какво

Настоящото състояние на ракетните двигатели ни казва, че пътят до Марс ще бъде дълъг. Полетът по балистична траектория без включване на двигателите ще отнеме около две години, докато електрическите задвижващи устройства с ниска тяга няма да могат значително да намалят времето за полет. При такива условия кетърингът е в списъка на важните въпроси. Храната, за съжаление, има тегло, което трябва да се разпръсне на Марс, екипажът произвежда отпадъци, които трябва да се изхвърлят или рециклират, като цяло този проблем създава много различни инженерни предизвикателства. Ще говорим за тях.

История на космическата храна

Първи експерименти

Основният фактор, който беше взет под внимание от разработчиците на космическа храна от двете страни на океана, беше безтегловността. Храната не трябва да се рони, разсипва или рони, за да не причини късо съединение. Следователно решенията, че в СССР и в САЩ са еднакви - хляб, който не се раздробява (в САЩ той все още е бил покрит със специална смес срещу трохи), опакован в пластмаса на малки парченца и каша в епруветки:

Решението се оказа така-така. Първо, след като срещна нулева гравитация, се оказа, че тя не е толкова страшна. Очевидно разработчиците на храни са забравили за силите на повърхностното напрежение. Защото именно те гарантират, че водата не се разпада на хиляди капки, за да се организират къси съединения, а ще виси доста културно с топка, която вече може да се контролира. Дори ориз може да се яде при нулева гравитация и дори от лъжица, почти като на Земята, ако го залепите със сос. На второ място, хранителната стойност на тази храна е недостатъчна. Въпреки изчисленията на калориите, астронавтите се оплакаха от глад. На трето място, храната не беше особено вкусна. Мазната обвивка на кубчета от сандвич в САЩ развали вкуса, а картофеното пюре липсваше текстурата на „нормално“ ястие и приличаше на сос.

Сублимация и развъждане

Сублимационната технология стана изключително полезна за космоса. Във физиката сублимацията е преходът на материята от твърдо в газообразно състояние. Ако замразим храната и я поставим във вакуумна камера, водният лед ще се изпари, заобикаляйки течната фаза. Продуктите ще запазят своята форма, мирис, цвят и хранителни вещества. Така изсушената храна може да се постави в пластмаса, да се разрежда в пространството с топла или студена вода и да се получи добро хранене.

В СССР към лиофилизирани храни в банките се добавяха обикновени консерви.

Дажби от този тип летяха върху американските Аполос и съветските съюзи.

Богатството на орбиталните станции

На орбиталните станции имаше повече място, можете да висите на масата със собствения си поднос с храна. Диетата остана практически непроменена. Освен ако не искаха да добавят трапезно вино в менюто на гара Skylab, но поради възмущението на обществото, тези планове бяха отменени:



Совалки и МКС

Съвременната храна се гради на същите принципи. Диетата е направена от лиофилизирани храни, обикновени консервирани стоки (в американските чанти, в нашите банки), хляб (в САЩ се използват ненатрошени торти, в нашия случай - порционен хляб), бисквитки и сладкиши, както и сухи напитки или торбички за чай в пластмаса.


Консерви с опаковки в топлина


Лиофилизирани продукти


Сосове, бисквитки, шоколад


Опаковани напитки


Кутия с руска дажба. Той предлага консервирана храна в банките вместо чанти и национална кухня - вероятно имаме повече чай в напитки.

резултати

Разбира се, не всички видове продукти са на МКС и астронавтите понякога пропускат кнедли или пържени картофи, но като цяло храната не се различава много от земята. Но това си има цена - храната тежи много, а опаковката е малка част от теглото. През 2013 г. 4 прогреса отидоха на МКС, по един от HTV, ATV, Dragon и Cygnus. Тези. Около 4 * 2500 + 6000 + 5500 + 3300 + 2000 = 26800 кг товари бяха доставени в орбита. Разбира се, не всичко това е храна, но на МКС са донесени около 15 тона храна и вода. Ако летим до Марс за две години, тогава масата ще бъде около 30 тона. Честно казано, цифрите са неприятни. Има ли начини за намаляване на това бреме? Учени от цял ​​свят много мислеха за това.

Алтернативни диети

Още преди първия полет в космоса на хора, различни хора и организации са разработили програми за хранене в космическите полети. Създадени бяха много такива програми: течни диети (млечни шейкове, egnog-диета), хранителни пръчки, кубчета и топки, но всички те се отличаваха с това, че не се показаха добре в тестовете. Не може да се каже, че хората, участващи в тези тестове, са проявили героизъм почти по-голям от астронавтите, тъй като е трябвало да ядат тези експериментални диети по-дълго, отколкото са продължили тогавашните космически полети.
Една необуздана фантазия привлече все повече и повече екзотични идеи - ферми за мишки като източник на месо, годна за консумация хартия, дрехи и части от космически кораб, но това дори не стигна до етапа на експеримента.

Затворен цикъл

Идеята за използване на система за поддържане на живота на затворен цикъл на кораб стои отделно. Растенията/водораслите консумират въглероден диоксид и отпадъци от екипажа, произвеждат кислород и произвеждат храна. На теория това е най-печелившият вариант. Но, разбира се, опитите за реално изпълнение са срещали различни проблеми.

Хлорела не успя

Учени и писатели на научна фантастика поставиха едноклетъчната водорасли хлорела на трона на затворена система за поддържане на живота. В действителност непретенциозните, живеещи в локви и канавки водорасли произвеждат кислород и се размножават, изисквайки само вода, светлина, въглероден диоксид и някои минерали. Теоретично хлорелата е по-хранителна от пшеницата, тъй като съдържа 45% протеини, 20% мазнини и 20% въглехидрати. Но всички тези мечти бяха победени от факта, че хлорелата не се абсорбира от хората - твърде плътната клетъчна стена е недостъпна за разцепване от човешки ензими. По принцип съвременните технологии могат да предложат поне три начина за решаване на този проблем: разделяне на клетъчната стена с помощта на технологични методи (термична обработка, фино смилане или нещо друго), биологични методи (вземете ензими със себе си, разделяйки стената и ги добавете към храната ) или да изтеглите ГМО-хлорела със стена, достъпна за разделяне. За съжаление в момента известна работа с хлорела се извършва само от търговски компании, които я продават като хранителни добавки (статия в Уикипедия, редактирана през лятото на 2013 г.) или като добавка за добитъка, което е доста тъжно от гледна точка на предоставянето космически полети.

Морален въпрос

На форума на Cosmonautics News веднъж прочетох такъв пост на служител на MCC (припомням си): „Труден работен ден - феновете на затворения цикъл за поддържане на живота дойдоха, дадоха на всички питие от рециклирана урина, за щастие успях да избяга тихо “. Уви, необходимостта от пиене на рециклирана урина причинява психологическо отхвърляне, което ще усложни психологически труден дълъг полет. Системата, която регенерира вода от вода, издишана с въздух и друг кондензат, се възприема нормално, поради което SRV-K (система за възстановяване на кондензна вода) работи от първите орбитални станции на Salyut и сега стои на МКС. Но SRV-U (система за регенериране на вода в урината) е била само на станция Мир, а на МКС рециклираната вода от урината отива в електролиза и от нея се получава кислород за дишане.

Успешни експерименти

В същото време в СССР имаше доста успешни експерименти върху затворени системи: BIOS-2 и BIOS-3. BIOS-3 започна работа през 1972 г. и работи днес (на сайта има доклад за 2012 г., няма новини за затварянето в мрежата). Първоначално проектът имаше четири отделения под налягане (два фитотрона за отглеждане на растения, един култиватор за водорасли - атмосферна регенерация и жилищно отделение) с общ обем 315 m ^ 3. Във фитотрони (пшеница) беше отглеждан обширен набор от специално подбрани растения, соя, маруля, чуфа, моркови, репички, цвекло, картофи, краставици, киселец, зеле, копър, лук) и бяха проведени експерименти за „автономен полет“ с продължителност до шест месеца. Резултатите са впечатляващи - почти 100% затворен цикъл във въздуха и водата, 50-80% в храната. Комплексът е оцелял от преструктурирането и кошмара от 90-те години и според информацията на официалния уебсайт,


Общ изглед на Фитотрон комплекс


заключения

Като цяло, що се отнася до осигуряването на храна за дълга експедиция, човечеството има доста добра позиция. Дори на ниво технология от 70-80-те години експериментът с BIOS-3 е обнадеждаващ и разпространението на технология за генетична модификация може да ни даде още по-ефективни космически растения. Продължава и работата с растения по МКС.

Допълнителни материали

Разглежда се много интересен филм „Начини за поддържане на живота в космоса“, както физически, така и химически (SRV-K, U) и биологични (BIOS-3) методи


Неотдавнашното издание на програмата "Космонавтика". Струва си да се отбележи положителният ефект от работата с растения върху психиката и да се радваме на младото поколение, което се стреми да работи в тази посока в бъдеще.


„Космическа одисея, век XXI“, издания за храна от 14 минути.

Източник на храна за храна на НАСА, препоръчвам да видите снимки в голям размер, виждат се двуезични подписи на имената на продукти и инструкции за употреба.
Още снимки на модерна храна на МКС.
За снимки на храни от музеи, благодарение на блогъри, чиито авторски права са посочени на снимките.

Препоръчвам да прочетете книгата „Другата страна на космонавтиката“ от Мери Роуч. За храната там в самия край е много любопитно.
Казват, че има и книгата „Готварската книга на астронавта“, но аз не съм я чел, не мога да кажа нищо.