Питание космонавтов в длительных полетах

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.

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, зелёные 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 яблоки, лук, помидоры, чеснок.

Заключение

Разработка питания для космических полетов – важная научно-практическая задача. Сложные физические условия космоса, трудности доставки и хранения требуют специфической упаковки и повышают требования к стойкости продуктов при хранении. Условия труда космонавтов и физиологические изменения в организме человека требуют разработки сбалансированного и полноценного питания. В то же время, нельзя забывать и о эмоциональной составляющей питания космонавтов – ведь это одна из немногих возможностей для отдыха, равно как и напоминание о Земле – в связи с этим космическая пища должна обладать высокими вкусовыми качествами и максимально походить на свои земные аналоги. Разработка таких продуктов – сложная задача, требующая привлечения широкого круга специалистов, от кондитеров до физиологов и инженеров.

Список литературы

1. Андреев В.В., Трофимук Н.А. Высотное питание // Воен.-сан. дело. — 193 - № 1- - С. 74-79.

2. Холин С.С. Питание летного состава // Физиология высотного полета. — Биомедгиз, 193 — С. 125—129.

3. Попов И.Г. Питание и водоснабжение // Основы космической биологии и медицины: Совместное советско-американское издание. — М.: Наука, 197 — Т. - С. 35-70.

4. Шарп М.Р. Человек в космосе. М.: Мир, 1970

5. Карамаев С. Орбитальный голод и космическая еда. http://www.lenta.ru/articles/2004/12/10/space/ (25 октября 2009)

6. Пыхова Н. «Космические» продукты: не пережевать!. http://www.reakcia.ru/article/?507 (25 октября 2009)

7. combat-tour.ru. Космическое питание. http://www.combat-tour.ru/activetours/space_food.shtml (25 октября 2009)

8. Костикова Е. Космическое – значит отличное. http://article.unipack.ru/6198/ (25 октября 2009)

9. airbase.ru. Космическая пища. http://forums.airbase.ru/2002/10/t16658--kosmicheskaya-pischa.9520.html (25 октября 2009)

10. Макаров Ю. Упаковка, еда и космонавты. http://article.unipack.ru/18326/ (25 октября 2009)