Пища для космонавтов — что едят на орбите?

Немного истории

Первым человеком, который испробовал космическую еду непосредственно на орбите, разумеется, стал Юрий Гагарин. Несмотря на то, что его полет занял всего 108 минут и проголодаться космонавт не успел, план запуска подразумевал прием пищи.

Ведь это был первый полет человека на орбиту Земли, и ученые вообще не знали, удастся ли космонавту нормально поесть в условиях нулевой гравитации, примет ли организм пищу. В качестве упаковки для еды были использованы тюбики, успешно опробованные до этого в авиации. Внутри были мясо и шоколад.

Юрий Гагарин перед стартом

А уже Герман Титов во время 25-часового полета полноценно покушал три раза. Его рацион состоял из трех блюд – супа, паштета и компота. Но по возвращению на Землю он все равно пожаловался на головокружение от голода. Так что в дальнейшем специалисты по космическому питанию занялись разработкой специальных продуктов, которые будут максимально питательными, эффективными и хорошо впитывающимися организмом.

Тюбики с первой советской космической едой

В 1963 году в Институте медико-биологических проблем РАН появилась отдельная лаборатория, полностью занимающаяся вопросом космического питания. Существует она и до сих пор.

Участники советского полета Союз-Аполлон принимают пищу

Американцы во время первых полетов пошли другим путем. Первая космическая еда астронавтов США представляла собой высушенные продукты, которые нужно было разводить водой. Качество этого питания было неважным, так что бывалые покорители космоса пытались тайком пронести с собой в ракету нормальные продукты.

Известен случай, когда астронавт Джон Янг взял с собой сэндвич. Но есть его в условиях невесомости оказалось невероятно сложно. А хлебные крошки, разлетевшись по космическому кораблю, надолго превратили жизнь членов экипажа в кошмар.

К восьмидесятым годам советская и американская космическая еда стала достаточно вкусной и разнообразной. В СССР выпускалось около трехсот наименований продуктов, доступных космонавтам во время полета. Сейчас это число сократилось в два раза.

Первый набор американской космической еды

Употребление воды в космосе

Космический чай

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.

Внешний вид космической укладки с питанием

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.

А Вы смотрели: Землеподобная планета у звезды Альфа Центавра Bb

Источник

Технологии

В наше время практически не используются знаменитые тюбики с космической едой. Сейчас продукты хранятся в вакуумной упаковке, пройдя перед этим процедуру сублимационной сушки.

Этот трудоемкий процесс подразумевает вывод из замороженных продуктов влаги по специальной технологии, что позволяет практически полностью (на 95 процентов) сохранить в них питательные вещества, микроэлементы, витамины, естественный запах, вкус и даже первоначальную форму. При этом такая еда может храниться без всяческого ущерба для качества до пяти (!) лет вне зависимости от температуры и прочих условий хранения.

Ученые научились сушить таким способом практически любые продукты, даже творог. Последний, кстати, является одним из самых популярных продуктов на Международной Космической Станции. Иностранные космонавты едва ли не в очередь выстраиваются за возможностью отведать это блюдо, входящее в рацион российских коллег.

Современная российская космическая еда

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.

Российская космическая еда

Дневной рацион российского космонавта составляет 3200 калорий, разбитых на четыре приема пищи. При этом суточное питание одного человека на орбите обходится нашему космическому ведомству в 18-20 тысяч рублей. И дело не столько в стоимости самих продуктов и их изготовления, сколько в высокой цене на доставку грузов в Космос (5-7 тысяч долларов за килограмм веса).

Как уже упоминалось выше, в восьмидесятых годах двадцатого века насчитывалось около трехсот наименований советских космических продуктов. Сейчас этот список сократился до ста шестидесяти. При этом постоянно появляются новые блюда, а старые уходят в историю. К примеру, в последние годы в рацион космонавтов вошли сборная солянка, грибной суп, тушеные овощи с рисом, салат из зеленой фасоли, греческий салат, консервы из мяса птицы, омлет с куриной печенью, куриное мясо с мускатным орехом и другие продукты.

А из космических блюд-долгожителей, просуществовавших до нашего времени с шестидесятых годов, можно упомянуть украинский борщ, куриное филе, антрекоты, говяжий язык и специальный хлеб, который не крошится.

Существенным недостатком при этом является отсутствие в российской части Международной Космической Станции холодильника и микроволновой печи. Так что нашим космонавтам, в отличие от их иностранных коллег, недоступны полуфабрикаты и быстрозамороженные продукты, в том числе, свежие овощи и фрукты.

Требования к питанию в космосе пищевыми продуктами

Пища обеспечивает человека питательными веществами, необходимыми для поддержания его здоровья. Получение достаточного количества калорий, витаминов и минералов так же важно для космонавтов, как и для людей, живущих на Земле. Космические продовольственные системы поставляют ограниченное разнообразие продуктов, чем можно было бы найти в продуктовом магазине здесь, на Земле. Поэтому планирование меню очень важно, чтобы убедиться, что еда для космонавтов может дать необходимые питательные вещества.

Питательные вещества, необходимые в космосе, одинаковы для всех людей, но количество из них отличается. Астронавты нуждаются в таком же количестве калорий для получения энергии во время космического полета, как и на земле.

Количество железа в рационе космонавта должно быть менее 10 миллиграммов в день как для мужчин, так и для женщин. Космонавты имеют меньше красных кровяных телец, пока они находятся в космосе. Большая часть железа, поглощенного из пищи, поступает в новые эритроциты. Если они будут есть продукты с высоким содержанием железа, железо будет храниться в их телах и может вызвать проблемы со здоровьем.

Натрий и витамин D влияют на кости. Количество натрия в рационе космонавтов ограничено, потому что слишком много может привести к потере костной ткани, а также другим проблемам со здоровьем.

Организм обычно вырабатывает витамин D, когда кожа подвергается воздействию солнечных лучей, но космические аппараты экранированы, чтобы защититься от вредного излучения. На Земле и в условиях гравитации людям необходим витамин D для здоровья костей. Добавки с витамином D рекомендуются для космических путешественников на МКС, так как современные космические продукты питания не обеспечивают достаточного количества этого витамина.

По мере того как тело приспосабливается к невесомости, происходят многие физиологические изменения. Многие из них могут повлиять на питание или быть затронуты им. Эти изменения включают в себя потерю костей и мышц, изменения в работе сердца и кровеносных сосудов, а также изменения в крови и количестве жидкости в различных областях тела. Хотя потребление достаточного количества питательных веществ не может остановить эти изменения, потребление слишком малого количества питательных веществ может ухудшить ситуацию. Космонавты обычно теряют вес во время космического полета. Быть уверенным, что они едят достаточно калорий важно, потому что если они едят достаточно калорий, они также будут есть достаточно других питательных веществ, в том числе витаминов и минералов. Для членов экипажа МКС важно, чтобы они начинали свою миссию в отличном состоянии здоровья, поддерживали это состояние здоровья как можно дольше, а затем возвращались к нему как можно быстрее после завершения миссии. Члены экипажа МКС проверяют свой пищевой статус до, во время и после полета, чтобы помочь достичь этой цели. До и после полета образцы крови и мочи членов экипажа анализируются на наличие химических веществ, которые указывают на состояние питания, т.е. здоровье костей, витамины, минералы и т.д.

Во время полета члены экипажа заполняют компьютеризированный вопросник о частоте употребления продуктов питания, чтобы сообщить, какие продукты они ели в течение предыдущей недели. Результаты вычислений отправляются в электронном виде на землю, и специалисты по питанию сразу же анализируют данные, чтобы они могли рекомендовать способы улучшения их питания.

На протяжении всей истории питание играло решающую роль в исследовании, и исследование космоса не является исключением. По мере увеличения продолжительности полета от нескольких недель на космических аппаратах до нескольких месяцев на МКС и, возможно, до нескольких лет при миссии на другую планету питание становится еще более важным.

Американская космическая еда

Но холодильник есть в американском сегменте МКС, что делает их рацион более насыщенным и разнообразным. Впрочем, в последнее время американцы тоже стали отходить от полуфабрикатов к сублимированным продуктам. И если раньше их соотношение было 70 на 30, то сейчас уже 50 на 50.

Набор космической еды для экипажей Space Shuttle

Американцы и на орбите едят гамбургеры

Если не считать возможности использовать полуфабрикаты, разогревая их в микроволновке, американская космическая еда мало чем отличается от российской. Разница лишь в компоновке блюд, а основные продукты используются те же самые. Но есть и определенная специфика. К примеру, американцы из фруктов предпочитают цитрусовые, в то время как россияне любят яблоки и виноград.

Любовь американских астронавтов к цитрусовым

КОММЕНТАРИЙ

Владимир Соловьёв, руководитель полётами российского сегмента МКС:

— Быт космонавтов значительно улучшился. На борту МКС есть Интернет, возможность передавать сообщения и читать новости. Средства коммуникации позволяют соединять космонавтов с их домашними и друзьями по телефону. Продуктов на станции всегда много. Причём меню космонавты подбирают себе сами. Из сублимированных продуктов можно приготовить борщ, картофельное пюре, макароны. В тюбиках сейчас остались только сок и небольшой комплект питания, используемый на подлёте к станции. С каждым грузовым кораблём мы посылаем ещё и свежие продукты. Космонавты живут полноценной жизнью. Единственное, что мешает, — шум вентиляторов. Они работают постоянно, но без них нельзя.

Другие страны

А вот для астронавтов из других стран их космические диетологи создают иногда совсем уж непривычные для нас, а то и откровенно экзотические продукты. К примеру, японские покорители Космоса даже на орбите не могут обойтись без суши, супа с лапшой, соевого соуса и множества видов зеленого чая.

Китайский тайкунавты, впрочем, питаются достаточно традиционной пищей – свининой, рисом и курицей. А самыми большими затейниками в плане космического рациона считаются французы. Они берут с собой на орбиту не только повседневную еду, но также деликатесы, к примеру, грибы трюфели. Известен случай, когда специалисты из Роскосмоса отказали французскому астронавту в провозе на «Мир» сыра с плесенью, побоявшись, что он может нарушить биологическую обстановку на орбитальной станции.

Следует отдельно отметить, все космические блюда имеют искусственно увеличенный уровень кальция. Жизнь в условиях невесомости отрицательно влияет на его количество в человеческом организме, что сулит существенными проблемами с костьми и опорно-двигательным аппаратом в целом. Так что диетологи пытаются хотя бы частично бороться с этой проблемой на уровне специального рациона.

Корейская девушка-астронавт обедает на орбите

Альтернативный взгляд

В прошлом году исполнилось 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?
Рекламное видео:
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

Космическая еда будущего

В обозримом будущем существенных изменений в технологиях приготовления космической еды не планируется. Разве что будет немного меняться рацион – появятся новые блюда и уйдут некоторые старые. Меню космонавтов и астронавтов будет формироваться относительно потребностей и вкусов конкретного человека. А НАСА уже заявило, что рассматривает возможность создания отдельного вегетарианского меню для участников Марсианской миссии, официальный старт которой может начаться в ближайшие два десятилетия.

Миссия эта, кстати, подразумевает использование не только приготовленной на Земле космической еды, но и выращивание продуктов непосредственно на борту корабля. О подобном уже много десятилетий мечтают ученые. И в скором будущем их ожидания могут осуществиться. Ведь сохранности молочных и мясных блюд не хватит на миссию длиной в несколько лет. А потому самым логичным выходом из ситуации считают появление огорода для выращивания свежих овощей и фруктов.

Экспериментальная ферма NASA по выращивания картофеля

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.