Разработка и составление меню для приготовления пищи космонавтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УЬЯНОВСКОЙ ОБЛАСТИ ОГБОУ СПО МЦКА «УЛЬЯНОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)

Организация процесса приготовления и приготовление сложной горячей кулинарной продукции

Разработка и составление меню для приготовления пищи космонавтов

Студент Долгов В.В.

Группа 14ОП-1



ЗАДАНИЕ

1.Тема: Разработка и составление меню для приготовления пищи космонавтов

2. Срок предоставление работы ______________2016г

3. Исходные данные для проектирования________________________________

4.Содержание пояснительной записки курсового проекта

Специальность 260870 Технология продукции общественного питания (базовая подготовка)

По ПМ 03 Организация процесса приготовления и приготовление сложной горячей кулинарной продукции

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту (работе) на тему: Разработка и составление меню для приготовления пищи космонавтов

Автор проекта (работы) _________ В.В. Долгов

Обозначение курсового проекта (работы) КР.

Группа 14ОП-1

ПРОЕКТ (РАБОТА) ЗАЩИЩЕН (А) «__» ________2016г. _______

РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТА

(РАБОТЫ) _____ «__» _________2016г

2016



Содержание

питание космический еда хранение

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 История возникновения пищи для космонавтов

1.2 Питание космонавтов при кратковременных и длительных полётах

1.3 Как питаются космонавты

1.4 Использование космических технологий в наше время

1.5 Исследование и разработка питания космонавтов в будущем

2. Основная часть

2.1 Разработка и технология приготовления космической еды

2.2 Разработка меню и ассортимент блюд для космонавтов

2.3 Требования и сроки хранения космической еды в космосе



Введение

Питание - это основное условие существования человека, а проблема питания является главной проблемой человеческой культуры. Количество, качество и ассортимент потребляемых пищевых продуктов, а также своевременность и регулярность приема пищи главным образом влияют на человеческую жизнь. Правильное питание - это важнейший фактор здоровья, который влияет на работоспособность человека и процессы жизнедеятельности, определяет длительность жизни.

Порой сложно бывает организовать разнообразное питание при большом обилии продуктов в магазинах. А как же организовано питание на орбите при длительных космических полетах? Чем питаются на орбите? Как принимать пищу в условиях невесомости?

Цель работы: изучить проблему организации космического питания.

Задачи:

Изучить историю производства космической еды.

Найти и изучить нормы питания космонавтов.

Проанализировать материалы и выявить изменение рациона питания космонавтов с начала пилотируемой космонавтики по настоящее время.

Изучить способы приготовления космической пищи и ее хранение.

Найти заводы для изготовления космического питания.

Найти по возможности и апробировать готовую продукцию.

Использовать тему исследования в образовательных целях.

Методы:

Поисковый.

Сравнительный.

Аналитический.

Выбранная тема является актуальной, значимой и перспективной. Объектом исследования является пища, используемая для питания космонавтов. Предметом исследования - физические, химические и биологические процессы, применяемые при создании космической еды.

Средствами реализации задач послужило изучение статей о первых космонавтах из печатных изданий, научная литература, а так же интернет-ресурсы.



1. Теоретическая часть

1.1 История возникновения пищи для космонавтов

Первая программа по разработке продуктов питания для космонавтов, которую возглавлял Институт медико-биологических проблем РАН, была принята в 1963 году. На тот момент считалось, что продукты, употребляемые в космосе, должны кардинально отличаться от земных не только высокой биологической и энергетической ценностью, не только формой, но ещё и консистенцией. Разработчики систем жизнеобеспечения особенно настаивали на том, чтобы блюда, создаваемые для космонавтов, максимально всасывались и оставляли после прохождения через органы пищеварения минимум шлаков (поскольку в условиях корабля отходы жизнедеятельности элементарно некуда девать). Таким образом, идеальной пищей на орбите могли бы стать некие питательные таблетки, полностью усваивающиеся и при этом не требующие особого времени на приём (потому как нечего космонавтам от работы отвлекаться).

Таблетки, правда, создать не удалось (оно, впрочем, и слава богу), однако учёные сумели разработать способы получения портативной и совершенно готовой к употреблению пищи. По рекомендациям медиков консервные заводы изготовили научно обоснованный космический обед из трёх блюд, каждое из которых было запечатано в тубу и могло быть высосано-проглочено прямо из неё. Первым на себе эту стряпню испытал космонавт номер два Герман Титов, и случилось это в августе 1961 года. За двадцать пять часов полёта Герман Степанович успел покушать целых три раза, однако нельзя сказать, что на Землю он вернулся сытым. Титов жаловался, что во время полета ощущал головокружение, которое медики тогда списали на влияние невесомости. Впрочем, некоторые диетологи уверяли, что головокружение могло быть следствием самого обыкновенного голода. o

Эта версия показалась небезосновательной. Посудите сами: молодой здоровый мужчина, работающий к тому же в экстремальных условиях, получает однообразную жидкую пищу, годную разве что для беззубого старика, да ещё и в количествах явно недостаточных: на первое - стакан супа-пюре овощного, на второе - паштет печёночный (заменяемый при следующем приёме пищи паштетом мясным); на третье - стакан черносмородинового сока. И всё.

Следующие космонавты, возвращаясь с орбиты, уже совершенно прямо и недвусмысленно заявляли, что голодают на научном рационе и это мешает нормальному труду. Чтобы восстановить работоспособность космонавтов, в меню внесли изменения (для этого, правда, конструкторам пришлось решать технические проблемы выведения экскрементов). В своих правах были восстановлены говяжий заливной язык, пирожки с килькой, украинский борщ, антрекоты, пожарские котлеты и куриное филе... Соответствующим институтам и предприятиям союзных республик было дано задание разработать и создать супы, закусочные блюда, напитки. Каждый отвечал за свой участок работы. Так, например, Молдавия занималась десертным ассортиментом, в который вошло более 20 наименований соков, 15 фруктовых палочек в различных сочетаниях, фруктовые пюре и вкуснейшие овощные соусы (Павел Попович, например, утверждал, что под овощным соусом "Молдова" можно съесть даже башмак). Также были созданы общеукрепляющие, насыщенные витаминами пастилки из винограда сортов "изабелла": такие "виноградинки" даже водой не нужно было запивать - они сами таяли во рту.

Другим орбитальным укрепляющим и тонизирующим средством стал чай от знаменитого Вильяма Похлёбкина. В период подготовки полёта в космос 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 - черного 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 Советском Союзе вообще уделялось колоссальное внимание. Для рациона космонавтов не использовались продукты серийного производства - только специально разработанные и выпущенные в специальных упаковках. Впрочем, 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 (холодильников на борту, как правило не было, а если и были, то малого объёма и работали они с перебоями). Испытания проходили в условиях, приближённых к орбитальным. Образцы закладывали в специальные термостаты и держали там год, два, три, периодически делая лабораторные анализы. Такая апробация занимала уйму времени: если на упаковке стоял срок годности три года, значит, продукт пролежал в термостате никак не менее трёх лет. Хотя иногда космические антрекоты или печенье лежали бы, может, и пять лет. Только ввиду нехватки образцов вынимали их значительно раньше.

Космическое - значит отличное. В своё время даже кремлёвское питание не проверяли так тщательно. Сотрудники ИМБП поняли это после того, как собрались было включить в космический рацион копчёные колбаски, выпускаемые для нужд ЦК КПСС специальных цехом Микояновского мясокомбината. Увы, космическому стандарту они не отвечали.

Расцвет индустрии орбитального питания пришёлся на начало 80-х: тогда ассортимент включал более 200 наименований продуктов. Однако во время перестройки отрасль постепенно стала приходить в упадок сократилось финансирование, до 50-60 наименований сократился и ассортимент... Поскольку производство космической еды - штука априори затратная, переоборудовать цеха для нужд широкого профиля не получилось. Вся созданная Советским Союзом гигантская космическая кухня (в состав которой входил десяток институтов, да десяток предприятий, да плюс сырьевые базы, да еще по мелочи) практически остановилась. В самом деле: может ли такая махина без бюджетных вливаний работать на одного-двоих постоянно летающих космонавтов?

В 1991-1992 годах ситуация сложилась и вовсе критическая. По-прежнему сбалансированный по жирам-углеводам-витаминам-белкам рацион перестал быть разнообразным, космонавты жаловались, разработчики питания пытались изыскать деньги на проведение дальнейших работ... И вот тут-то очень кстати пришлось соглашение Гора - Черномырдина от 1994 года о совместных российско-американских программах "Мир" - "Шаттл". В рамках этих программ предполагалось сотрудничество и в области космического питания. Для наших это была великолепная возможность разнообразить рацион астронавтов, для американцев - почерпнуть для себя массу полезного.

До того момента на счету американцев числились лишь три долгосрочные экспедиции, самая продолжительная из которых длилась 90 суток. В этих экспедициях использовались в том числе глубокозамороженные продукты. Они по всем статьям превосходили консервированные, но для экспедиций на "Мир" в полной мере не использовались: хотя во время восьмой экспедиции туда и доставили морозильную камеру, она вскоре вышла из строя, и чинить её никто не собирался (сотрудники ИМБП, правда, надеются, что на МКС качественный морозильник со временем всё же появится).

Помимо замороженных американцы использовали в космосе и продукты, выпускаемые для нужд армии. Наши, правда, высказали претензии к армейской упаковке, после чего она была доработана и приведена в полное соответствие требованиям космоса.

Вообще американцам легче, чем нам: они используют для космической еды продукты массового потребления. НАСА ЛИШЬ проводит дополнительную их обработку и пакует. А Россия по давным-давно утверждённому положению не имеет права использовать продукты массового производства для нужд космоса. Между тем деньги из бюджета какие поступали, так и не поступают, у связи с чем удерживать планку на высоком уровне становится всё труднее. Сотрудники ИМБП опасаются, что, если в ближайшее время в разработку космического питания не будет сделано серьёзных финансовых вливаний, мы не сможем выполнять свои договорённости с США.

Пока, правда, несмотря на трудности отечественной экономики, работа с американцами идёт вполне успешно. Согласно договорённости российская сторона и Штаты поставляют в космос продукты на паритетной основе, то есть пополам. Прежде чем составить рацион (для каждого участника экспедиции - индивидуально), и в Америке, и у нас, в Центре подготовки космонавтов, проводится ознакомительная дегустация. Космонавты оценивают предложенные продукты по десятибалльной шкале (те, что набрали пять и меньше, на борт не попадают). Согласно результатам этих дегустаций составляется сбалансированный по ассортименту и пищевой ценности рацион, рассчитанный на 8-дневный цикл (то есть спустя 8 дней меню повторяется). Особое внимание специалисты по питанию обращают на людей, которые летят впервые: хотя пока на орбите не было замечено извращений вкуса (сладкое не кажется кислым, а солёное - сладким), изменения предпочтении всё же происходят. Скажем, на Земле человек не любил творога или киселя, а тут вдруг ест - за уши не оттащишь. А любимую свою курицу и видеть не желает.

Да. но что же теперь едят на орбите? Да практически то же самое, что и на Земле: бородинский хлеб, медовые коврижки, ветчину, азу, свинину в кисло-сладком соусе, перепелов, судака по-польски, российский сыр, осетрину, зелёные щи и борщ, творог, котлетку с картофельным пюре, клубнику, печенье, шоколад (тугоплавкий под названием "Особый"), кофе-чай (с сахаром и без)... Тубы, ставшие символом космического питания, сейчас используются мало (вобла в тюбике осталась только в рекламе пива) - пища в основном расфасована по банкам (её разогревают, помещая в специальные ячейки электроподогревателя на рабочем столе) или пакетам из полимерных материалов. К слову, пакеты с патрубками и трубочками для вторых блюд тоже необязательны - есть, оказывается, вполне можно и из обычного пакета, ложкой или вилкой, главное, чтобы черенок был подлиннее.

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 яблоки, лук, помидоры, чеснок.

Самым любимым продуктом всех космонавтов - и наших, и американских - был и остаётся творог с орехами. Его с удовольствием кушают все. Высоко оценили на МКС и экспериментальную партию питания "Дастархан", которую разработали казахстанские учёные (расфасовано на бирюлёвском заводе космического питания). Продует "Арман" , приготовлен на основе плодоовощного сырья, эликсир "Восточный" содержит концентрированный сок облепихи и калины, мед и антиоксиданты, способные выводить из организма шлаки. Особый всплеск эмоций на орбите спровоцировало появление сырокопчёной 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.

А вот спиртного в космос не завозят. Раньше, ещё на "Союзы", поставляли спиртовую настойку элеутерококка и даже тубы с коньяком для торжественных случаев. Однако в 80-х было решено, что даже в малых дозах алкоголь может негативно повлиять на работоспособность космонавтов, и из рациона его исключили. Правда, рассказывают, что наши умудряются протаскивать на орбиту контрабандой и пиво, и вино.

И на способность нормально работать это никак не влияет.

1.2 Питание космонавтов при кратковременных и длительных полётах

Проблема обеспечения экипажей космических кораблей пищей и водой при подготовке к первым полетам человека в космос была отнесена к числу основных.

Коллектив научных сотрудников ИАиКМ Г.А. Арутюнова решал эту проблему, используя имевшийся опыт по обеспечению питания летного состава в длительных полетах и при моделировании космического полета в наземных условиях. В ходе выполнения работ по обеспечению космонавтов пищей и водой в кратковременных полетах на кораблях «Восток» и «Восход» были созданы системы питания, отвечающие ряду специфических требований.

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;

-объем 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.

Система питания на кораблях для непродолжительных полетов включала следующие элементы:

-набор продуктов на полет или набор суточных рационов питания;

-контейнер для их хранения;

-приспособления, облегчающие прием пищи;

-контейнер для сбора и хранения пищевых остатков и освободившейся от продуктов упаковки.

Исследования по разработке рационов питания на первых этапах проводились в условиях, моделирующих режим труда и отдыха космонавтов в кабине летательного аппарата. Это позволило ориентировочно установить пищевую ценность рационов питания для каждого вида полетов в отношении как необходимого энергосодержания, так и химического состава. Одновременно оценивались различные виды пищевых продуктов, средства упаковки, хранения и приема пиши в полете.

Требования к пищевой ценности суточных рационов питания космонавтов обосновывались с учетом отечественных физиологических норм питания и уточнялись в процессе экспериментов, проводимых в помещении малого объема, в баро- и сурдокамерах с участием испытателей-добровольцев и будущих космонавтов.

В результате подобных исследований был сделан вывод, что энергосодержание суточных рационов космонавтов при первых полетах кораблей «Восток» должно быть на уровне 2800 ккал/сут. Режим приема пищи был установлен 4 раза в сутки, с промежутками между приемами в 4-5 ч. Суточный рацион содержал около 100 г белка, 118 г жиров и 308 г углеводов. Для профилактики дефицита витаминов в условиях использования консервированных продуктов и предполагаемого повышенного расхода витаминов при воздействии стресс-факторов полета в рацион были включены поливитаминные таблетки. Драже включало витамины (в мг) С - 100, Р - 50, В1 - 2, В2 - 2, В6 - 2, РР - 15, пантотеновую кислоту - 10, Е - 5.

Вследствие специфических условий хранения и использования пищи в кабине космического корабля, не имеющего специального холодильного и кухонного оборудования, предъявлялись определенные требования к продуктам питания и их упаковке, а также к условиям приема пищи.

Пищевые продукты должны сохранять доброкачественность при хранении в кабине корабля, имеющей температуру воздушной среды 20-25°С, что резко ограничивает их ассортимент. Скоропортящиеся, свежеприготовленные продукты и готовые блюда для этих условий являются малопригодными. Пища должна приниматься непосредственно из упаковки без дополнительной кулинарной обработки. Во время приема пища не должна быть источником загрязнения воздушной среды мелкими частицами, которые могли бы попадать с вдыхаемым воздухом в дыхательные пути.

С учетом этих требований в набор продуктов рациона питания для полетов на кораблях «Восток-1» и «Восток-2» были включены только пюреобразные и жидкие продукты, упакованные в алюминиевые тубы и подвергнутые тепловой стерилизации в автоклавах. В каждой тубе содержалось около 160 г продукта. Пища из таких туб принималась космонавтами непосредственно без подогрева. Набор продуктов включал пюреобразные консервы (мясо с овощами, мясо с черносливом, мясо с крупами), паштеты (мясной, печеночный), соки (смородиновый, сливовый, яблочный), сыр шоколадный, кофе с молоком.

В полетах Ю.А. Гагарина на корабле «Восток-1» и Г.С. Титова на корабле «Восток-2» была получена информация о возможности приема человеком пищи в орбитальном полете. Никаких трудностей в приеме испытывавшихся продуктов космонавты не отмечали. Не было отмечено также изменений во вкусовой чувствительности. Результаты оценки продуктов космонавтами в первых кратковременных полетах определили для научного коллектива ИАиКМ дальнейшую перспективу использования разнообразных форм продуктов в условиях последующих космических полетов.

Однако в достаточной мере оценить адекватность рационов питания потребностям организма космонавтов в этих полетах не представилось возможным ввиду относительной кратковременности полетов, а также трудностей методического характера.

Питание космонавтов на кораблях «Восток-3», «Восток-4», «Восток-5», «Восток-6», «Восход-1», «Восход-2» совершенствовалось и улучшалось путем расширения ассортимента продуктов суточного меню за счет включения в рацион разнообразных пищевых продуктов обычной плотной консистенции. Помимо жидких и пюреобразных продуктов в алюминиевых тубах в рацион включались мясные блюда - котлеты, мясо жареное, язык говяжий и др., а также сандвичи с паюсной и кетовой икрой, кусочки спинки воблы, кондитерские и хлебные изделия, свежие фрукты.

Суточный рацион питания был разделен на четыре приема: завтрак первый, завтрак второй, обед и ужин. По программе полета промежутки между приемами пищи не должны были превышать 4-5 ч.

Неоднократные наземные испытания такого рациона в условиях с моделированием жизнедеятельности космонавтов в кабине корабля показали, что разработанный набор продуктов по своим вкусовым качествам, разнообразию блюд, ощущению сытости, удобству приема пищи вполне приемлем для непродолжительных полетов.

В целом космонавты космических кораблей «Восток», «Восход» положительно оценили систему питания и высказали пожелания об изменении ее отдельных элементов, дополнительном включении определенных продуктов и усовершенствовании их упаковки

В то же время становилось очевидным, что применявшаяся система имеет ряд недостатков, прежде всего в отношении ограниченных сроков хранения (5-6 дней в охлажденном виде) на Земле; при транспортировке и в полете без холодильников. Для длительных полетов требовался совершенно другой рацион.

В 1965-1972 гг. коллективом отдела питания ИАиКМ проводились работы по физиолого-гигиеническому обоснованию систем питания космонавтов для полета продолжительностью 2 месяца и более применительно к планировавшимся полетам на космических кораблях типа «Союз», «Салют». После передачи работ по проекту «Союз» в ИМБП все усилия коллектива были сосредоточены на программе «Салют».

В ходе этих работ учитывалось влияние на пищеварительную систему невесомости, гипокинезии, измененного газового состава воздуха, сдвигов в режиме труда и отдыха, длительных нервно-эмоциональных перегрузок и утомления, длительной автономности питания.

На основании опыта питания космонавтов на кораблях «Восток» и «Восход» в суточные рационы питания были включены продукты, оправдавшие себя в полетах: пюреобразные супы в тубах, крем из творога, напитки. Существенным моментом в улучшении питания космонавтов явилось включение в систему питания специального подогревателя: для туб, консервных банок и хлеба. Мясные продукты приготавливались в виде традиционных консервов в 100-граммовых банках, принятых в авиации. Был увеличен ассортимент хлебных и кондитерских изделий, которые выпекались в форме небольших булочек или брикетиков «на один укус» и упаковывались в пакет из полиэтиленовой пленки.

Ежедневно два раза в день космонавты должны были принимать поливитаминные драже, содержащие витамины А - 3300 ИЕ, В1 - 2,58 мг, В2 - 2 мг, В6 - 3 мг, В12 - 12 мкг, С - 75 мг, Е - 10 мг, никотинамид - 10 мг, фолиевую кислоту - 0,5 мг, пантотенат кальция - 3 мг, рутин - 10 мг. Этот комплекс широко известен как «Аэровит».

Рацион был составлен по трехдневному меню с четырехразовым приемом пищи в сутки. Калорийность рациона была около 2803 ккал и в нем содержалось белков - 139 г, жиров - 88 г, углеводов - 345 г. Рацион был сбалансирован по аминокислотам и содержанию минеральных веществ в соответствии с общефизиологическими нормами.

Вопрос о возможности и целесообразности использования для питания в космосе рационов с пищевой ценностью, соответствующей по большинству факторов (содержание нутриентов и их сбалансированность, энергетическая ценность, режим питания и т. д.) наземным физиологическим нормам питания, действующим в это время в нашей стране, был постоянно в центре внимания исследователей питания. Успешный опыт использования отечественных норм при разработке «реактивного пайка» в 1958 г. и в последующем подтверждал научную обоснованность такого подхода. В условиях космоса в обитаемой кабине в конце концов создается один из земных вариантов среды (за исключением невесомости). Поэтому и потребности организма в нутриентах и энергии подобны в целом земным в аналогичных гигиенических условиях. Дополнительно потребности организма должны быть уточнены в модельных экспериментах на Земле и в первых полетах в космосе, при этом идет уточнение потребности, в первую очередь, в таких нутриентах, как витамины, незаменимые аминокислоты, клетчатка, макроэлементы Са, К, Mg и др. Подобный подход оправдал себя, и у нас, и в США. Такой рацион предполагалось использовать в полетах до 1 месяца, при этом космонавтам гарантировалось достаточно рациональное питание, сбалансированное по питательной ценности в соответствии с физиологическими рекомендациями Института питания АМН СССР, разработанными в 1960-1968 гг.

Была создана достаточно большая кооперация, включающая более 20 научных и производственных организаций пищевой, мясомолочной, химической и других промышленностей для разработки большого ассортимента продуктов и надежной их упаковки в целях длительного хранения без холодильника и использования в условиях невесомости.

В связи с задачами обеспечения более длительных полетов в 1971 г. была завершена работа по физиолого-гигиеническому обоснованию рациона питания космонавтов в длительном полете (3 месяца и более) на основе сублимированных продуктов. Сублимация продуктов позволяет получить продукты высокого качества при сохранении натурального цвета, вкуса и запаха. Готовые продукты (супы, вторые блюда с гарниром и мясом, напитки, молоко), приготовленные методом сублимации, пригодны для длительного хранения (9-12 мес.), готовы к употреблению непосредственно из упаковки после их восстановления водой. При этом предусматривалось использование холодной и горячей воды, регенерированной с помощью специальной установки из атмосферной влаги. Такие рационы были успешно использованы в макете корабля «Салют» до 90 суток.

В 1974 г. в рамках исследований по разработке методов и средств медицинского обеспечения длительных космических полетов человека на космическом комплексе была завершена разработка физиолого-гигиенических и эксплуатационных требований к системе питания и водоснабжения в целом. Были разработаны: биотехнология системы питания экипажа космического корабля при продолжительности полета 30 суток, включая организацию и технологию питания с применением продуктов, консервированных тепловым способом и сублимированном, от приготовления пищи до складирования пищевых отходов; биотехнология пищевого и питьевого водообеспечения на основе использования консервированной воды; бортовая инструкция по питанию и водообеспечению космонавтов в полете, а также методика оценки системы питания и водообеспечения космонавтов в полете.

Все эти работы позволили подготовить обеспечение экипажа «Салют-3» и «Салют-5» пищей и водой в достаточных количествах для сохранения здоровья и работоспособности в полете. Впервые в полете было проведено восстановление сублимированных продуктов с помощью специальной установки для регенерации воды из атмосферной влаги, что позволило сделать вывод о перспективности использования этой системы питания и водообеспечения. Рационы и продукты такого типа успешно использовались в полетах на ОК «Салют» и «Мир» с продолжительностью до 1 года.

Группа сотрудников отдела питания совместно с представителями Всесоюзного НИИ консервной промышленности оценивают варианты укладки новых рационов питания для экипажа орбитальной станции «Салют 3»

В 1970-1975 гг. были проведены исследования по разработке водно-пищевого рациона и режима питания летчиков-космонавтов в загерметизированных скафандрах. Работы проводились в рамках исследований по подготовке полета к Луне и высадке космонавта на ее поверхность. Рацион был разработан на основе плодово-ягодных соков с добавкой углеводов, минеральных веществ и белкового гидролизата и обеспечивал человека питанием и водой в загерметизированном скафандре на протяжении 5 суток. Были отработаны МТТ к инженерной части системы питания. Эти исследования позволили определить сроки питания жидкими смесями без применения в скафандре калоприемника.

В 1983 - 1984 гг. было проведено исследование по соответствию бортового питания потребностям организма космонавтов в кратковременных и длительных полетах применительно к задачам профессиональной деятельности экипажей многоразовых космических кораблей (МКК). Основная разработка этих рационов была поручена ИМБП МЗ СССР. На основании результатов физиолого-гигиенической оценки рационов питания для экипажей МКК, обобщения опыта обеспечения питанием экипажей в проводившихся ранее космических полетах, а также учета особенностей жизнедеятельности этих экипажей были разработаны рекомендации по дальнейшему совершенствованию ТТТ к бортовым рационам питания. Проведены поисковые исследования по изменению рациона питания в целях ускорения адаптации организма космонавтов к условиям невесомости.

С целью дальнейшего совершенствования сбалансированности важнейших нутриентов в рационе космонавтов в 1970-1975 гг. проводилась большая исследовательская работа по изучению динамики в полете содержания свободных аминокислот в плазме крови у космонавтов до и после полета. Эти уникальные исследования позволили подтвердить достаточное в целом обеспечение организма аминокислотами, за исключением серосодержащих, что требует совершенствования рациона в этом направлении.

В начале 1980-х годов космический ассортимент включал более 200 наименований. Но во время перестройки отрасль, занимающаяся производством этих продуктов, постепенно стала приходить в упадок. Причина была банальной - сокращение финансирования. Соответственно сократился и ассортимент. Поскольку производство космической еды - вещь затратная, переоборудовать цеха для нужд широкого профиля не получилось. Вся созданная в СССР система космической кухни практически остановилась.

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. По соглашению Гора - Черномырдина от 1994 года о совместных российско-американских программах "Мир" - "Шаттл", предполагалось сотрудничество и в области космического питания.

Американцам было все же легче, чем русским - дело в том, что в США для космической еды используются продукты массового потребления. NASA всего лишь проводит проверку и дополнительную обработку. А Россия по давно утверждённому 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 солёное - 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.

1.3 Как питаются космонавты

Что же едят космонавты? Это один из популярнейших вопросов. Наверное, любого интересует, как же вообще космонавты питаются, кормятся во время полета? В общем, точно так же как и на Земле. Ложка, вилка, еда. Берем пищу в рот, жуем, проглатываем... Особенности - в упаковке и в том, как все это организованно. Понятно, что эпоха тюбиков давно уже прошла, и сейчас уже в тюбиках поставляется только горчица. А так все продукты поставляются в нескольких формах. Первая - это консервные банки. Консервы, они и в космосе консервы. Практически ничем не отличаются, такие же, как и на Земле. Второе - это сублимированные продукты. То есть продукты, которые требуют, чтобы их перед едой разбавили водой. Это требует времени: 10, 15, а может, и 20 минут для того, чтобы они приняли первоначальную консистенцию. Это могут быть как и первые блюда, так и вторые, а также соки, фрукты, в общем, практически все. Большая часть продуктов сейчас поставляется именно в таком виде, в виде сублиматов. Понятно, что в этом есть и плюсы, и минусы, но об этом позже. Следующая форма, в чем могут поставляться продукты - это обычная заводская упаковка. Те же конфеты. Что на Земле конфеты «Мишка косолапый», что здесь «Мишка косолапый». В первозданном, так сказать, виде. Теперь расскажу об общем принципе организации питания. Понятно, что каждый человек имеет свои вкусы. Ему что-то нравится, что-то он предпочитает из еды, что-то, наоборот, не любит есть, что-то он любит пить, что-то он не любит пить. Двух одинаковых людей (соответственно двух одинаковых космонавтов) не бывает. Поэтому в процессе эволюции космического питания было несколько этапов.

Был этап, когда индивидуально для каждого готовили меню, рацион питания, но это оказалось не очень эффективно, и перешли на другую систему - систему стандартов рациона питания. То есть, брали продукты, нравящиеся большинству (с точностью 70-80%) , где каждый найдет что-то вкусное для себя в этом 16-ти суточном рационе питания. Значит, на одного человека на 16 суток - стандартный набор продуктов. Тем 20%, которым что-то не понравилось, как раз компенсируют "пробел" дополнительными наборами питания, которые формируются из предпочтений космонавтов перед полетом. Таких дополнительных рационов питания - по одному контейнеру в месяц. То есть, перед полетом каждый из космонавтов заполнил соответствующую анкету и выбрал то, чего хотел бы он получить из "нестандартной" еды. Предположим, если ему больше нравится торт с орехами, и он знает, что он там не будет есть плавленый сыр или какой-нибудь другой продукт, то он берёт себе в этот дополнительный рацион тех продуктов, которые он хочет, и соответственно те, которые он не съел, попадают на общий стол, а если оказывается, что никто из его коллег это не любит, то это выбрасывается. Выбрасывается достаточно много. В принципе, те самые 20-25% еды отправляются в пропасть. Дальше есть еще дополнительные питания, они называются промышленными. Они стали появляться не так давно. Это продукты из магазина. Прямо вот из магазина как куплено, так и поставлено. Единственное условие - они должны храниться длительное время без холодильника в условиях окружающей среды. Сюда попали и приправы, и конфеты, и орешки, и напитки, и йогурты, и молочные продукты, и сушеное мясо, и рыба - все, кому что нравится. Это очень разнообразит стол и помогает сохранить аппетит - это не только пополнение энергии в организме, его заправка, но и некое психологическое явление, которое помогает скрасить быт на станции. Во время экспедиции космонавты относятся к еде, как к культу. То есть, все собираются вместе, питаются и одновременно общаются. Стараемся есть неторопливо, чтобы как-то разнообразить свою жизнь. Кроме того, существует своя система питания в американском сегменте. Она чем-то похожа на нашу. Там нет консервов, а есть пластиковые пакеты. Ассортимент отличается от нашего. Немного, но отличается. Он так же построен по принципу стандартного питания, но немножко по-другому скомпонованному и немножко по-другому используемому. У них есть система буфетная, у нас - система питания по меню. Хотя формально русские тоже питаемся по буфетной системе. Они открывают контейнер, и у нас написано на завтрак съесть то-то-то, на обед употребить то-то-то, на ужин "уничтожить" первое-второе-третье. Но никто никогда этому меню не следует. Потому что питаться в таком варианте, как там написано - это невозможно. Что происходит на самом деле? Написано каждому открыть контейнер на 16 суток. Открывается один комплект контейнеров на троих где-то на 5-6 суток, и все вместе едят из одного и того же. В принципе вбирают кто что любит, кто что не любит. Через 5 дней открывается следующий контейнер. Еще через 5 - следующий. Так все и идет. То есть мы едим по буфетной системе. Чего душа захотела, то открыл из того, что там осталось, то и съел в том объеме, сколько захотел. То есть, в принципе, цель достигается - съедается все в установленное время, потребление еды в экипаже соответствует расчетному. Возвращаюсь к тому, что, хотя мы разделены по сегментам (то есть русские должны есть только русскую еду, а американцы - американскую), конечно, такого допустить мы не можем. Идет взаимный обмен едой. Это происходит во время совместных приемов пищи. Например, в один день мы все вшестером едим на российском сегменте русскую еду, в другой день ужинаем на американском и, естественно, все дружно едим американскую еду, употребляем воду, напитки и так далее. То, что у нас остается, то, что мы не любим или даже любим - этим мы с удовольствием друг с другом делимся. Особенно творог с орехами всем нравится безумно. Мы с большим удовольствием угощаем продуктами наших коллег, они делают то же самое. Тем самым выполняется самое главное требование к космической пище - это разнообразие. Какой бы вкусной еда не была, если ей вас будут кормить несколько месяцев, вы будите отчетливо ненавидеть эту еду. Многие спрашивают: «А меняются ли у вас вкус в космосе?». Нет, не меняются вкусы. Просто меняются предпочтения. Кстати во время дегустации на земле, у вас спрашивают: «Что вы больше всего любите?» Предлагают большой ассортимент. Я говорю, что вот люблю очень тушеное мясо с гарниром. И мне больше всего дают этого тушеного мяса. Я ем его месяц, два, три. И через пару месяцев я уже есть это не могу. Пропади оно все в пропасть. Выкидываем или пускай кто-нибудь другой ест. Вкусы изменились? Нет, изменились предпочтения. Главное условие, повторяю, - это разнообразие. Чем больше разнообразной еды, тем лучше. Поэтому ничего не меняется. Все то же самое, как и на Земле. Еда должна быть вкусной, полезной и разнообразной.



1.4 Использование космических технологий в наше время

На сегодняшний день можно отметить, что далёкие космические цели начинают оправдывать огромные средства, вложенные в них, возвращаясь на Землю уникальными технологиями массового производства. Вот лишь несколько примеров.

Применение гомогенизации

В пищевой промышленности -- при производстве значительного количества пищевых продуктов. Примеры: создание устойчивого молока «длительного хранения»; в производстве сливочного масла и маргарина -- для равномерного распределения водной фазы («крестьянское масло») и других компонентов в жировой среде; в производстве майонезов и дрессингов на жировой основе ? для равномерного распределения жировой фазы в водной среде; в производстве пюре и паштетов, особенно в детском питании; в производстве соков.

У космонавтов же в тубах на сегодняшний день можно увидеть лишь различные соусы, приправы, мёд.

Технологии вакуумной сушки термолабильных материалов получают все более широкое практическое применение в отраслях пищевой промышленности, фарминдустрии, прикладной биотехнологии.

В ряде случаев, например, при производстве сухих легкорастворимых антибиотиков, бактерийных и вирусных препаратов, заквасок и ферментов, кисломолочных продуктов, БАДов и т.п., сублимационная сушка пока не имеет альтернативы.

Способом сублимационной сушки отлично консервируются фрукты, овощи, молочные изделия, мясо, рыба, супы и каши, грибы, приправы. Сублимированные продукты имеют широчайшие возможности для использования, как в качестве готовых продуктов быстрого приготовления, так и в качестве полуфабрикатов для дальнейшей промышленной переработки (кондитерская, пищеконцетратная, мясомолочная, парфюмерная и другие отрасли).

Крупные заводы по производству сублимированных продуктов имеются в США, Бразилии, Германии, Франции, Италии, Китае, при этом ассортимент готовой продукции насчитывает десятки наименований. В последнее десятилетие также производства созданы в нашей стране.

Технология сублимационной сушки имеет ряд преимуществ:

Максимальная степень сохранности (до 90 %) основных витаминов, белковых комплексов, вкуса, цвета, запаха, формы и размеров;

Малый удельный вес (порядка 1/5 - 1/10 веса свежих продуктов) и, как следствие, сокращение удельных транспортных расходов;

Возможность хранения в нерегулируемых температурных условиях;

Длительные сроки хранения в соответствующей упаковке (растительные продукты - до 3лет, молочные и мясные продукты - до 2 лет);

Неподверженность радиационным облучениям, что обусловлено очень малым содержанием воды;

Новые положительные технологические свойства (возможность восстановления молоком, приготовления комбинированных напитков с добавлением маточного молочка, женьшеня и др. биологически активных веществ);

Организация полноценного питания групп населения, работающего в труднодоступных условиях (геологи, альпинисты, армейские спецконтингенты, флот, космонавты);

Создание полноценных продуктов детского питания, продуктов для питания больных на основе высококачественных фруктовых порошков и др. продуктов вакуумной (холодной) сушки;

Высококачественное консервирование биологически активных веществ (ферментов, заквасок) и готовых лекарственных форм;

Создание запасов продуктов для регионов, подверженных радиационному заражению.

Звёздные войны с дисбактериозом

Как известно, о космонавтах заботятся ученые - Институт медико-биологических проблем (ИМБП), занимающийся обеспечением космических полетов. В частности, микробиологи бились над решением задачи: как победить дисбактериоз - недостаток полезных бактерий в микрофлоре кишечника, возникающий вследствие экстремальных условий (стресса, перегрузок и биоизоляции), в которых оказываются люди на борту космического корабля. Эта бактериальная неустойчивость незамедлительно отражается на иммунной системе. Ученые ИМБП разработали биокультуру, нормализующую микрофлору кишечника. Изначально она изготавливалась в виде таблеток. Позже началось производство этой биокультуры в виде специальных космических йогуртов.

Когда эти разработки доказали свою эффективность в условиях космических полетов, микробиологи пришли к мысли о создании аналогичного продукта, доступного широким слоям населения. Была разработана технология, позволяющая организовать массовое производство «космического» йогурта на любом предприятии молочной промышленности. 1 литр такого йогурта по количеству живых бифидобактерий способен заменить 100 литров обычного биокефира или биойогурта.

Каша уходит в небо

Параллельно с проникновением космических технологий в жизнь землян обычные, «приземленные» продукты улетают в космос. Например, недавно в рацион питания космонавтов были включены овсяные каши моментального приготовления «Быстров» - с персиком и яблоком (именно эти два вкуса более других пришлись космонавтам по душе). Разумеется, в число «членов экипажа» «Быстров» попал не сразу. Подготовка к полету заняла почти полгода - технологии производства овсянки были усовершенствованы, от многих поставщиков ингредиентов пришлось отказаться и найти новых, гарантирующих высокое качество этой продукции. В конце концов, качество обновленной каши было оценено специалистами как соответствующее международным стандартам «звездной» еды, и их немедленно отправили на околоземную орбиту. Теперь все быстровские каши, не только для космонавтов, отвечают космическим стандартам.

Производство детского питания

При подготовке систем жизнеобеспечения для полета на Марс ученые, финансируемые NASA, обнаружили природный источник омега-3 жирной кислоты, которая играет ключевую роль в развитии ребенка и которую раньше можно было найти только в грудном молоке. С этого момента данный ингредиент входит в состав более 90% детских смесей, доступных на рынке, и способствует правильному развитию мозга, сердца и глаз у детей по всему миру.

Производство диетического питания

Их называют энергетическими или диетическими батончиками. Пищей космонавтов. Началась эта история именно в космической индустрии ещё в 60-х годах прошлого столетия. Почему космонавтам не дать просто шоколад? Потому что в нём гигантское количество калорий из сахара и жира.

Энергетические батончики или "бары",- это источники энергии из сложных углеводов. В них так же есть клетчатка - грубые растительные волокна, которые замедляют усвоение углеводов и надолго сохраняют сытость. По-другому это называется "низкий гликемический индекс", который помогает углеводам всасываться медленно и поддерживать нашу энергию длительное время. Шоколад же всасывается моментально, и мы снова вялы и голодны. 100 граммов шоколада содержит не более 6 г белка. В то время как маленький энергетический батончик содержит 10-15 г этого ценного строительного материала. Энергия в них - это не сахар и жир, а спрессованное цельное зерно, фрукты (в них фруктоза) и т.д., могут быть добавлены омега-3, спирулина и пр., что, как известно, невозможно добавить в шоколад. Здесь уже не поправишься, зато можно похудеть, заменив один или два приёма пищи одним батончиком.

Производство продуктов питания

Примером является ЗАО «Галактика Инк», которая использует технологию сублимированной пищи и производит для гражданского населения готовые блюда продукции «ГАЛА-ГАЛА».

Научно-производственное предприятие ООО "БИОРИТМ" (www.beta-bioritm.ru), организованное в 1992 году, занимается медико-биологическими и технологическими разработками по производству продуктов питания сублимационной сушки, а именно производством лечебно-профилактического и индивидуального питания. Сегодня компания предлагает более 50 видов сублимированной продукции - натуральных соков из ягод, фруктов, овощей и трав, мясо, масло, творог лиофильной сушки и т.д. Продукция выпускается в порошковой или таблетированной форме, а также в виде чипсов, цельных ягод и т.д. С точки зрения биохимии питания, эти продукты содержат полный спектр, необходимых человеку питательных компонентов, которые способны существенно обогатить, разнообразить и сбалансировать пищевой рацион, дополнить его недостающими витаминами, ферментами, микроэлементами и другими биологически активными веществами, повысить адаптационный потенциал и защитные силы организма.

1.5 Исследование и разработка питания космонавтов в будущем

В наши дни космическое питание доставляется на МКС с Земли, и все космические экспедиции снабжаются пищей еще с космодрома. Но недалек тот день, когда пища космонавтов будет производиться прямо в космосе. Уже сегодня ведутся активные исследования по выращиванию и производству еды в космосе. Впереди нас ждет многолетняя экспедиция на Марс, возможно, даже его колонизация, поэтому вопрос выращивания еды в космосе как нельзя актуален.

На данный момент NASA провело два успешных эксперимента по выращиванию еды на МКС. Для этого на МКС была создана специальная система выращивания растений, получившая название Veggie. Оба раза выращивались листья салата, и оба раза эксперимент завершился успехом. Первый урожай был послан на Землю, для детального исследования. Второй урожай, в августе 2015-ого, был съеден на МКС под объективами камер в прямом эфире.

Эксперименты показали, что салат, выращенный в космосе, по своим питательным свойствам ничем не отличается от земного. Скорость его роста и прочие показатели - также соответствует земным. Но данный эксперимент показал, что выращивание еды в космосе при нынешнем уровне технологий - это нерациональное занятие.

Чтобы вырастить еду в космосе требуется большое количество энергии, а также места. В результате, сегодня проще и выгоднее доставить еду с Земли. Но первые шаги были сделаны, и получены важные данные. Например, что для выращивания растений зеленого цвета необходимы специальные лампы. И хотя растения в искусственных условиях могут вырасти без солнечного света, но для привычного цвета растений, необходимо добавлять специальное освещение. А главное, был получен ответ на самый волнующий вопрос - да, в космосе действительно можно выращивать пищу.

Космонавты действительно съели второй космический урожай, но о полноценном обеспечении себя питанием речи не шло. Листья салата были выращены при колоссальных затратах энергии, и росли они 33 дня. Сюда стоит добавить, что на МКС ограниченное количество пространства, поэтому решить вопрос пропитания увеличением «посевных» площадей, просто невозможно. Но эксперимент показал, что в условиях невесомости растения могут расти не только в горизонтальной «земле». В космосе растениям все равно в какой проекции находится «почва». Кроме этого, опыт наглядно иллюстрирует, что для выращивания еды в космосе нужно столько же воды, как и на Земле, и что H2O невозможно заменить каким - либо веществом.

На МКС выращивают не только еду, но и цветы. В конце 2015-ого года на МКС впервые раскрылся бутон астры. Это стало еще одним доказательством, что выращивание растений в космосе - реальность.

Ученые со всего мира работают над тем, чтобы выращивать в космосе столько пищи, чтобы ее хватало для 100% пропитания космонавтов. Сегодня нельзя говорить даже об 1%, но через какое-то время нас ждут долгие экспедиции и колонизации планет. Будущее - за выращиванием еды в космосе.

Ближайший длительный перелет запланирован в 2030-ом году экспедицией NASA на марс. Перелет будет проходить от 150 до 300 дней, и в этом полете людям наверняка понадобится источник пищи, производимой на борту. Вместимость космического аппарата ограничена, и его способности перевезти груз - тоже. Семена, или молодые растения, занимают меньше места и обладают меньшим весом. Ученым предстоит найти оптимальное решение для обеспечения условий произрастания сельскохозяйственных культур. Вопрос не только в «почве», но и в поливе растений. Ученым еще не удалось научиться заменять воду. Даже в эксперименте NASA, для проращивания салата, использовалось столько же воды, сколько и на Земле. А вода в космосе это не менее ценный ресурс. Конвертация воды в еду, в условиях ограниченного пространства - пока что происходит по невыгодному курсу. Но этот вопрос будет решен.

...