航天員的飲食保障
飛船在軌飛行時(shí),處于微重力的特殊環(huán)境中,也就是處于失重狀態(tài)。失重狀態(tài)下,飛船內(nèi)的人和物體如果沒有約束,就會(huì)在艙內(nèi)漂浮起來。例如,由于處于失重狀態(tài),水和空氣之間就不可能存在一個(gè)穩(wěn)定的分離面,水不可能像在地面正常重力條件下那樣安分地駐留在普通的水杯之中,航天員更不能用通常喝水的方式舉杯暢飲。因?yàn)檫@時(shí)稍有擾動(dòng),水就會(huì)從杯中漂逸出來,形成水球漂浮在艙內(nèi),或分裂成許多小水球,彌散在空氣中。這不僅會(huì)影響航天員的呼吸,還會(huì)對(duì)艙內(nèi)的儀器、設(shè)備造成危害,帶來人和設(shè)備的安全性問題。食品管理不當(dāng)也會(huì)四處漂浮。食品不能采用地面的方法進(jìn)行烹飪。用餐時(shí)不能將食品盛放在地面使用的盆碗碟盤之中,也不能完全用地面習(xí)慣的方式進(jìn)食。否則,不僅會(huì)發(fā)生令人可笑甚至令人尷尬的事情,更會(huì)造成安全隱患。
為了保障失重條件下航天員的飲水和進(jìn)食,環(huán)控生保分系統(tǒng)中設(shè)置了水管理和食品管理兩個(gè)子系統(tǒng),配備了航天員專用的飲水裝置和供食保障裝置。
考慮到失重因素的影響,航天員飲用水的貯存和供給主要解決水、氣的隔離和供水的安全可靠性問題。增壓式水箱是一種常用的方案。水箱中間用無毒的柔性隔膜分成兩個(gè)部分,一邊貯水,一邊為增壓氣室。采用手動(dòng)式增壓泵或具有一定壓力的穩(wěn)壓氣體對(duì)水箱的氣室部分增壓,推動(dòng)隔膜實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫供水,保證微重力條件下水的定向流動(dòng)。水箱出口端連著供水組件,供水組件可以按照預(yù)置的分檔實(shí)現(xiàn)每次飲水的定量供給,還可以根據(jù)需要進(jìn)行水的加熱。需要時(shí),航天員只要打開手控開關(guān),選定好飲水量,就可以通過飲水接嘴喝水了,使用起來既方便又安全。供水組件還具有水質(zhì)保鮮的功能,常用的是銀離子保鮮法。
供食保障裝置,包括食品的復(fù)水裝置、加熱裝置、食品殘?jiān)占饕约氨阌谑е貤l件下使用并可以固定的餐具等??臻g站上還為航天員提供餐桌、冷藏箱等設(shè)施,以提高航天員長(zhǎng)期在軌生活的質(zhì)量。
航天食品是專門研制的。航天食品,顧名思義,就是在航天活動(dòng)中的專用食品。由于特殊的使用對(duì)象和使用環(huán)境,決定了航天食品具有如下基本特點(diǎn):
1)具有維持航天員健康和高效工作能力所需的較高熱量和各種豐富的營(yíng)養(yǎng)素,且相對(duì)來說重量輕、體積小。
2)食品形態(tài)、保鮮能力、包裝等能經(jīng)受得住航天環(huán)境例行試驗(yàn)的考核,符合航天運(yùn)輸、儲(chǔ)存條件。
3)便于失重條件下的食用。衛(wèi)生、安全、口感好、可接受性好,消化后殘?jiān)可佟?/p>
4)用于長(zhǎng)期太空飛行的航天食品,應(yīng)具有一定藥療保健效能,有利于失重、空間輻射條件下航天員健康的維護(hù)。
早期的航天食品比較簡(jiǎn)單,品種也很單調(diào)。多數(shù)食品被做成高度濃縮、能吸食的流食或糊狀食品,封裝在一端帶有進(jìn)食吸管的塑料袋或類似于牙膏包裝袋的軟管中。航天員采用擠壓的方式進(jìn)食。由于糊狀食品僅考慮了營(yíng)養(yǎng)需求和食用簡(jiǎn)單,忽略了食品的“色、香、味、形”,得不到飲食帶來的心理和感觀享受,因此不太受歡迎。
隨著技術(shù)的發(fā)展以及長(zhǎng)期載人航天活動(dòng)對(duì)于食品要求的提高,航天食品加工工藝、品種、質(zhì)量都有了顯著的改善?,F(xiàn)有航天食品的品種十分豐富,按不同的使用要求可分為食譜食品、儲(chǔ)備食品、壓力應(yīng)急食品、艙外活動(dòng)食品、救生食品等;按照加工方式和儲(chǔ)藏方法不同,可分為復(fù)水食品、熱穩(wěn)定食品、輻照食品、中水分食品、自然型食品等十余個(gè)品種。加上特制的調(diào)味品和保健食品,各類食品的細(xì)分品種就更豐富了。
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