Организация космического питания

Введение.

Питание является одним из основных условий существования человека, а проблема питания – одной из основных проблем человеческой культуры. Количество, качество, ассортимент потребляемых  пищевых продуктов, своевременность и регулярность приема пищи решающим образом влияют на человеческую жизнь. Правильное питание – важнейший фактор здоровья, оно положительно сказывается на работоспособности человека и его жизнедеятельности и в значительной степени определяет длительность жизни, задерживая наступление старости.

Правильно организовать свое питание, разнообразить его порой бывает достаточно сложно, несмотря на обилие продуктов в наших магазинах. А как же организовано питание на орбите при длительных космических полетах? Чем питаются на орбите? Как возможно принимать пищу в условиях невесомости?

Цель работы: изучить проблему организации космического питания.

Задачи:

Найти и изучить нормы питания космонавтов;

Проследить по имеющимся материалам изменение рациона питания космонавтов с начала пилотируемой космонавтики по настоящее время;

Изучить способы приготовления  космической пищи и  ее хранение;

Выяснить заводы –изготовители космического питания.

Методы: 

Поисковый;

Сравнительный

Аналитический.

 

Основы рационального питания

Великий русский ученый И.П.Павлов говорил, что « …Нормальная и полезная еда есть еда с аппетитом, еда с испытываемым наслаждением». Организм человека находится в тесной взаимосвязи внешней средой, непрерывно воздействующей на центральную нервную систему.

Одним из важнейших факторов внешней среды является пища, которая переходит во внутреннюю среду организма и участвует во всех жизненных процессах. Пища оказывает влияние на   состояние центральной и периферической нервной системы, а через нее и на весь организм. Для правильной организации питания необходимо знать значение для человека отдельных пищевых веществ и представлять себе потребность в них в зависимости от возраста, профессии, климата и социально-бытовых условий.

Как известно белки составляют основу жизни, поэтому непрерывное поступление белка необходимо для роста и восстановления тканей, а также для образования новых клеток. По своему значение белки, входящие в состав пищевых продуктов, не одинаковы. К белкам, обладающим высокой пищевой ценностью, относятся белки мяса, рыбы, молока, яиц, а также белки капусты и картофеля. Наиболее ценными по аминокислотному составу, считаются белки овсяной крупы, риса и гречневой крупы. Другие крупы могут обогащатся аминокислотами за счет других продуктов – молока, мяса.

Жиры и углеводы являются главными источниками энергии и определяют калорийность пищи. Кроме того, они несут функцию защиты белка, который при их достаточном содержании в организме, меньше разрушается. Углеводами особенно богаты продукты растительного происхождения: крупы, овощи, фрукты. Из животных продуктов, некоторое количество углеводов содержится в молоке. Углеводы могут содержаться в продуктах как в виде крахмала, так и в виде различных сахаров. При физическом и умственном напряжении углеводов требуется большее количество.

Кроме белков, жиров и углеводов, к пищевым веществам относятся витамины и минеральные соли. Витамины делятся на группы по их растворимости: витамин С и витамины группы В относятся к растворимым в воде, витамины А,D и Е растворяются в жирах и называются липовитаминами. Витамины относят к дополнительным факторам питания, являются элементами пищи, необходимыми для организма. Изучение физиологического  значения витаминов показало, что в своем влиянии на организм человека они находятся в зависимости друг от друга. Витамин С, или аскорбиновая кислота необходим для правильного роста и развития молодого организма, он повышает выносливость и усиливает сопротивляемость инфекционным заболеваниям и воздействиям внешней среды. Источником витамина С служат фрукты( лимоны, апельсины, мандарины), ягоды( черная смородина, крыжовник, клубника, ежевика, шиповник, брусника), свежие овощи(картофель,капуста, редька, редис, репа, зеленый лук, салат, щавель). Во время термообработки при постепенном повышении температуры и при окислении от воздействия кислорода воздуха, витамин С легко разрушается. Витамины группы В – В 1,В-2(рибофлавин), никотиновая кислота (или витамин РР). Недостаток этих витаминов в организме человека влияет на нормальную деятельность нервно-мышечного аппарата и желудочно-кишечного тракта, а также на органы зрения. Лучшие источники витамина В – дрожжи, ржаной и пшеничный хлеб, мясо, молоко, бобовые, орехи и зелень (витамин В1), печень, мясо, сельдь, капуста, томаты (витамин РР и В2). Фолиевая кислота, витамины В6,В12 в больших количествах содержатся в печени. Витамин А относится к группе, растворимой в жирах, способствует правильному развитию костной системыи укреплению органов зрения. Он находится в сливочном масле, молоке, яичном желтке, печени и в овощах – моркови, шпинате, салате, щавеле, которые богаты каротином, который в человеческом организме превращается в витамин А. Витамин D важен для детского организма Однако, если  взрослый человек лишен нормального солнечного облучения, его организм подвержен серьезным испытаниям. Витамин Е – витамин размножения широко распространен в природе, так как содержится не только в продуктах животного происхождения, но и во многих растительных продуктах.



Питание на орбите



Чем питаются на орбите? Почти тем же самым, что и на земле – только в несколько измененном виде. Разрабатывают меню для космонавтов наши российские ученые из Российской  академии сельского хозяйства и Научно–исследовательского института пищеконцентратной промышленности и специальных пищевых технологий.

Первая программа разработки продуктов питания для космонавтов, которую возглавлял Институт медико-биологических проблем РАН, была принята в 1963 году. Тогда господствовала точка зрения, согласно которой продукты, употребляемые в космосе, должны кардинально отличаться от земных не только формой, но ещё и консистенцией. Разработчики системы жизнеобеспечения настаивали на том, чтобы блюда, создаваемые для космонавтов,  максимально усваивались человеческим организмом, поскольку в условиях корабля отходы жизнедеятельности девать некуда.

Основные требования к системе питания для кратковременных полетов были сформулированы следующим образом:

- рационы питания должны быть адекватны энерготратам  космонавтов и полноценны по составу пищевых веществ, необходимых для обеспечения обменных процессов в организме на оптимальном уровне;

- продукты, из которых состоит рацион, должны обладать соответствующими пищевыми качествами;

неусвояемые вещества должны содержаться в продуктах в незначительных количествах;

- объём и вес продуктов должны быть минимальными;

- пища должна оставаться доброкачественной на протяжении всего полета;

- должны быть предусмотрены возможность и удобство приема пищи в условиях невесомости;

- рацион питания должен комплектоваться из продуктов, готовых к употреблению без дополнительной обработки, нарезки и, по возможности, без подогрева в полете. Во время приема пища не должна быть источником  загрязнения воздушной среды мелкими частицами, которые могли бы попасть с вдыхаемым воздухом в дыхательные пути;

- пищевые продукты должны сохранять доброкачественность при хранении в кабине космического корабля,  имеющей температуру воздушной среды 20-25 С,  что резко ограничивает их ассортимент. Скоропортящиеся, свежеприготовленные продукты и готовые блюда для  этих условий являются малопригодными.

Таким образом, идеальной пищей  на орбите могли бы стать некие питательные таблетки, полностью усваивающиеся и при этом не требующие особого времени на прием.

Таблетки, правда, создать не удалось. Однако ученные сумели разработать способы получения портативной и совершенно готовой к употреблению пищи. По рекомендации медиков консервные заводы изготовили научно обоснованный космический обед из трёх блюд из девяти продуктов с ограниченными сроками хранения. Это были мясные, мясорастительные продукты, соки, упакованные в алюминиевые тубы и подвергнутые тепловой стерилизации в автоклавах, и  пшеничный хлеб в виде небольших буханок круглой формы. В каждой тубе содержалось около 160 г продукта.

В результате исследований был сделан вывод, что энергосодержание суточных рационов космонавтов при первых полетах кораблей «Восток» должно быть на уровне 2800 ккал/сут. Суточный рацион содержал около 100 г белка, 118 г жиров и 308 г углеводов. Для профилактики дефицита витаминов при воздействии стресс-факторов полета в рацион были включены поливитаминные драже. Драже включало витамины (в мг) С – 100, Р – 50, В – 2, В – 2, В – 2, РР – 15, пантотеновую кислоту – 10, Е – 5.

                       Испытание космического продовольствие

  Первым космическую еду испытал на себе космонавт-2 Герман Титов в августе 1961 года. За двадцать пять часов полёта Титов успел принять пищу три раза, однако по его словам, на Землю он вернулся голодным. Титов жаловался, что во время полета ощущал головокружение. Медики списали эти жалобы на влияние невесомости, хотя диетологи посчитали, что причиной головокружения мог стать элементарный голод.

Логика в этом была. Молодой здоровый мужчина, вынужденный работать в экстремальных условиях, получал однообразную жидкую пищу, причем явно в недостаточных количествах. На первое у него был стакан овощного супа-пюре, на второе – печёночный паштет (заменяемый при следующем приёме паштетом мясным), на третье  - стакан черносмородинового сока.

Следующие космонавты, возвращаясь с орбиты, прямо и недвусмысленно заявляли, что голодают на своем научно обоснованном рационе и это мешает нормальному труду. Тогда в меню космонавтов кораблей «Восток-3»,»Восток-4», «Восток-5», «Восток-6», «Восход-1», «Восход-2» внесли изменения. В него добавили говяжий заливной язык, пирожки с рыбой, украинский борщ, антрекоты, пожарские котлеты и куриное филе, а также сандвичи с паюсной и кетовой икрой, кусочки спинки воблы, свежие продукты. И одновременно конструкторам пришлось решать техническую задачу по выведению экскрементов.

Была создана достаточно большая кооперация, включающая более 20 научных и производственных организаций пищевой, мясомолочной,  химической и других промышленностей, которые принялись разрабатывать  супы, закусочные блюда и напитки. Например, Молдавия занималась десертным ассортиментом, в который вошло более двадцати наименований соков, 15 фруктовых палочек в  различных сочетаниях, фруктовые пюре и овощные соусы. (Павел Попович, например, утверждал, что под овощным соусом «Молдова» можно съесть даже башмак). Также были созданы общеукрепляющие, насыщенные витаминами пастилки из винограда  сорта «изабелла»: такие «виноградинки» даже водой не  нужно было запивать – они сами таяли во рту.

Другим орбитальным укрепляющим и тонизирующим средством стал чай знаменитого Вильяма Похлёбкина. В период подготовки полёта Савиных и Ковалёнка, врач, принимавший в ней непосредственное участие, обратился к  легендарному кулинару с просьбой порекомендовать что-нибудь для питания космонавтов. Тот посоветовал разнообразить пищевой рацион национальными блюдами, а также предложил особый состав купажа чая – чёрного индийского первого сорта и зелёного № 95 Самаркандской фабрики. И подробно разъяснил метод его заварки и хранения в термосах. Чай включили в космический рацион, результаты оказались просто блестящими: космонавты чувствовали себя прекрасно, ощущали бодрость и прилив сил. 



Разработке космического питания в СССР уделялось колоссальное внимание. Для рациона космонавтов не использовались продукты серийного производства – только специально приготовленные и выпущенные в специальных упаковках.

Их отличие от нормальной земной пищи сводилось в основном к безупречному качеству и неукоснительному соблюдению мер токсикологической и микробиологической безопасности – продукты должны были оставаться съедобными долгое время и при любых условиях хранения.

Образцы продуктов закладывали в специальные термостаты и держали там несколько лет, время от времени делая лабораторные анализы. Такая апробация занимала очень много времени: если на упаковке стоял срок годности три года, значит продукт пролежал в термостате никак не менее трех лет.

Говорят, что даже кремлёвское питание проверяли менее тщательно. Сотрудники ИМБП однажды решили включить в космический рацион копчёные колбаски, выпускаемые для ЦК КПСС спеццехом Микояновского мясокомбината. Но космический стандарт эти изделия выдержать не смогли.

Расцвет индустрии орбитального питания

Расцвет индустрии орбитального питания пришёлся на начало 80-х: тогда  ассортимент включал более 200 наименований продуктов. Впоследствии созданная Советским Союзом гигантская кухня практически остановилась. Причина была банальной – сокращение финансирования. Соответственно сократился и ассортимент. Поскольку производство космической   еды  - вещь затратная, переоборудовать цеха для нужд широкого профиля не получилось. 

В 1991-1992 годах ситуация стала едва ли не критической. Сбалансированный рацион перестал быть разнообразным, от космонавтов поступали жалобы, а разработчики питания пытались изыскать деньги на проведение дальнейших работ. Тут на помощь пришли американцы. Заключенное в 1994 году соглашение Гора – Черномырдина о совместных российско–американских программах «Мир»-«Шаттл» предполагало и сотрудничество в области космического питания. К этому времени  у американцев были только три долгосрочные экспедиции, самая продолжительная из которых длилась 90 суток. В их экспедициях использовались в том числе глубокозамороженные продукты, превосходившие качеством консервированные. Помимо замороженных американцы использовали в космосе и продукты,  выпускаемые для нужд армии. 

В США для космической еды используются продукты массового потребления. NASA всего лишь проводит проверку и дополнительную обработку. А  Россия по давно утвержденному положению не имеет права использовать продукты массового производства для нужд космоса.

Сейчас, согласно договорённости, российская и американская стороны поставляют в космос продукты на паритетной основе. Прежде чем составить индивидуальный рацион для каждого участника экспедиции, и в Америке, и в России, в Центре подготовки космонавтов, проводится ознакомительная дегустация. Космонавты оценивают предложенные продукты по десятибалльной  шкале – те, что набрали пять и меньше баллов, на борт не попадают.

По результатам дегустаций составляется сбалансированный по ассортименту и пищевой ценности рацион, рассчитанный на 8-дневный цикл  - спустя 8 дней меню повторяется. Особое внимание специалисты по питанию обращают на людей, которые летят впервые. Хотя пока что на орбите не было замечено резких изменений вкуса (скажем, сладкое не кажется кислым, а соленое – сладким), определенные изменения в предпочтениях всё же происходят. Допустим, на Земле человек не любил творог, а в космосе творог стал его любимой пищей. А какую-нибудь курицу, которую с удовольствием поедал на Земле, и видеть не хочет.

Космическое меню



На орбите едят практически то же самое, что и на родной планете. В меню входят бородинский хлеб, медовые коврижки, ветчина, азу, свинина в кисло-сладком соусе,  перепела, судак, сыр, осетрина, зеленые щи и борщ, творог, котлета с картофельным пюре, клубника, печенье, шоколад, чай и кофе. Ставшие символом космического питания тюбики сейчас используются редко – пища в основном расфасована по банкам. Еду разогревают, помещая в специальные ячейки электроподогревателя на рабочем столе, или едят прямо из пакетов. 

Ещё едят в космосе свежие фрукты и овощи. При этом сохраняются предпочтения национальной кухни. Если американские астронавты, как правило, заказывают себе цитрусовые (грейпфруты, апельсины и лимоны), то россияне предпочитают лук, помидоры, чеснок. Кстати, яблоки, грейпфруты, апельсины и лимоны готовятся к полёту особым способом. Они проходят санитарную обработку спецрастворами. Благодаря этому их свежесть сохраняется в течение целого месяца. Когда в космос отправился первый китайский космонавт, он взял с собой традиционные китайские лекарственные травы и двадцать специально разработанных видов блюд. Канадцы настаивали на том, чтобы взять с собой на орбиту кленовый сироп, копченого лосося и вяленое мясо.

 Ежедневное меню для космонавтов, официально принятое  NASA,  включает в себя излюбленные американские блюда, такие, как мясо с картофельным пюре, куриный пирог, оладьи и тыквенный пирог. И в соответствии  с американскими традициями астронавты запасаются пакетиками с конфетами, печеньями и другими сладостями. Специалисты по питанию из университета Чепмэн при поддержке NASA разработали «космическую пиццу», специально придуманную, чтобы восполнить нехватку «приятной пищи» на борту космического корабля 

А вот спиртного в космос не завозят. До 1980-х годов космонавтам поставляли спиртовую настойку элеутерококка и даже тюбики с коньяком для торжественных случаев. Однако в 1980-х годах было решено, что алкоголь, даже в малых дозах, может негативно повлиять на работоспособность космонавтов, а наличие паров спирта в замкнутом пространстве может привести к возгоранию станции, и из рациона его исключили. Правда, говорят, что российские космонавты всё же умудряются контрабандой провозить на орбиту крепкие напитки. По слухам, на их способность нормально работать это не влияет. 

Самым любимым  продуктом всех космонавтов – и наших,  и американских – был и остается творог с орехами. Его с удовольствием кушают все. Высоко оценили на МКС и экспериментальную партию  питания  «Дастархан», которую разработали казахстанские учёные (расфасовано на Бирюлёвском экспериментальном заводе Россельхозакадемии). Продукт «Арман», приготовленный на основе плодоовощного сырья, эликсир «Восточный», содержат концентрированный сок облепихи и калины, мед и антиоксиданты, способные выводить из организма шлаки. Особый всплеск эмоций на орбите спровоцировало появление сырокопченой конины. Когда-то подобный ажиотаж вызвал у космонавтов торт: приготовил его Валерий Поляков, использовав в качестве формы пустую упаковку от обеда: накрошил туда печенья, орехов, залил творожным десертом и поставил в холодильник.                                                     

Совсем недавно в рацион космонавтов были включены овсяные каши моментального приготовления «Быстров» - с персиком и яблоками. Качество каш «Быстров» было высоко оценено специалистами в области космического питания и признано соответствующим международным стандартам «космического» питания (акт БЭЗ РАСХН). С этого времени компания «Быстров»,  наряду с ведущими западными компаниями, участвует в программе разработки новых пищевых технологий и продуктов питания для российских и международных экипажей космических станций.

В космонавтике всё популярнее становится идея знаменитого Авиценны: пусть твое питание станет твоим лекарством. Функциональное питание  - одна из самых актуальных в медицине областей. Продукта, который содержал бы все незаменимые вещества, нет. Диетологи любят переводить всё на белки, жиры и углеводы.  Для  простого человека  это неудобоваримо. Правильный рацион – это пирамида, основание которой составляют  крупяные изделия, хлебобулочные изделия. Затем – овощи и фрукты. На ещё более узкой площадке – молочные и кисломолочные продукты. Затем – мясо, рыба, а на самом верху – сласти, алкоголь, деликатесы. Именно зерновые продукты должны составлять основу здорового питания. Их нужно есть больше, чем других продуктов. Крупы (в том числе овсянка) содержат высокий процент растительного белка, аминокислоты, много витаминов, микроэлементов и макроэлементов. В овсе содержатся растворимые и нерастворимые пищевые волокна. Нерастворимые  способствуют нормализации деятельности  желудочно–кишечного тракта. Растворимые, где много пептидов, благотворно действуют  на обменные процессы, выводят излишки глюкозы и холестерин. В крупах содержатся липотропные вещества, которые хорошо влияют на функцию печени и сердечно-сосудистую систему. Очень здорово, что крупы наконец включены в рацион космонавтов.

 Рацион

.Новое поколение космического продовольствия       



Сегодня Российское авиационно–космическое агентство работает над научно – технической программой по созданию космического продовольствия нового поколения. Проблема назрела.

Сейчас на МКС астронавты и космонавты питаются исключительно консервированными продуктами. Свеженького удается попробовать нечасто, только если бывает оказия с Земли. В будущих дальних космических путешествиях ничего такого не будет. Астронавтам придется рассчитывать только на себя. Взять запас продуктов на долгие годы тоже вряд ли получится, поэтому придется выращивать еду прямо на борту корабля. Выращиванием разных растений космонавты занимались ещё на станции «Мир». Продолжаются такие работы и сейчас на борту МКС. В орбитальной лаборатории в миниатюрном сельхоз-модуле с неофициальным названием «салатная машина» выращен экспериментальный урожай бобов. Причем эти бобы прошли полный цикл роста. В 2002 году на станцию в специальной камере прибыли семена бобов. За ними ухаживала и следила за их ростом американская космонавтка Пеги Уитсон. Бобы сначала дали ростки, потом эти ростки превратились в стебли и листья, затем появились цветки, а потом и стручки с бобами. Круг замкнулся.

Правда «голодным» астронавтам съесть бобы не удалось.  «Шаттл» Atlantis доставил контейнер с выращенным урожаем на Землю, где бобы были тщательно исследованы на предмет того, какие именно изменения произошли в них вплоть до молекулярного уровня в условиях невесомости.

Российские ученые собираются организовывать на борту марсианского корабля автономную хлебопекарню. Заведующий отделом питания Института медико–биологических проблем (ИМБП) РАН А. Агуреев сказал: «Обеспечение экипажа хлебом – одна из первоочередных задач при подготовке пилотируемого полета на Марс, который займет, по подсчетам ученых, от 500 дней до двух лет», - отметил он. Срок хранения хлеба, поставляемого на МКС – только один год.

Технологию выпечки хлеба из специальных мучных смесей разрабатывают в ходе эксперимента «500 дней», имитирующего полет на Марс. «Специально для этого эксперимента мы также обогатим ассортимент «космического» питания за счет продуктов для завтрака, в том числе кисломолочных и обогащенных бифидо- и лактобактериями», - сказал ученый. «Рацион «космонавтов» разнообразят  и продуктами, обладающими радиопротекторными свойствами и богатыми пектином, который выводит из организма токсины».

В длительном полете происходят функциональные изменения в иммунной системе и желудочно–кишечном тракте человека, поэтому на МКС уже отправляются продукты с добавками, помогающими организму справиться с воздействиями экстремальных факторов окружающей среды.



Космический ассортимент простых в приготовлении продуктов с длительными сроками хранения привлекают путешественников, а также специалистов, работающих в зонах ликвидации последствий стихийных бедствий и катастроф, отметил Агуреев.  По его словам, впервые космические блюда 30 лет назад взяли с собой в Арктику участницы женской группы «Метелица», отправляясь в лыжный переход вдоль побережья Северного Ледовитого океана. На основе продуктов питания космонавтов формировались продовольственные наборы для участников северной экспедиции Дмитрия Шпаро, при восхождении российских альпинистов на высочайшие вершины Гималаев, а также для спасателей и ликвидаторов последствий на Чернобыльской АЭС.



Список литературы.



«Московский комсомолец», 05.04.2004г, «Неземная еда»

«АиФ»,№10 ОТ 29.10.2004 «Полетели в космос русский и американец»

www.newsru.com

www.inauka.ru

www.kip.net.ru





1