Реферат Условия жизнедеятельности на борту космического объекта
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Условия жизнедеятельности на борту космического объекта (состояние невесомости, эмоционально-психическое напряжение, ограниченный объем кабины корабля) требуют особого подхода к рационам питания космонавтов.
Обязательными требованиями космического питания являются:
сбалансированность рациона по основным незаменимым факторам в соответствии с теорией рационального питания;
высокая энергетическая ценность при минимальных массе и объеме;
стойкость к различного рода климатическим и механическим воздействиям;
сохранение доброкачественности в течение длительных сроков.
К особенностям организации питания следует отнести:
повышенные требования к прочности тары и упаковки продуктов вследствие перегрузок;
невозможность применения традиционной посуды (тарелки, чашки, стаканов) из-за условий невесомости;
ограничение содержания в продуктах жидкой фазы (однако продукты не должны быть только сухими, брикетированными или и виде таблеток; по свойствам они должны максимально приближаться к продуктам, потребляемым в земных условиях);
повышенные требования к продуктам, которые крошатся и являются опасными для здоровья космонавтов (например, попадание крошек в горло в условиях невесомости, загрязнение кабины и др.);
длительность сроков хранения, полноценность продуктов по составу, ограничение по массе и объему, отсутствие несъедобной части.
Перечисленные факторы рациона являются основными при подборе продуктов для космонавтов.
Начиная с первых полетов космонавтов рацион их питания совершенствовался, расширялся ассортимент. Существует возможность приема как жидкой, так и твердой пищи.
Сначала продукты упаковывались в пакеты из полимерных пленок под вакуумом. Позже была определена формула питания космонавтов. Для экипажей кораблей «Союз» и «Салют» в связи с длительным пребыванием на орбите потребовались рационы с большими сроками хранения. Это условие вместе с ограничением по массе и объему рациона вызвало необходимость включения в его состав преимущественно обезвоженных продуктов в виде концентратов, а также консервов в банках и тубах с повышенным содержанием сухих веществ.
Комплекс исследований по технологии обезвоживания и увеличению сроков хранения позволил получить широкий ассортимент продуктов (пищевых концентратов) сублимационной сушки и консервов с повышенным содержанием сухих веществ. Испытания (120-суточные и годичные) показали преимущества продуктов сублимационной сушки. Однако использование последних ограничивалось техническими возможностями корабля — отсутствием устройства для нагревания воды. Поэтому для кораблей «Союз» с продолжительностью полетов 1...4 сут был разработан рацион с включением мясных закусочных консервов в жестяных банках № 1 (100 г), первых обеденных блюд и соков в тубах (165 г). Из продуктов сублимационной сушки на борту применяли лишь те, которые не требовали восстановления: мясо кусочками, брикетированные на «один укус», пудинг творожный и творог с черносмородиновым пюре, а также хлебобулочные, кондитерские и фруктовые изделия, вобла, сыр в виде кусочков. Прием консервированных продуктов предусматривался без нагрева, а сухих продуктов — с заливанием холодной водой.
С развитием космического питания были созданы многокомпонентные пищевые продукты и бортовая система питания. На станции «Салют-6» рацион питания был скомплектован в основном из консервированных тепловой стерилизацией продуктов (80 %), а рацион для экипажа «Салюта-7» был составлен преимущественно (на 65 %) из пищевых концентратов (обезвоженных продуктов). Изменение характера продуктов связано с появлением технических возможностей по их восстановлению и с учетом опыта питания предыдущих экспедиций. Так, всеми космонавтами отмечалась «приедаемость» консервов к концу второго месяца полета. Аналогичные замечания высказывались по продуктам, консервированным тепловой стерилизацией, особенно обеденным блюдам. В то же время проведение длительных испытаний (до года) рациона, включающего значительный процент обезвоженных продуктов (концентратов), показало, что они надоедают меньше, чем консервированные.
При этом была решена сложная технологическая задача — изготовление продуктов сублимационной сушки с предварительным введением жира. Благодаря подобранным режимам удалось получить продукты высокого качества, имеющие сроки хранения до 18 мес. Одновременно были разработаны специальные пакеты из пленочных материалов для восстановления в них продукта.
В США применяли те же принципы, что и в России, при обеспечении космических экипажей питанием, однако комплектование космических рационов происходило из продуктов, имеющихся в торговле. Со временем ассортимент, технологии, организация питания все более совершенствовались.
В настоящее время при подборе продуктов и разработке рационов для американских космонавтов, как и в нашей стране, учитывают питательность компонентов, легкую перевариваемость, привлекательные внешний вид, запах и вкус, оптимальную для использования консистенцию. Особое внимание уделяется сублимационной сушке и термической обработке. По новым технологиям возможно уменьшение (на 90 %) массы и объема продукта при сублимационной сушке с последующим прессованием пищи (горох, вишня, мясные кубики, мясные фрикадельки). Масса и объем этих продуктов почти такие же, как жевательной резинки. Использование для стерилизации трехкратного облучения у-лучами от источника кобальта-60 позволило получить мясные блюда, сохраняющие свои качества в течение нескольких лет.
Таким образом, в состав рациона питания космонавтов включают пищевые концентраты — продукты сублимационной сушки (свинина и говядина брикетированные, клубника, картофельные оладьи), приготовленные термообработкой в упаковке (говядина в соусе, сосиски, индейка, бифштекс, ломтики ветчины, говядина рубленная в соусе), стерилизованные облучением (ветчина, бифштекс натуральный, индейка в соусе), упакованные в мягкие герметичные пакеты (сыр, земляные орехи в масле, шоколадное пирожное с орехами, какао-порошок).
В последние годы для российских космонавтов разработан комбинированный рацион питания, состоящий из основного и дополнительного рационов.
Основной рацион сбалансирован по незаменимым факторам и составлен по шестидневному меню с распределением суточного набора на три приема пищи. Дополнительный отличается высокой энергетической ценностью и предназначен для удовлетворения индивидуальных вкусов космонавтов. В состав дополнительного рациона входят продукты, наиболее высоко оцениваемые космонавтами.
Пищевые продукты, используемые в питании космонавтов, проходят специальные предварительные (от 15 мес до 2 лет), а затем приемочные испытания. Они проверяются на длительность хранения в условиях, соответствующих этапам хранения, транспортирования и эксплуатации в реальной обстановке.
При реализации космических программ участвуют космонавты — представители разных стран, поэтому при разработке рациона их питания учитываются особенности и традиции национальной кухни.
В настоящее время новые продукты для использования в повседневном питании космонавтов разрабатывают на основе достижений российской и зарубежной отраслевой науки с использованием передовых технологических способов и приемов, пищевых добавок и новых упаковок.
Ассортимент продуктов для космического питания можно расширить на основе:
разработки группы пищевых концентратов легких завтраков 1 (каши, пудинги и др.), супов, гарниров. Это необходимо для обеспечения большей цикличности меню и учета особенностей и традиций национальной кухни;
увеличения производства продуктов в основном из плодоовощного сырья, отличающегося высокой биологической ценностью, фруктовых концентратов, овощных и фруктовых соков, соусов и приправ.
Ассортимент легких завтраков и обеденных блюд разрабатывается с учетом пожеланий космонавтов. Они предпочитают употреблять в пищу продукты сублимационной сушки, а не консервированные блюда.
Расширение ассортимента продуктов, в том числе с лечебными свойствами, позволит перейти от шестисуточного меню к меню большей продолжительности. Это имеет важное значение для питания на межкосмических станциях с учетом «приедаемости» блюд.
При подборе сырья для блюд сублимационной сушки наибольшее внимание уделяется белковому и овощному сырью, так как богатейшим источником белка являются натуральные продукты животного происхождения, имеющие сбалансированный аминокислотный состав.
Учитывая повышенную значимость белка, особенно в стрессовых ситуациях, для питания космонавтов рекомендуется использовать белковую, насыщенную аминокислотами пищу. В условиях длительных полетов в космосе потребляемые продукты должны содержать белково-липидные компоненты.
В качестве белково-липидного сырья используются продукты животного происхождения — говядина, свинина и мясо кур, которые гарантируют сбалансированный аминокислотный состав блюд. Разработаны многие технологии пищевых концентратов сублимационной сушки для космонавтов, в том числе куриный суп с вермишелью, вырезка свиная, поджарка из говядины и др.
Российский космонавт на МКС потребляет в сутки питание суммарной энергетической ценностью 3,5 тысячи калорий, рассказал Герой России, первый космический блогер Максим Сураев в интервью «Комсомольской правде».
«Соблюдают пропорции жиров, белков, углеводов. Но еда в космосе не здоровая. Представьте, как ее напичкали консервантами, если она должна храниться полгода. Вообще российская система питания космонавтов буксует. У нас есть одно предприятие-монополист, которое из-за отсутствия конкуренции не расширяет ассортимент и много лет уже штампует одну линейку продуктов. По моему мнению, американцы в этом плане продвинулись далеко вперед — у них есть возможность закупать продукты в обычном магазине и доставлять их в космос. Хоть кусок сыра или колбасы могут прислать. У нас другая система — продукт должен быть сертифицирован. Вот захотели мы соленый огурчик, а нам говорят: извините, нет сертификата. А чтобы его получить, нужно кучу денег потратить. Тем не менее, однажды «Шаттл» привез нам мороженое. Это было здорово! Европеец из команды потчевал нас своими деликатесами. Тогда я попробовал консервы с трюфелями, очень вкусно. Но и у нас было свое фирменное угощение — творог. За ним все американцы в очередь выстраивались, такой он классный», сказал он.
Космонавт Максим Сураев. Фото Валерий ЗВОНАРЕВ, KP.RU
Между тем, задача создания разнообразного питания для космонавтов отнюдь не простая - возможности ограничивает отсутствие на российском сегменте МКС холодильника и «микроволновки».
«Технические возможности ограничивают появление новых видов продуктов, - пояснил в интервью ИТАР-ТАСС заведующий отделом питания Института медико-биологических проблем РАН. - Если бы на РС МКС была морозильная камера, как на орбитальном комплексе "Мир", мы могли бы посылать на орбиту быстрозамороженные готовые блюда, а наличие СВЧ-печи позволит включить в рационы полуфабрикаты».
Космонавт-испытатель Максим Сураев 30 декабря 2010 года был награжден, как сообщал ранее Полит.ру, Звездой Героя России.
Пищевые добавки, разрешенные к применению в производстве пищевых продуктов
Питание для космонавтов - продукция Бирюлевского завода
Специальный контейнер, в который укладывается питание для космонавтов. Продукция Бирюлевского завода, который более 50 лет специализируется на производстве питания для космонавтов. Большинство продуктов производят в виде консервов, в специальных алюминиевых банках, а часть обезвоживают, чтобы уменьшить их вес. На орбите космонавты сами разбавляют их водой. Кроме Бирюлевского завода еду для космонавтов производят и другие российские предприятия. Специальный хлебозавод при институте Хлебопекарной промышленности РФ производит хлеб для космонавтов, а один из цехов завода по производству сыра в Угличе делает для них сыры.
Огромный интерес вызвала и пища, которую космонавты принимают в космосе. О системе питания космонавтов рассказал диетолог Чен Бин: процесс производства, сырье, технологии, которые используются при производстве продуктов питания для космонавтов, находятся под тщательным наблюдением и контролем, соответствуют самым строгим стандартам. Продукт должен соответствовать самым передовым требованиям - высокий питательный состав, эффективность, удобное применение и использование.
Необходимым компонентом продуктов питания космонавтов является стахиоза. Это экстракт олигосахаридов из овощей (свекла,бобы и т.д), которые раньше использовались для приготовления пищи императору. В состоянии невесомости изменяется микрофлора кишечника, что приводит к нарушению стула, неприятному запаху в замкнутом пространстве, ускоряется вымывание костного кальция и т.д. Стахиоза заметно увеличивет количество бифидо- и лактобактерий кишечника, стимулирует усваивание организмом кальция, цинка и других микроэлементов, регулирует иммунитет, снижает количество липидов и сахаров в организме. Благодаря превосходному воздействию на состояние здоровья человеческого организма, стахиоза была утверждена научным институтом питания как незаменимый продукт питания космонавтов.
Главный конструктор космического питания Виктор Добровольский: В следующем году может начаться предварительная проработка рациона питания для экспедиции на Марс.
Одна из важных задач для создания комфортных условий жизни космонавтов на орбите, вдали от дома, - снабжение их полезными и вкусными продуктами, которые не приедались бы в длительном полете. Российским поварам это удалось, что признают и их зарубежные коллеги, закупая для своих астронавтов часть космических продуктов в России. О секретах космической кухни и перспективах разработки продуктов питания для пилотируемой экспедиции на Марс "Интерфаксу-АВН" рассказал директор НИИ пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии, главный конструктор космического питания, академик Российской академии космонавтики имени К.Циалковского Виктор Добровольский.
- Виктор Францевич, какие блюда появились в рационе питания космонавтов за последние годы?
- С учетом трудовой деятельности космонавтов, пожеланий членов экипажей проводится разработка нового ассортимента продуктов, в том числе продуктов профилактической направленности. В последние три года для рациона питания космонавтов разработано около 20 наименований продуктов, в том числе первые и вторые обеденные блюда, такие как солянка сборная, суп грибной, овощи тушеные с рисом; овощные закусочные блюда: салат из зеленой фасоли, закуска по-гречески, закуска витаминная; закусочные консервы из мяса птицы: омлет с куриной печенью, мясо куриное с мускатным орехом; кондитерские изделия: печенье калорийное, печенье с курагой. В стадии разработки находятся десертные блюда на основе плодов и овощей сублимационной сушки, а также хлебобулочные изделия - кексы, рулеты.
С начала пилотируемых полетов и по настоящее время заводом ГНУ НИИ ПП и СПТ и Бирюлевским экспериментальным заводом Россельхозакадемии выпущено около 47 тысяч рационов питания общей массой около 80 тонн. Кроме того, нами наработан большой ассортимент рационов питания, насчитывающий свыше 300 различных продуктов. Из них около 160 на сегодняшний день используются для комплектования рационов питания космонавтов.
- Кто занимается дегустацией новых блюд? Как учитываются при приготовлении блюд рекомендации космической медицины и пожелания космонавтов?
- Дегустаций занимаются все участники производственной цепочки: разработчики, технологи, производители, военные представители, медицинские специалисты и, конечно, сами космонавты. Раньше космонавты приезжали на дегустацию к нам в Институт, теперь мы возим блюда к ним в Звездный городок. Космонавты пробуют все продукты, которые включаются в состав рациона, оценивают их по девятибалльной шкале, высказывают свои пожелания. С учетом их мнения и составляется рацион-меню.
Учитывая пожелания космонавтов, мы, естественно, следим и за тем, чтобы не нарушился пищевой баланс рациона, чтобы космонавт во время полета получал необходимое количество белков, жиров, углеводов, микроэлементов и витаминов. Если в результате дегустации выявляется подобное нарушение, мы вместе с медиками корректируем рацион.
- Какие технологии используются в производстве?
- Для изготовления продуктов питания используются главным образом такие технологии как тепловая, сублимационная сушка, тепловая стерилизация, технология производства продуктов промежуточной влажности. Многие из используемых нами технологий внедрены в пищевую промышленность. Исключение составляет сублимация. Это очень дорогая технология, которая используется в основном для производства продуктов для спецпотребителей.
- Используются ли еще знаменитые тюбики?
В тубах в настоящее время выпускается четыре продукта: соус, приправа, мед и горчица. Другие блюда в тубах уже не производятся. Но если такая необходимость возникнет, мы можем вернуться к этой технологии.
- В чем отличие продуктового набора космонавта от продуктов, которыми питаются люди на Земле?
- В рационе космонавтов используются только продукты длительного (более 12 месяцев) строка хранения, то есть продукты, консервированные различными способами. В начале космической эры, при полетах длительностью несколько суток, проблем с хранением продуктов не возникало. Затем, когда длительность полетов увеличилась, потребовалось иметь на орбите продукты длительного хранения, но космонавты стали жаловаться на то, что консервированные продукты к концу второго месяца приедаются.
В этой связи перед нами была поставлена задача приблизить космическую пищу к земной, сохранив при этом длительный срок хранения. Тогда возникла идея включить в рацион питания продукты, подвергшиеся процедуре сублимационной сушки. Это технология, которая позволяет в максимальной степени сохранить свойства продукта, в том числе пищевую и витаминную ценность.
- До увеличения экипажа МКС с 3-х до 6-и человек рацион питания на станции имел 16-суточный цикл (8 дней российская еда, 8 - американская). Сохранился ли этот цикл или российские космонавты теперь питаются отечественными продуктами, а зарубежные астронавты - американскими?
- Начиная с 21-й экспедиции, которая работает на борту Международной космической станции с 29 мая, российские космонавты питаются только отечественными продуктами по 8-суточнуму рациону. Европейцы и американцы питаются своими продуктами, хотя и закупают отдельные наши блюда для комплектования своих рационов. Космический турист, который осенью полетит на МКС на корабле "Союз", будут питаться нашими продуктами.
- Грузы доставляются на станцию раз в несколько месяцев, поэтому рационы питания для космонавтов должны иметь длительный срок хранения. Используются ли для этого консерванты? Берутся ли для производства космической еды геномодифицированные продукты?
- При разработке продуктов космического питания используется только отечественное сырье высшего качества без содержания пестицидов, нитратов, нитритов, солей тяжелых металлов и других вредных компонентов. В продукты питания сырье перерабатывается без применения синтетических добавок, красителей, стабилизаторов, оксидантов, улучшителей и так далее, с применением только натуральных биологически активных добавок, оксидантов и т.д. Мы используем только натуральные продукты, которые проходят строгий контроль со стороны медиков санэпидемслужбы.
Что качается генномодифицированных продуктов, то они нами не используются, и, я думаю, в обозримом будущем использоваться не будут. Неизвестно как такие продукты поведут себя в невесомости и как скажутся на здоровье космонавтов в будущем. Никто не проводил таких исследований, а мы ими тем более не занимаемся. Перед нами никто не ставил такой задачи.
- За всю историю пилотируемой космонавтики в космосе побывали люди разных национальностей, рас и религий. Есть ли в списке рационов питания блюда для верующих, в которых бы содержались только разрешенные продукты?
- Особенности питания каждого отдельного космонавта учитываются при формировании его рациона. Исходя из своих вероисповеданий, каждый космонавт выбирает из представленного нами ассортимента те продукты, которые ему позволено есть. Но разработкой специальных диет для последователей разных религий наш НИИ никогда не занимался.
Мы исходим из того, что на МКС космонавту нужно выполнять сложную и серьезную работу в условиях невесомости, а значит и компенсировать затраты сил за счет здорового и сбалансированного питания. И уже после этого он может думать о своих предпочтениях в еде.
Россия часто возит на МКС граждан других государств. Естественно, что им разрешается брать с собой блюда национальной кухни, к которым они привыкли, правда, только после того, как эти продукты пройдут наше исследование на безопасность.
- В рационе питания многих европейских стран обязательно присутствуют алкогольные напитки, например, вина. Некоторые считают, что алкоголь в небольших дозах даже полезен. Почему космические повара отказываются от включения таких напитков в рацион питания космонавтов? Возможны какие-то изменения в будущем?
- Задача производства алкогольной продукции для космонавтов перед нами не ставилась, но если она возникнет, мы способны ее решить. Однако пока медицинские специалисты не разрешают поставку алкогольной продукции космонавтам.
- В 2008 году стоимость суточного продуктового набора космонавта Вы оценили в 10 тыс. рублей. Какова его цена сегодня?
- Стоимость составляет порядка 10-11 тысяч рублей на одного человека в сутки. Как видно из данных, продуктовый набор практически не подорожал.
- Сколько килограммов продуктов и килокалорий в сутки необходимо космонавту? Были ли случаи, когда космонавты за время полета набирали дополнительные килограммы?
- Суточная калорийность рациона космонавта равняется в среднем 3000 килокалорий, а масса около 1,6-1,75 кг.
Если говорить о колебаниях веса космонавтов, то, конечно, были случаи, когда кто-то набирал немного в весе, а кто-то худел, но это были небольшие изменения, связанные с индивидуальным режимом нагрузок и тренировок. Серьезных отклонений в весе космонавтов за время орбитального полета я не наблюдал.
- Разрабатывается ли в НИИ продуктовые наборы для обеспечения пилотируемого полета на Марс? Какая пища будет составлять основу продуктового набора?
Задача формирования рациона питания для пилотируемого полета на Марс перед нами не ставилась, но, учитывая, что она обязательно возникнет в обозримом будущем, мы намерены в следующем году выйти к Роскосмосу с предложением начать реализацию предварительных наработок по этому проекту. Это действительно сложная задача, которая требует серьезных научно-технических наработок. Пока не ясно как Роскосмос отнесется к нашему предложению.
Что качается основы "марсианского" продуктового набора, то вероятно, в основном его будут составлять продукты сублимационной сушки со сроком хранения не менее трех лет. Сейчас максимальный срок хранения продуктов находится в пределах 18 месяцев. Следует отметить, что у нас наработано много продуктов космического питания, из которых уже в ближайшее время мы могли бы сформировать рацион питания для реализации пилотируемого полета на Марс.
- Где можно приобрести набор космических продуктов?
- Продукты питания космонавтов можно заказать только на Бирюлевском экспериментальном заводе. Насколько я знаю, больше они нигде не продаются.
Наборы космического питания часто заказываются музеями, общественными и коммерческими организациями в канун праздников, например, Дня космонавтики. Но все заказы делаются только через наш экспериментальный завод.
- Сказался ли мировой экономический кризис на деятельности Вашего НИИ? Не возникли ли затруднения с поставщиками? Не пришлось ли сокращать ассортимент "космических" продуктов?
- Мировой кризис не оказал влияние на нашу работу, никаких финансовых затруднений мы не ощущаем, сокращать ассортимент или персонал нам не приходится.
Учитывая, что в государственный бюджет на 2009 год по космической тематике сокращен не был, очевидно, что и в дальнейшем особых затруднений мы испытывать не будем.
- Экипаж МКС в мае увеличился вдвое. Означает ли это, что Вашему НИИ придется удвоить объемы производства продукции?
- Со следующего года мы приступаем к коренной реконструкции и технического перевооружения специального цеха. После двух-трех лет реконструкции мы сможем значительно увеличить объем вырабатываемой космической продукции, хотя и в настоящий момент справляемся с поставленными задачами и даже имеем возможности по увеличению роста производства. Поэтому если нам поступят какие-либо дополнительные заказы, мы от них отказываться не будем.
- По завершении эксперимента "Марс-105" представители СМИ заметили, что участники, которые питались европейской пищей, заметно похудели и побледнели. Каким-то образом эти наблюдения будут учитываться во время эксперимента "Марс-500", чтобы после его завершения участники вышли из "бочки" не совсем тощими?
- Очевидно, при комплектовании рациона питания участников предварительного научного эксперимента по моделированию полета на Марс "Марс-105" организаторы не полностью учли все нагрузки. Я думаю, что при 520-суточном эксперименте все замечания будет исправлены.
В то же время замечу, что если бы базовый рацион был полностью скомплектован из тех космических продуктов, которые мы поставляем на МКС, заметных отклонений в весе участников эксперимента не произошло бы.
- Какой процент продуктов космического питания Вашего производства будет использоваться во время эксперимента "Марс-500"?
- С предложением о закупке наших продуктов для эксперимента "Марс-500" к нам пока официально никто не обращался. Если такое предложение поступит, мы готовы рассмотреть его в кратчайший срок. От заказчика нам нужны только исходные требования. Наши высококлассные специалисты помогут создать не приедающийся и сбалансированный ассортимент продуктов для участников эксперимента.
Советую организаторам эксперимента поспешить с заказом, если они действительно хотят его сделать, поскольку на производство необходимых продуктов нам потребуется около пяти-шести месяцев.
- Какие блюда пользуются наибольшей популярностью у космонавтов?
- Из первых блюд очень высоко котируется борщ с мясом, как из свежей, так и из квашеной капусты. Из вторых блюд можно назвать мясо цыплят с рисом, поджарку с рисом и овощами, судака в соусе "Балтика", говядину под майонезом, картофельное пюре. На десерт космонавты любят заказывать творог с орехами. Это уникальный продукт, который нравится и космонавтам и астронавтам. Не было еще экспедиции на МКС, которая отказалась бы от этого продукта. Хорошо берут дробленую бруснику, мармелад, коврижки. Набор напитков у нас стандартный: кофе, чай черный, зеленый и фруктовый, молоко, соки. Чтобы подсластить жизнь космонавтам, отправляем им на орбиту палочки из сухофруктов: персиков, кураги, чернослива с орехами, айвы. Как видите, космонавты питаются неплохо, почти как в ресторане.
- Кто поставляет Вам продукты?
- За годы нашей работы сложился определенный круг поставщиков, у которых мы постоянно покупаем продукты для космических блюд. Главным образом это производители из Москвы и Московской области.
- Продолжает ли НИИ разрабатывать продукты питания для Вооруженных сил: плавсостава, летчиков, десантников и спецназа?
- В марте из Минобороны нам поступило официальное письмо о прекращении финансирования этих работ на неопределенный срок. С этого момента наше предприятие приостановило разработки рационов питания и продуктов специального назначения для Вооруженных сил.
Тенденция снижения работ по военной тематике наметилась с развалом СССР, но особенно усилилась в последние годы. Если в 80-е годы прошлого века в Институте шли разработки по более 20 НИОКР, то в 2008 году тематика сократилась до двух работ, а теперь и вовсе прекращена. В этой связи часть персонала, который занимался спецзаказами, нам пришлось уволить, часть перевести в цех космического питания.
В некоторые годы финансирование по военной тематике составляло 50-70% бюджета предприятия, теперь нас финансирует по спецразработкам в основном Роскосмос. Хочется отметить, что космическое агентство оплачивает заказы стабильно, даже ежегодно немного повышает финансирование в связи с увеличением объема выполняемых работ.
Человеку ежедневно требуется примерно 100 г белков, из них две третьих должны поступать из животных продуктов, что эквивалентно 300 г мяса или рыбы в день. Для четверти, а то и половины населения Земли – это немыслимая роскошь.
Успехи биотехнологии наводят на мысль о возможности хотя бы частично накормить человечество синтетическим мясом. Писатели-фантасты уже давно эксплуатируют эту идею, и во многих фантастических романах большинство обитателей Галактики питаются синтетикой, а натуральный продукт могут позволить себе только богачи. А каковы реальные достижения?
Филе для космонавтов
В марте 2002 года биотехнологи из нью-йоркского Колледжа Туро (Touro College) устроили презентацию проекта, выполненного по заказу NASA. Им удалось заставить мышечную ткань золотой рыбки (Carassius auratus) расти в питательном растворе, удваивая вес примерно за месяц. Обжаренные в оливковом масле с чесноком, лимоном и перцем, кусочки выглядели и пахли точь-в-точь как жареная рыба, но никто из приглашенных на презентацию не решился убедиться в том, что и на вкус они не отличаются от рыбы. Пробовали ли сами авторы свой продукт – неизвестно, но если они настоящие экспериментаторы, то наверняка рискнули, не дожидаясь одобрения FDA (Food and Drug Administration – Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США).
Разработчики и заказчики уверены, что космонавты не будут привередничать, и продолжают работу. Кусочки куриного и говяжьего филе уже способны жить в питательном растворе, осталось только добиться их роста, устроить еще одну презентацию и продолжать исследования. Статью М. А. Бенжаминсона (M. A. Benjaminson) и его коллег можно найти в журнале "Acta Astronautica" за декабрь 2002 года. Исследование, несомненно, ценное, но скорее для тканевой инженерии, а не для пищевой промышленности.
Причин, по которым даже космонавты в ближайшие сотню-другую лет будут есть "пробирочные" бифштексы в лучшем случае только в День космонавтики, и то на Земле, множество. Прежде всего – закон сохранения массы. Для синтеза одного грамма сухого вещества мышечной ткани теоретически потребуется не менее десяти граммов сухого веса реактивов. А на практике – во много раз больше: воду можно регенерировать, а питательную среду, испорченную продуктами метаболизма клеток, придется отправлять в конвертер вместе с неиспользованными реактивами.
Да и сам биореактор, в котором раз в неделю созревал бы фунт филе, выглядит примерно так, как на этом снимке. Дешевле запасти мороженого мяса на дорогу до Марса и обратно. Так что пока космические технологии отрабатывают на перенаселенной и недоедающей Земле. Но могут ли земляне рассчитывать на бифштексы из пробирки?
В научной фантастике встречается описание биофабрик, где выращивают мышечную ткань с оптимально сбалансированным для питания человека составом – угадайте, какого вида живых существ?
Если вам не хочется котлет из культуры человеческих эмбриональных клеток, можно пустить на развод стволовые клетки, выделенные из вашего собственного костного мозга. Тоже не нравится? Ну, хотя бы против мышечных клеток рогатого скота у вас предубеждения нет? Тогда доставайте чековую книжку.
Пожалуй, для выращивания космического филе лучше всего подойдет питательная среда на основе сыворотки крови телячьих эмбрионов: содержащиеся в ней гормоны, цитокины и другие известные и неизвестные вещества стимулируют рост клеток. Клетки считают не килограммами, а миллионами штук, диаметром 20-30 микрон каждая, но, попутавшись в нулях, я получил, что только реактивы для выращивания килограмма клеток обойдутся в 10 тысяч долларов. Даже если удастся вырастить бифштекс (скорее все-таки фарш) на менее дорогой сыворотке из крови взрослых быков и коров, он все равно будет во много раз дороже черной икры. На дешевых бессывороточных средах клетки животных не растут. Снижение цен на стерилизаторы, биореакторы и питательные среды в ближайшие сто лет не предвидится. А еще придется решить массу технических вопросов. В культуре клетки прилипают ко дну и друг к другу, прекращают рост и гибнут. Чтобы не допустить этого, среду перемешивают. Попытки вырастить in vitro не культуру клеток, а ткань создают массу дополнительных сложностей. В организме действует система тканевой микроциркуляции, которая доставляет к каждой клетке питательные вещества и кислород и удаляет продукты метаболизма. Чтобы обеспечить нечто подобное в биореакторе, необходимо предусмотреть включение в систему капилляров и более крупных сосудов, подсоединенных вместо сердца к пламенному мотору. И если такие решения будут найдены, использовать их следует не для производства бифштексов, а для выращивания искусственных органов с целью пересадки – только в этом случае окупится цена на вес золота.
Что касается продуктов питания, то их можно получать не просто более дешевыми, но даже рентабельными методами. И при этом удастся обойтись без культуры животных тканей.
Лет тридцать назад, когда на каждой лестничной площадке стояли вонючие баки с пищевыми отходами, выдвигался такой прожект: выращивать на этих и других отходах личинки обычных домашних мух на корм скоту, а возможно, и для человеческого питания. В кулинарных книгах народов мира есть много оригинальных рецептов, от сырых вшей до печеных миссионеров. По составу опарыши действительно полезнее говядины, но из эстетических соображений я предпочту им бифштекс из хорошо прожаренных микроорганизмов.
Всеядные дрожжи
Идея использовать для производства пищевого белка дрожжи возникла в конце XIX века. В Первую мировую войну в Германии в год производили до 10 тысяч тонн дрожжей для пищевых эрзацев, а в тридцатых годах XX века во всем мире заработали заводы по переработке в кормовой белок отходов самых разных производств, от патоки и молочной сыворотки до гидролизованных серной кислотой опилок и кукурузных кочерыжек. Тогда же советский фантаст Александр Беляев написал повесть "Вечный хлеб". Сюжет ее похож на сказку про волшебный горшочек: некий профессор, желая облагодетельствовать человечество, открыл дрожжи, которые питались воздухом и производили безвкусную, но питательную биомассу. Дело чуть не кончилось глобальной катастрофой: халява начала бесконтрольно распространяться по биосфере, раз в полчаса удваиваясь в объеме. К счастью, профессор успел открыть вирус, смертельный для "вечного хлеба" и безвредный для всего остального.
В шестидесятые годы ХХ века на волне, поднятой прогнозами скорой экологической и демографической катастрофы, вывели (старинными методами – генной инженерии тогда еще не было) штаммы дрожжей, способных питаться нефтепродуктами. Заводов по переводу нефти на корм скоту понастроили по всему миру, от Англии до Японии. Впереди планеты всей была богатая и великая страна СССР. К счастью, в семидесятых годах разразился нефтяной кризис, и к середине восьмидесятых производство белка из нефти практически прекратилось. К счастью – потому, что нефтяной белок и отходы его производства оказались настолько сильными аллергенами, что заболеваемость бронхиаль ной астмой в городе Кириши Ленинградской области, расположенном на окраине комбината "Киришинефтеоргсинтез" с крупнейшим советским производством белково-витаминного концентрата (БВК), была раз в десять выше среднестатистической.
Сейчас БВК, он же – белок одноклеточных организмов (БОО), получают главным образом из дрожжей, выращенных на отходах пищевой промышленности, и используют в качестве добавки к кормам для сельскохозяйственных животных. Как-то я из любопытства пожевал гранулу такого концентрата – честно говоря, гадость, но куры клевали с энтузиазмом. Если такой концентрат дезодорировать и ароматизировать, в колбасе его было бы не отличить от сои.
Но в дрожжах слишком много нуклеиновых кислот: чем быстрее клетки делятся, тем больше в них ДНК и РНК. А пуриновые основания в организме человека превращаются в мочевую кислоту и в больших количествах нарушают пуриновый обмен и вызывают заболевания, прежде всего, суставов и почек. Два грамма нуклеиновых кислот в день в дополнение к обычной диете – максимум, рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения. Поэтому в человеческом питании применяют только биологически активные добавки из пивных дрожжей – источник витаминов группы В и других биологически активных веществ. У дрожжей и водорослей, в том числе у популярной среди героев научно-фантастических романов хлореллы, есть еще один недостаток – слишком прочная клеточная стенка, из-за которой содержимое клеток плохо усваивается.
Животные едят корма с добавкой БОО из дрожжей или хлореллы с удовольствием и пользой для здоровья. Толстая клеточная стенка в пищеварительной системе коровы или курицы переваривается без проблем, и пуриновые основания скотине не страшны: мочевая кислота в организме животных превращается в мочевину.
Кстати, гена, кодирующего необходимый для этого фермент уриказу, нет только у приматов. Эту делецию – выпадение гена из хромосомного набора – считают одной из причин того, что мы, приматы, такие умные. Мочевая кислота по строению молекулы похожа на кофеин и, возможно, стимулирует деятельность головного мозга. У всех животных, кроме приматов, мочевая кислота разлагается, не успев стукнуть в голову, – зато у них реже, чем у нас, случаются подагра и камни в почках.
Одной из самых тяжелых, но в то же время одной из самых эффективных систем питания для похудения является диета космонавтов. До сих пор непонятно, почему диета получила такое название, но по одной из версий соблюдение этой жесткой диеты является таким же строгим и трудным, как и работа космонавтов, и приносит такие же явные результаты.
Диета космонавтов рассчитана на 20-дневный курс, спустя который вы потеряете до 20 килограммов лишнего веса. Принцип питания состоит в том, что во время соблюдения данной диеты происходит быстрое переваривание потребляемой еды, которая является низкокалорийной и питательной одновременно, при этом пища практически усваивается организмом.
Диета космонавтов. Схема питания
Диета космонавтов основана на белковых продуктах и строго исключает употребление пищевых волокон — клетчатки. Помимо этого под запретом находятся: соль, сахар, перец и острые приправы. Питание должно быть четырехразовое. Между приемами пищи изредка разрешается утолять голод перекусами в виде кефира (1 стакан). Также необходимо пить большое количество обычной воды.
Так как в рационе данной диеты нет, необходимого для организма, количества витаминов и минеральных веществ, то рекомендуется дополнительно принимать витаминно-минеральные комплексы.
Ежедневное меню диеты космонавтов
Завтрак - яичница из одного яйца (жарить на сухой сковороде без масла) + стакан кефира или чашка кофе без сахара и молока
Обед - 1/2 тушки вареной курицы, 0,5 литра бульона + стакан кефира или чашка кофе без сахара и молока
Полдник - стакан кефира или чашка кофе без сахара и молока
Ужин - меню полдника
Соблюдение диеты космонавтов даст хороший эффект, если у вас есть сила воли, однако, если вы обладаете проблемами с пищеварением и заболеваниями кишечника, то вам такая диета не рекомендуется.
Диета космонавтов гарантирует организму большой стресс, именно поэтому применять данный способ похудения не рекомендуется чаще 1-2 раз в год.
Рассекречено меню космонавтов
5-07-2010, 07:00
Термин «здоровый рацион питания» понимается по-разному. Похоже, самое здоровое питание – у астронавтов и космонавтов.
Экстремальные условия работы и большие нагрузки на организм требуют со всей внимательностью отнестись к рациону космонавтов. Как сообщила сотрудница НАСА Вики Клоерис, пайки покорителей космоса проходят специальную обработку. В ходе ее уничтожаются микробы и вредные вещества.
Одним из наиболее популярных и востребованных продуктов в космосе является коктейль из креветок. В этом вопросе астронавтов поддержат многие знаменитые спортсмены. Ведь креветки – ценнейший источник белка. Самое богатое меню в космосе – у американских астронавтов. На их выбор предлагается около 180 продуктов и напитков. Российские космонавты могут подобрать свой рацион из 100 пунктов меню. Есть специальные разработки для питания в космосе японских и европейских специалистов. Так что паек космонавтов и астронавтов не только полезен, но и разнообразен. В ближайшее время собираются учесть даже вопрос кошерной пищи.
Специалисты НАСА подчеркивают, что полноценное питание в космосе – почти такое же, как и на Земле. Если исключения и есть, то незначительные. Например, обнаружилось, что в космосе не нужно употреблять пищу с высоким содержанием железа.
Ученые готовят "марсианское" меню для космонавтов
Фото: liveinternet.ru
В 520 суточном эксперименте рацион питания будет формироваться из продуктов, поставляемых пищевыми предприятиями Кореи, Италии, Китая и России
Опубликовано:
27 февраля 10 (8:02)
Увеличить шрифт
В Институте медико-биологических проблем (ИМБП) началась дегустационная программа, которая должна дать оценку продуктам из которых будут "готовить" блюда для космонавтов на Марсе
Пока что этот рацион составляют для участников 520 суточного эксперимента «Марс-500», в рамках которого шесть человек будут изолированы на полтора года. Ученые модулируют перелет к Марсу и проводят психологические, физиологические, санитарно-гигиенические, микробиологические, операционно-технологические и другие исследования, сообщает Infox. Всего научная программа включает 95 экспериментов.
В настоящий момент проект «Марс-500» вплотную приблизился к началу основного этапа — 520?суточной изоляции. Уже отобраны 11 мужчин 27?44 лет, из которых затем выберут шесть участников эксперимента. Международная команда добровольцев уже начала проходить подготовительный этап в ИМБП. Команда пока знакомится с научной программой эксперимента и медико-техническим комплексом, где состоится 520?суточная изоляция.
Заведующий отделом питания ИМБП и руководитель работ по питанию в проекте «Марс-500» доктор Александр Агуреев сообщил, что в эксперименте свой вариант рациона питания будет создан для каждого этапа имитации полета на Марс и обратно.
Сейчас рацион питания экипажей космических кораблей и станций состоит из специальных продуктов, которые можно подогревать в космосе, а также восстанавливать из обезвоженных, добавляя горячую или холодную воду. Однако 520 суток автономности — очень большой срок, на протяжении которого еда должна сохранять биологическую полноценность и безопасность при невозможности пополнения продуктовых запасов.
Поэтому рацион этих космонавтов будет меняться в зависимости от этапа полета.
Первый этап — полет к Марсу. Здесь рацион комплектуется из продуктов (включая полуфабрикаты готовых блюд), производимых рядом европейских фирм — Apetito, Kellogg, Hipp, Coppenrath, Enervit, Knorr. Эту часть рациона курирует немецкий специалист Йенс Титце из Университета Эрлангена.
Второй этап - высадка на Красную планету. Этот вид рациона питания состоит из двух вариантов. Первый для тех участников эксперимента, которые будут имитировать спуск и выход на поверхность Марса. Их рацион будет состоять из продуктов, готовых к употреблению без подогрева. Он предусматривает только возможность использования горячих напитков. Для этого подходят нынешние космические продукты, применяемые при комплектовании рациона питания для экипажей транспортного корабля «Союз». Остальные члены экипажа, которые будут имитировать полет на орбите Марса, будут питаться рационом первого или третьего варианта.
Наиболее сложной для ученых задачей стало формирование третьего варианта рациона питания — для этапа имитации полета от Марса к Земле. Дело в том, что основная масса продуктов для космонавтов хранится от года до двух. Однако ассортимент продуктов, имеющих двухлетний гарантийный срок хранения, крайне ограничен.
В 520 суточном эксперименте рацион питания будет формироваться из продуктов, поставляемых пищевыми предприятиями Кореи, Италии, Китая и России.
Изготовителем и поставщиком более 90 % продуктов, комплектующих рацион питания космонавтов , является Бирюлевский экспериментальный завод Россельхозакадемии. Бирюлевский завод специализируется на изготовлении продуктов питания для космонавтов уже более 50 лет и за это время были выработаны специальные технологии по производству "космических" продуктов. Этот процесс длительный. Чтобы уменьшить вес продуктов, их сначала обезвоживают, а на орбите космонавты уже сами приготавливают пищу, размешивая пакетики сухих продуктов с водой.
Таким образом они готовят супы, соусы, соки, чай и кофе. Раньше "космическую еду" упаковывали в тюбики, а сейчас технология изменилась - большинство продуктов производят в порошках и консервах. Кроме Бирюлевского завода, еду для космонавтов готовят в России и другие предприятия.
В первых космических полетах, которые длились по несколько часов, космонавты либо не ели вообще, либо брали с собой обычные земные продукты . Но когда счет времени пошел на сутки, обойтись без специальной еды стало невозможно. Обычные продукты быстро портятся, да и для употребления в невесомости неудобны. В Научно-исследовательском институте пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии (НИИ ПП и СПТ) совместно с Институтом медико-биологических проблем начали разрабатывать космические рационы. В качестве базы был выбран Бирюлевский экспериментальный завод (БЭЗ), производивший консервы, хотя производством космических рационов занимались и в других местах – например, почти все сублимированные продукты поставлялись из Эстонии, отдельные предприятия производили мясные продукты, консервы из птицы, рыбы и кондитерские изделия.
Однако в начале 1990-х большинство этих предприятий прекратили «космическое» производство. Сейчас 90 % продуктов, входящих в рацион космонавтов, производит БЭЗ – все, кроме сыра (в настоящее время его поставляет московский завод «Карат»), хлеба (НИИ Хлебной промышленности) и рыбных блюд («Гипрорыбфлот», Санкт-Петербург). Остальные 10% производят мелкие предприятия в других странах, в частности, в Америке. Поскольку на МКС работают совместные экипажи, половину суточного рациона питания поставляют американцы, а половину – Россия.
Процесс приготовления космической пищи основан на традиционных технологиях - консервировании тепловой стерилизацией, обезвоживании тепловой и сублимационной сушкой.Сублимация - это процесс удаления влаги из свежих продуктов вакуумным способом, что позволяет практически полностью (до 95%) сохранить в них питательные вещества, витамины, естественный запах, вкус и цвет. Сначала еду готовят на плите — варят, парят, тушат... Потом, в зависимости от метода переработки, продукцию переправляют в соответствующие цеха. В отделении сублимационной сушки мастера в стерильных халатах и масках заливают в лотки готовые супы слоем не больше 2 см. Так же разливают в лотки жидкий творог. Из 50 кг обычного творога получается 12 кг «космического». А вот буханка «орбитального хлеба» весит всего-навсего 30-45 грамм.
Но, прежде чем составить рацион (для каждого участника экспедиции — индивидуально), и в Америке, и в российском Центре подготовки космонавтов проводят дегустацию. Космонавты оценивают предложенные блюда по десятибалльной шкале: набравшие пять и меньше — на борт не попадают. Согласно результатам этих дегустаций, составляется сбалансированный рацион, рассчитанный на 8-дневный цикл (то есть спустя 8 дней меню повторяется).
спецпитание
Этим сейчас занимается отдел продовольственной поддержки и приготовления пищи (Food Processing and Product Support) в составе USA (Объединенного космического альянса).
Первое правило — не готовить для астронавтов ничего крошащегося, иначе им придется гоняться за крошками по всей станции. Первое, но далеко не единственное. За последние два года требования к персоналу здесь значительно ужесточились.
«Это и не удивительно, — рассказывает в интервью газете New York Times Викки Клурис (Vickie Kloeris). — Пища стала гораздо более разнообразной. Многие безропотно готовы обходиться во время экспедиции мясом с картошкой, но мы стремимся расширять меню, в том числе включая в него блюда национальных кухонь».
На орбите применяются две системами разогрева пищи — наша и американская. В американской системе еда разогревается в пластиковых пакетах горячей водой. В нашей — консервные банки устанавливаются в специальные ячейки в стенках печки. Но едят все вместе. Многие американцы — да тот же полковник Макартур — познакомились с русской кухней именно на МКС и теперь уже на земле с удовольствие едят баранину, тушеную по-русски. А узнав, что в России принято есть суп в каждый обед, американцы включили в общие запасы продуктов больше супов.
одиной космического тюбика принято считать Эстонию. Прибалтийский химкомбинат уже в 1964-м году наладил непрерывное производство алюминиевых туб в соответствии с местным (республиканским) стандартом. Здесь по методу горячего разлива упаковывали в тубы разнообразные ягодные желе для продажи в местных магазинах. Никто бы и не знал, что "эстонские стандарты качества" полностью соответствуют космическим, если бы однажды ВНИИ Пищеконцентратов космического питания не остановил свой выбор именно на этом подрядчике.
В технологиях даже не пришлось ничего менять. Разве что слишком маленькие выходные отверстия горловин были в эстонских тюбиках. Диаметр в 6 мм удобен лишь для продуктов пастообразной консистенции. Первые и вторые блюда, предусмотренные в меню космонавтов, выдавливать из этих тюбиков было так же сложно, как сегодня, например, сложно выдавить какой-нибудь дешевый кетчуп а-ля "Цыганский" (с кусочками томатов и перца) из узкого отверстия "откидной" крышки на пластиковой бутылке.
Только в 1970-м году удалось увеличить диаметр горловины еще на 2 мм. Это произошло уже на Тираспольском заводе металлолитографии, который смог освоить производство туб по новым республиканским стандартам Молдавии - "для спец. потребителя".
Тюбики с 8-миллиметровыми горловинами позволили спецпотребителям питаться мясом, рублеными овощами и фруктами,
[ссылка появится после проверки модератором]
Еда для космонавтов.
Первое правило приготовления пищи для космонавтов гласит: никаких крошек! Некому гоняться за ними на борту космического корабля.
Большинству людей может быть и не интересно, что сегодня на обед у обитателей Международной космической станции, но диетологи, участвующие в космических программах, заботятся о питании космонавтов.
С 1961 года в космосе побывало более 400 человек, и никто из них не питался лучше тех, кто работает на МКС, утверждает Вики Клоерис, которая более 20 лет занимается разработкой космической пищи. "Мы добились гораздо большего разнообразия, — говорит г-жа Клоерис. — Многие обошлись бы и мясом с картошкой, но мы включили в рацион много блюд национальных кухонь".
К приготовлению еды для космонавтов привлекли французского шеф-повара. Он работает над консервами, которые подадут на МКС уже этой осенью. Впервые в космическом меню будут блюда не только русской и американской кухонь, но и европейской.
Нашаттле, который в основном повезет стройматериалы для расширения МКС, будет и "корзинка" с продуктами, в том числе киви, апельсины и нектарины.
Лаваш нужен на станции потому, что с его помощью из чего угодно можно сделать сандвич. К тому же он не крошится и не так быстро черствеет, как хлеб.
