA_Space_food_Ramen_(Soy_sauce).jpg)
Целью НАСА в отношении питания на МКС является максимальное приближение к земному опыту, и ставится задача предоставить более приемлемую и вкусную пищу. [46] Современные астронавты имеют более широкий выбор основных блюд , и многие астронавты запрашивают персонализированное меню из списков доступных продуктов, включая такие блюда, как фруктовый салат и спагетти . Во время космических полетов едят свежие фрукты и овощи, которые можно безопасно хранить при комнатной температуре. Астронавты иногда запрашивают вяленую говядину для полетов, так как она имеет длительный срок хранения и сильный вкус. [47] [48] Еда на МКС похожа на еду на шаттле, тем, что она индивидуально упакована, чтобы обеспечить возможность обмена и предотвратить проблемы в условиях микрогравитации. Из-за ограниченного запаса воды акцент был сделан на термостабилизированных продуктах, а не на методах регидратации. [46]
С 2002 года небольшая система LADA Greenhouse (размер листовой камеры составляет всего 16 x 20 x 26 см/6 x 8 x 10 дюймов) использовалась на борту Международной космической станции для изучения роста растений в условиях микрогравитации и выращивания съедобных овощей для астронавтов. LADA включает в себя модуль управления и была отправлена на станцию уже оснащенной корневой средой для выращивания и употребления в пищу растений в космосе.
[58]
Проект NASA Advanced Food Technology Project (AFT) исследует способы обеспечения адекватного снабжения продовольствием для длительных космических исследовательских миссий. [59] Это исследование в первую очередь сосредоточено на смягчении неблагоприятных последствий для здоровья, вызванных длительными космическими полетами. [46] Воздействие на здоровье может включать такие симптомы, как потеря веса, обезвоживание, снижение количества эритроцитов, запоры и дисбаланс электролитов. Проект Advanced Food Technology Project направлен на разработку космических продуктов питания, которые минимизируют эти неблагоприятные последствия. [60]
В октябре 2003 года Китайская Народная Республика начала свой первый пилотируемый космический полет, Шэньчжоу 5. Астронавт Ян Ливэй взял с собой и съел специально обработанную свинину Юйсян ( китайский :鱼香肉丝), курицу Кунг Пао ( китайский :宫保鸡丁) и рис Восемь Сокровищ ( китайский :八宝饭), а также китайский травяной чай. [61] Еда, приготовленная для этого полета и последующего пилотируемого полета в 2007 году, была коммерциализирована для продажи на массовом рынке. [62]
На космической станции Тяньгун на борту хранятся блюда, состоящие из 120 различных видов пищи, выбранных на основе предпочтений астронавтов. Основные продукты, включая измельченную свинину в чесночном соусе, курицу кунг-пао , говядину с черным перцем, измельченную свинину юйсян , маринованную капусту и напитки, включая различные чаи и соки, пополняются рейсами роботизированного грузового космического корабля класса Тяньчжоу . Свежие фрукты и овощи хранятся в холодильниках. Хуан Вэйфэнь, главный тренер астронавтов CMSA, объясняет, что большая часть пищи готовится твердой, без костей и в виде небольших кусочков. Приправы, такие как свиной соус и сычуаньский перечный соус, используются для компенсации изменений вкусовых ощущений в условиях микрогравитации. [19] [20] Продукты питания часто корректируются в соответствии с отзывами астронавтов, например, когда в Тяньчжоу-4 были включены большие запасы овощей . [63]
Кроме того, китайская станция Tiangong-2 провела эксперименты по выращиванию еды на борту в условиях микрогравитации, например, кресс-салата Тале, съедобной травы, а также риса. На станции также находятся шелкопряды — эксперимент, придуманный студентами, чтобы проверить, можно ли их использовать в качестве источника белка в длительных космических миссиях. [6]
В настоящее время ведется большая работа по разработке пищевых и упаковочных решений, подходящих для длительных космических миссий (2,5 года+). Основная цель — обеспечить астронавтов вкусной и питательной пищей, с дополнительным учетом минимизации объема, массы и отходов. [64]
Ключевым соображением является минимизация отходов, производимых во время длительных миссий. Была подчеркнута важность биоразлагаемых, съедобных и многоразовых упаковочных решений, поскольку они уменьшат нагрузку на систему управления твердыми отходами. Также было предложено максимально увеличить срок годности продуктов питания, что еще больше поможет сократить отходы. [64]
Исследования также проводятся в области пищевых систем для лунных и планетарных миссий. В настоящее время большое внимание уделяется переработке урожая с целью, чтобы выращенные на гидропонике культуры составляли большую часть меню. Первоначальные идеи по выращиванию включают белый и сладкий картофель, соевые бобы, пшеницу и рис. Вторичным преимуществом является содействие производству и регулированию кислорода и углекислого газа. [64]
Основное внимание уделяется обеспечению астронавтов не только рекомендуемыми уровнями питательных веществ для поддержания психического и физического здоровья, но и правильными количествами, необходимыми для длительного космического полета. Исследования показали, что потребности в питании меняются в зависимости от времени, проведенного в космосе. Например, рекомендуемое количество кальция составляет 1000 мг/день, увеличиваясь до 1200 мг/день в длительных миссиях. [64]
Используя популярность космических миссий «Аполлон» в начале 1970-х годов, компания Pillsbury выпустила на потребительский рынок «Палочки для еды» (также известные как « Палочки для еды в космосе »). [65] В коробку было включено четырнадцать индивидуально упакованных палочек, и они выпускались в шести вкусах, таких как арахисовое масло , карамель и шоколад . Палочки для еды позиционировались как «питательно сбалансированный перекус между приемами пищи». [ требуется ссылка ]
Примеры производных продуктов можно найти в сувенирных магазинах NASA Space Center, магазинах сладостей и новинок, интернет-магазинах или в магазинах Army Surplus . Популярным примером является мороженое-сублимация . Тан , первоначально выпущенный на рынок в 1959 году, стал популярным в 1960-х годах из-за его включения в американские пилотируемые космические полеты. [ необходима цитата ]
Поскольку гравитации нет, содержимое вашего желудка плавает и имеет тенденцию оставаться в верхней части желудка, под грудной клеткой и близко к клапану в верхней части желудка. Поскольку этот клапан не является полным затвором (просто мышца, которая работает под действием гравитации), если вы рыгнете, это станет влажной отрыжкой из содержимого вашего желудка.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )