Что едят космонавты во время космического путешествия очень интересует многих из нас. В самом деле: что будут есть космонавты, какая пища для них наиболее приемлема, целесообразна, каким будет сам процесс приема пищи и воды в космосе?
Ученые, работающие в области питания, совершенствуют рациональные диеты для космонавтов. Задача заключается в том, чтобы создать такие продукты, которые бы занимали как можно меньше места, мало весили и в то же время были высококалорийными, удобными для приема и вкусными.
Подсчитано, например, что вес суточного рациона пищи, воды и кислорода на одного человека в космосе приблизительно равен 5,5 килограмма. Продолжительность же межпланетного путешествия может колебаться от нескольких дней до нескольких лет.
Совершенно очевидно, что кратковременные и длительные космические полеты требуют принципиально различных методов организации питания космонавтов.
Как питаются космонавты
Ясно, что пища должна быть максимально питательной, легко усвояемой и в то же время портативной, легкой и готовой к употреблению. Неизбежно здесь возникает вопрос, как же обеспечить прием пищи человеку, находящемуся в состоянии невесомости? То, что в обычных условиях представляется делом простым и естественным, о чем мы никогда не задумываемся, в кабине космического корабля превращается в очень сложную, чуть ли не фантастическую проблему. Попробуйте, например, выпить воды, если она совсем не льется. Или проглотить кусочек хлеба, который застревает во рту, и, несмотря на все усилия, никак не проходит в пищевод.
В условиях невесомости вода, да и любая другая жидкость, ведет себя очень своеобразно. Лишенная веса, она легко выскальзывает из сосуда и парит в воздухе, распадаясь на мелкие шарики, так как поверхностное натяжение остается единственной силой, соединяющей молекулы воды друг с другом.
Парящие в воздухе капли жидкости опасны для человека, поскольку с током воздуха могут попасть в дыхательные пути, и он может захлебнуться. Не менее коварно могут повести себя и сухие продукты питания. Такая пища будет распыляться во рту, частицы ее проникнут в дыхательные пути и легкие. Это вызовет в лучшем случае кашель, а в худшем – воспалительный процесс в лёгких.
Нет надобности перечислять все неожиданности и неприятности, которые могут встретить космонавта при таком, казалось бы, простом процессе, как еда и питье.
Употребление водорослей в космосе
Более сложной проблемой является организация питания человека в продолжительных полетах, когда невозможно взять необходимые на всю дорогу запасы пищи и воды с Земли. В этих случаях приходится искать другой выход. И заключается он в том, чтобы необходимую космонавтам пищу создавать на самом космическом корабле.
Научная разработка такой серьезнейшей проблемы может идти по нескольким направлениям. Наиболее эффективными надо считать пути, предложенные нашим замечательным соотечественником К. Э. Циолковским: использовать в космических полетах некоторые земные растения, обладающие большой производительностью.
Очень перспективно использование некоторых водорослей, особенно хлореллы. Водоросли необычайно выносливы и очень быстро размножаются. Некоторые из них при благоприятных условиях могут за сутки увеличить свой вес в 7–12 раз.
Это объясняется там, что водоросли поглощают солнечную энергию лучше других растений. Для увеличения своего веса водоросли используют не менее 7 процентов солнечной энергии, в то время как большинство земных растений – меньше процента. Есть еще одна, чрезвычайно важная особенность некоторых водорослей: в процессе жизнедеятельности они создают, синтезируют в большом количестве белки, жиры, углеводы и витамины.
Но главное свойство водорослей состоит в том, что они могут достаточно полно использовать вещества, выделяемые человеком и животными. Следовательно, в космическом корабле одновременно происходят очищение продуктов выделения, и создание необходимой человеку пищи.
Употребление воды в космосе
В условиях космического полета проблема обеспечения человека водой является также очень сложной. Известно, что «водный голод» в течение недели уже представляет опасность для жизни, так как не восполненная потеря организмом 10–11 процентов содержащейся в нем воды может привести к смерти.
Вода необходима в равной степени и человеку, и животным, и растениям. Она является не только растворителем важнейших химических веществ, циркулирующих с кровью по клеткам организма, не только растворителем выделяемых из организма отработанных продуктов, но и важнейшим пластическим веществом, входящим в структуру каждой живой клетки.
При этом в живом организме непрерывно осуществляется регулирование водного обмена, благодаря чему количество воды в организме всегда остается относительно постоянным.
Суточная потребность человека в питьевой воде составляет около 2 литров, кроме того, она входит в состав пищи, а также используется для гигиенических целей. Таким образом, даже по самым скромным подсчетам, человеку в сутки необходимо около 4 литров воды.
Для космического путешествия продолжительностью в 6 месяцев экипажу межпланетного корабля из двух человек потребуется около 1500 литров воды. Такое количество воды слишком велико не только по весу, но, что очень важно, и по объему. Как же можно разрешить водную проблему? Так же, как и пищевую. Необходимую космонавтам воду нужно получать на самом корабле. Это можно сделать лишь при условии повторного использования воды.
В среднем взрослый человек выделяет около 2,5 литра воды в сутки. Соответствующим образом переработанная и очищенная, она может быть абсолютно полноценной и пригодной для употребления. Создание специальных систем для осуществления круговорота воды в кабине космического корабля – дело вполне реальное и осуществимое.
В этом году исполняется ровно 50 лет с момента старта первого многоместного космического корабля «Восход»-1. Начиная с этого момента космонавтам, отправлявшимся в полет, стало с кем преломить кусок хлеба. При этом простым обывателям, оставшимся на Земле, всегда страшно интересно было узнать, чем же на самом деле питаются покорители космических глубин.
Сегодня отведать настоящую пищу космонавтов можно, например, в Мемориальном музее космонавтики на ВВЦ. Однако, чтобы полностью прочувствовать все прелести космической трапезы, необходимо все же подняться на орбиту Земли, поскольку процесс приема пищи в космосе достаточно сложен, а симулятора для рядовых жителей Земли пока не создали.
ОН СКАЗАЛ: ПОЕХАЛИ!
За полвека космических полетов пища космонавтов прошла долгий путь эволюции, не менее сложный, чем совершенствование всей космической техники в целом. Первое меню космонавтов было довольно скудным. Например, Юрий Гагарин, несмотря на то, что провел в космосе совсем немного времени, тем не менее, имел на борту полноценный обед. Советские ученые подготовили для него несколько блюд, упакованных в специальные тубусы, например жидкие макароны и шоколадный соус.
Правда, Юрий Гагарин пищу лишь дегустировал в качестве эксперимента. Первым же, кому удалось полноценно отобедать в космосе, стал Герман Титов, чей полет составил фантастические для того времени 25 часов. На первое он откушал стакан овощного супа-пюре, вторым блюдом стал печеночный паштет, а на третье был стакан черносмородинового сока. Всего за сутки полета второй космонавт СССР трижды принимал пищу, но, по собственному признанию, остался голодным!
Впоследствии в меню советских космонавтов включили говяжий заливной язык, пироги с рыбой, украинский борщ, антрекоты, пожарские котлеты, куриное филе, два десятка разновидностей соков, фруктовые пюре и овощные соусы. Уже к 1980-м годам рацион космонавтов состоял более чем из 200 всевозможных наименовании блюд.
Американские астронавты, пытаясь догнать и перегнать советских покорителей космоса, во время полетов питались едой в виде небольших кусочков пищи, специальных порошков и жидкостей. Однако подобные трапезы, состоящие из сублимированных продуктов, им страшно не нравились. Мало того, сказывался страх: а как отреагирует организм астронавта на прием пищи в космосе?
Правда, Джон Гленн, американец, совершивший 20 февраля 1962 года первый орбитальный полет под флагом США, заявил, что, несмотря на его опасения, ничего страшного в глотании пищи в космосе нет, а сжимание мышц горла в невесомости почти не отличается от аналогичного процесса на Земле, единственное, что отмечали как западные, так и отечественные космонавты, порой происходит существенное искажение вкуса продуктов.
Первые отечественные тубусы с пищей весили 165 грамм, а первую пробу продукции специализированного завода снимал сам Юрий Гагарин. Кстати, в космосе у него, кроме тех самых макарон и шоколадного соуса, были борщ, картошка, котлета и соки. Ведь никто не знал, какую пищу сможет безболезненно принять человеческий организм в космосе. Гагарин успокоил: «Из тубусов питаться можно!»
ЭВОЛЮЦИЯ КОСМИЧЕСКОЙ СТОЛОВОЙ
Еще в начале 1960-х годов первые разработчики пищи для космонавтов задались простым вопросом: каким критериям она должна удовлетворять? Оказалось, всего нескольким: сохранять все питательные вещества, полностью усваиваться организмом, быть компактной и иметь как можно меньше отходов.
Не удивительно, что сначала в голову ученым пришла идея о чудо-таблетке, которая собрала бы в себе все необходимые для человеческого организма питательные вещества. Не тут-то было! Подобную таблетку изобрести не удалось, тем более что космонавты настоятельно требовали нормальной человеческой пищи.
В итоге в первые годы пилотируемого покорения космоса участникам полетов предлагали портативную пищу. Это были обеды из трех блюд, каждое из которых запечатывалось в тюбик (аналогичный тому, в котором хранится зубная паста). Из тюбика пища выдавливалась самим космонавтом прямо в рот.
Интересно, что сегодня каждый член отряда космонавтов, отправляясь в космос, дегустирует множество блюд. Каждое из них он оценивает по десятибалльной шкале. Та пища, которая получила наивысшие оценки, готовится к полету, а «двоечники» остаются на Земле. Затем готовится разнообразное меню, рассчитанное на восемь дней, через которые весь цикл блюд повторяется.
Питаются космонавты, как дети, четыре раза в отведенное время. Как правило, в меню входят: бородинский хлеб в виде крошечных батончиков (чтобы не было крошек: мини-батончики съедаются за один укус), медовые коврижки, ветчина, свинина в кисло-сладком соусе, говядина под майонезом, азу, перепела, судак, цыпленок жареный в желе, сыр, осетрина, творог, зеленые щи и борщ, котлеты с картофельным пюре, клубника, печенье, шоколад, чай и кофе.
При этом современные космонавты любят перекусить на орбите Земли свежими фруктами и овощами. Чаще всего выбор падает именно на те продукты, которые произрастают на родине космонавта. Американцы предпочитают цитрусовые, в то время как отечественные покорители космоса — родные яблоки, помидоры или лук. Дошло до того, что космонавты даже праздники стали отмечать с национальными блюдами. Так, шведу Кристеру Фуглесангу запретили брать в космос запеченное мясо. Вместо него он встречал Рождество с вяленой олениной на столе.
КУШАТЬ ПОДАНО
Впрочем, мало доставить еду на орбиту, предварительно ее нужно правильно приготовить на Земле, а затем суметь разогреть в космосе. Как же это происходит на практике? Продукты сначала замораживают до -50 градусов, а затем, в условиях вакуума, в течение 32 часов нагревают до +50. ..+70 градусов. В этом случае лед не превращается в воду, а мгновенно испаряется, сохраняя в продукте все питательные вещества, которые обычно уходят вместе с водой, значительно снижая объем и вес каждой порции космической еды.
Звучит удивительно, но сегодня каши, мясные консервы и различные пюре, оказавшись в космосе в металлических банках из тонкого алюминия, представляют собой аналог обычных земных консервов. Из напитков космонавты употребляют высушенные фруктовые и овощные соки.
Пища доставляется на орбиту в небольшом контейнере, на крышке которого обязательно прикреплена опись находящихся в нем продуктов. Размер каждого «продуктового набора» не больше портфеля школьника советских времен и содержит в себе трехдневный рацион питания одного космонавта. Во время приема пищи консервные банки устанавливаются на «кухонный стол» в специальные гнезда, где их сначала разогревают, а затем космонавты вскрывают их обычными консервными ножами.
Прием пищи производится также с помощью обычных ложек прямо из банок. Определенные трудности вызывает лишь прием жидкости. Пакет с концентратом напитка присоединяют к специальному агрегату, который по сложной технологии выпускает в него необходимое количество воды. В итоге получается суп, пюре или сок. Их космонавты пьют прямо из пакетов.
При этом в космосе остро. стоит проблема крошек от печенья или хлеба, которые могут попасть в глаз или вызвать поломку дорогостоящих приборов космического корабля или орбитальной станции, поэтому их уничтожают с помощью специального вентилятора, встроенного в «кухонный стол».
Есть в космосе и другие проблемы, помимо крошек. Так, в невесомости любая жидкость, в том числе выпитая космонавтом, стремится подняться вверх, тем самым повышая риск закупорки носа и отека всего лица. Костям сложно удерживать и восполнять потери кальция, атрофируются мышцы, провоцируя проблемы работы кишечника и учащая сердцебиение.
Но самое необычное — это изменение роста космонавта во время полета. Ученые подметили, что из-за пониженного давления, воздействующего на позвоночник космонавта во время полета, практически все из них после возвращения домой прибавляют в росте в среднем 3-5 см.
КОМБИНАТ ПИТАНИЯ
Безусловно, для производства космической пищи необходимо уникальное оборудование. Сегодня для России и стран СНГ «космическую пищу» производит всего одно предприятие. Это Бирюлевский экспериментальный завод PACXH, который находится в Ленинском районе Московской области. Руководство завода в многочисленных интервью неоднократно утверждало, что создание космической пищи — задача сверхсложная, требующая привлечения самых современных технологий.
Да и как может быть иначе, ведь пища, отправляющаяся в космос, должна занимать относительно немного места, сохранить все питательные вещества, быть стерильной, а главное — долго храниться. Сегодня питание космонавтов производится из расчета, согласно которому мужчина в космосе должен ежедневно потреблять 3 200 килокалорий, а женщина — 2 800.
В данный момент Бирюлевское производство снабжает продуктами отечественные космические экипажи на 80 процентов. Оставшиеся двадцать — это в основном рыбные консервы и блюда. Они производятся на аналогичном заводе в Санкт-Петербурге.
Для того чтобы читатель мог по достоинству оценить работу «космических поваров», можно привести несколько цифр: за всю историю пилотируемых полетов в космос было отправлено более 80 тонн продуктов, разработано 50 тысяч рационов питания, а средний космический обед в наши дни обходится примерно в 20 тысяч рублей. Причем это стоимость лишь производства обеда, а стоимость доставки питания в космос считается, конечно, отдельно.
Дмитрий ЛАВОЧКИН
Создание качественной, питательной пищи для космонавтов – дело чрезвычайно ответственное и сложное. Именно этот вопрос стал одной из основных проблем после первого полета человека в космос. Ведь уже тогда было подсчитано, что для поддержания необходимой формы и здорового образа жизни в полете женщины должны потреблять не менее 2800 килокалорий, а мужчины – 3200.
Изначально планировалось создание специальных таблеток, содержащих необходимые витамины, минералы и питательные вещества. Но эти задумки так и не были претворены в жизнь, хотя достойные альтернативы с годами все же были разработаны.
Первые варианты при создании пищи для космонавтов
Так же, как и сама космическая отрасль, сфера питания космонавтов претерпела за десятилетия множество изменений. Существовали специальные отделы и службы, которые занимались разработкой пищи для работников в сложных условиях открытого космического пространства. И все это время обычным людям было интересно, как же это происходит и чем питаются космонавты на орбите.
Во время первых полетов каких-либо особых манипуляций в плане питания космонавтов не требовалось – полеты были не слишком длительными, поэтому нужно было лишь обеспечить людей оптимальным количеством калорий и витаминов. С собой выдавались специально разработанные тубы с гомогенизированными первыми и вторыми блюдами.
После более длительного пребывания в космосе начались проработки идей по более эффективному и качественному питанию людей, которые велись не одно десятилетие. Сразу было признано, что пища для космонавтов должна быть максимально питательной и полезной, иметь своеобразную консистенцию и долго храниться.
Оптимальный рацион и удобная транспортировка космической еды
Первое, чем занялись разработчики – это составление полноценного рациона для работников космической сферы. Специалистами было высчитано, что в экстремальных условиях полета в космос принятие пищи необходимо производить 4 раза в сутки, а интервал между ними должен составлять не менее пяти часов. Кроме того, в составе продуктов для ежедневного питания обязательно должно быть:
- 300 гр углеводов;
- 100 гр белка;
- 118 гр жиров;
- необходимое количество витаминов и минеральных веществ.
После разработки меню встал вопрос о наиболее эффективной транспортировке еды. Тогда и появились удобные алюминиевые тубы, в которые в виде пюре упаковывали первые, вторые блюда, а также напитки. Вес каждой тубы был стандартно 160-165 грамм.
Таким образом, решился вопрос о сохранности питательной ценности продуктов, их компактности и длительности хранения. Не менее важно было следить за стерильностью пищи. Кроме того, еда должна было максимально быстро перевариваться и, соответственно, оставлять минимум шлаков.
Современный подход к космическому питанию
Со временем был внедрен еще один способ осуществления питания для космонавтов во время пребывания в космосе. Готовые продукты замораживаются, а потом резко подвергаются сушке при очень высокой температуре. Таким образом лед сразу же переходит в парообразное состояние, не переходя в жидкость. Пища становится гораздо легче по весу, не теряя при этом питательных веществ.
Такую пищу начали упаковывать в пластик, а блюда, которые остаются в полужидком или пюреобразном состоянии – в специальные алюминиевые баночки. И хотя уже много лет существует утвержденный специалистами список разрешенных продуктов и специальное меню, пребывание космонавтов в длительных командировках стараются сделать максимально комфортным.
Поэтому, кроме стандартных блюд, космическое меню пытаются всячески разнообразить, включая в него национальные блюда и даже любимые кулинарные изыски космонавтов.
А вот вам пример рациона космонавта на МКС от действующего космонавта
Космическое питание в современном мире становится доступным и простым смертным. Его можно заказать в интернет-магазине, а также сделать заявку на завод, где производят особую еду в тюбиках.
Где производят космические яства
Космические продукты питания производят на Бирюлевском заводе. Он специализируется на разработке продуктов питания особого назначения. Сегодня главной задачей лаборатории является создание наборов рационального питания для экстренных ситуаций, бойцов Российской армии, а также для пилотов космических кораблей. Завод выполняет заказы и для массового потребления по спецзаказу.
Исторические сведения о появлении завода
В 1940-х годах правительство Советского Союза пришло к решению о том, что нужно создать предприятие, чтобы обеспечивать бойцов на фронте мясными продуктами питания. Спустя несколько лет лаборатория космического питания начала производить
С годами завод развивался, росли и проценты выработки. Список производимой продукции расширялся. В это же время создавались центры, где решались научные вопросы и задачи по производству экспериментального питания. Бирюлевский завод космического питания вел работу по расширению:
- открывались новые цеха специализированного питания для космонавтов;
- велись разработка и выпуск еды для тех, кто попал в чрезвычайную ситуацию на открытых водах;
- внедряли технологии по выпуску консервов;
- ведение и выпуск рационов для потребностей вооруженных сил, госструктур и МЧС;
- освоена и технология пищи быстрого приготовления.
Особая пища
Первые космические полеты длились недолго - около шести часов. В этот период завод космического питания исследовал, какая пища пригоднее в условиях невесомости, и так далее. Оказалось, что обычная земная еда вызывает у астронавтов большое количество проблем при отсутствии гравитации. Таким образом научное сообщество пришло к выводу, что космическое питание просто необходимо. Сегодня завод выпускает 90% всего сбалансированного питания для экипажа, кроме сыров, рыбной и хлебной продукции. Такое питание обладает исключительным качеством, так как оно произведено из натурального сырья без вредных химических добавок: консервантов, загустителей и прочих стабилизаторов.
Критерии «космоеды»
Разработка сбалансированного питания для полетов на дальние расстояния - дело непростое. Специализированное космическое питание должно пройти несколько критериев, чтобы стать полезным для членов космического корабля. В первую очередь, питание должно быть сбалансированным и вкусным, а также оно обязано быть физиологически полезным, питательным и легкоусваиваемой. Во-вторых, еда должна быть удобно употребляемой в условиях невесомости. В этом пункте применяются требования по параметрам: хорошая упаковка, легкость использования и минимум очистки. Крошки в условиях отсутствия гравитации очень опасны! В-третьих, вес продукта должен быть минимален. Также предъявляются высокие требования по условиям хранения. Питание в упаковке должно легко открываться. Мусор должен оставаться по минимуму!
Космическая линейка
Сегодня завод в Бирюлево разработал линейку продукции по пяти направлениям:
- Каши и блюда к обеду: различные супы, каши с разнообразными добавками.
- Кисели, которые насыщают минералами и витаминами.
- Хлопья зерновые, не требующие варки: гречневые, рисовые, овсяные, ячменные и так далее.
- Крупы для быстрого приготовления.
- Изделия из муки: печенье, блины и даже торты.
Поэтому, если бы космонавт внезапно проголодался, то смог бы съесть не только бульон из тюбика, но и шоколадную пасту, и чай, и многое другое! Кстати, сегодня космическое питание упаковывают не в тубы, а в полимерные пакеты.
Особенности меню на космическом корабле
Сегодня две сверхдержавы (Россия и США) заключили договор на паритетной основе, по которому доставляется пища на борт. В Центре подготовки космонавтов в двух странах проводится дегустация, только потом продукт включают в рацион астронавта. Им предложено оценивать продукт по 10-балльной шкале. Если «космоеда» набрала пять и менее баллов, то на корабль ее больше не доставляют. Много внимания ученые-диетологи уделяют космонавтам, которые в полет отправятся впервые. Так как во время экспедиции происходят вкусовые изменения. Бывает так, что самая нелюбимая пища становится на борту самой вкусной!
Космонавты говорят, что на орбите они едят почти то же, что и на Земле. В их меню ввели бородинский хлеб, ковриги, ягоды, фрукты и овощи, а также чайные напитки и кофе. Тюбики начинают исчезать из космонабора. Пищу раскладывают по банкам.
Космические разработки для землян
Поведаем читателям еще один интересный факт. Космонавты использовали тубы не только для того, чтобы покушать, а еще и в качестве шприца для укола. Но мало кто из землян знает, что таблетки в блистерах были разработаны в 60-х годах ХХ века именно для экипажей космических кораблей.
Зеленка или йод в виде фломастера в аптеке - привычное дело. Но опять же, «лечебный маркер» был разработан в интересах военной и космической промышленности.
Заключение
Разработка и производство еды для космонавтов - очень важная и сложная задача. Тяжелые условия космоса, проблемы хранения и доставки требуют особую упаковку продукта. Специфическая работа в космосе ждет особого сбалансированного питания для космонавтов. Не стоит забывать, что пища способна улучшать настроение, этот фактор относится и к экипажу космического корабля. Поэтому такая еда требует одновременно внимания разных специалистов: кондитеров, поваров, физиологов, инженеров и диетологов!