VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Космическая еда: ожидания, реалии, фантазии
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I.Введение
Тема космоса одна из самых любимых в нашей семье. В прошлом году я написал исследовательскую работу «Космос для всех», где рассмотрел требования к системе отбора и подготовки космонавта. Применив полученные знания, придумал свою программу отбора для обычного человека и проверил ее на разных возрастных группах: младшей, средней и старшей. Я пришел к выводу, что участникам младшей группы реально стать в будущем настоящими космонавтами, участникам средней и старшей группы реально стать космическими туристами. Продолжая изучать особенности жизни космонавтов на станции по книгам, публикациям, мемуарам, моя уверенность в прошлых выводах пошатнулась. Отличной физической формы, специального образования, крепкого здоровья - недостаточно. Я в этом убедился, изучая быт космонавтов. Сомнения возникли, когда я детально приступил к изучению рациона питания космонавтов. Мое утверждение, что космос для всех переросло в вопрос.
Цель моей работы – изучить особенности питания космонавтов и проверить на себе и своих близких рацион, приближенный к космическому. Выяснить, легко ли отказаться от привычной еды ради мечты о космосе.
Объектом исследования является еда, используемая для питания космонавтов.
Предметом исследования является рацион питания космонавтом.
Задачи:
Используя литературу, изучить историю космической еды, требования, предъявляемые к её производству и упаковке.
Используя полученные знания, разработать рацион питания под потребности обычных людей, проанализировать результаты.
Питаться по прописанному рациону самому, предложить пройти данную систему питания своим родственникам и друзьям. Сделать выводы.
Актуальность темы очевидна, так как существуют долгосрочные программы освоения космоса, которые рассчитаны на будущее поколение землян и готовиться школьникам, мечтающим о космосе надо уже сейчас. Проблема здорового питания - мировая проблема и , наверное, актуальна будет всегда.
II. Что едят космонавты?
2.1. Из истории
Космонавт из НАСА Скотт Келли провел год в космосе на МКС. Вот что он рассказывает об обычных бытовых вещах: «Я открыл контейнер с едой, привязанный к стене, и выловил пакетик обезвоженного кофе со сливками и сахаром. Я подплыл к кипятильнику, расположенному в потолке лаборатории, который наливал кипяток, вставляя иглу в специальный наконечник в пакете. Когда он наполнился, я заменил иглу трубочкой для питья — в этом случае жидкость не сможет разлиться в модуле. Сначала было удивительно неприятно пить кофе через трубочку из пластикового пакетика, но теперь меня это уже не волнует. Я просмотрел варианты завтрака, разыскивая пакетик гранолы, которая мне нравилась. К несчастью, она нравилась и всем остальным. Пришлось выбрать обезвоженные яйца и восстановить их всё из того же кипятильника, и разогреть сосиски в коробке для разогревания пищи, выглядевшей, как металлический портфель. Я разрезал пакет, потом, поскольку мойки у нас не было, очистил ножницы, облизав их (у каждого из нас свои ножницы). Ложкой я достал яйца из мешочка и расположил их на лепёшке-тортилье — хорошо, что поверхностное натяжение удерживало их на месте — добавил сосиски, соус, завернул и съел это буррито...»[1]
Как только человечество стало запускать людей в космос, встал вопрос разработки питания, пригодного для употребления в состоянии невесомости. В СССР космическую еду выпускают с начала 60-х. Первые ее образцы хранятся в Музее космонавтики города Гагарина: тюбики с кофе, супом и даже мармеладом. В 1963 году перед Институтом медико-биологических проблем РАН встал вопрос разработки продуктов, способных всасываться и перевариваться , оставляя минимум шлаков, т.к. в условиях закрытого пространства корабля отходы жизнедеятельности некуда девать. Поначалу и правда считалось, что лучшим питанием для космонавтов будут являться питательные таблетки, но они так и не были созданы. Их заменила готовая к употреблению пища. По рекомендациям медиков консервные заводы изготовили космический обед из трёх блюд, каждое из которых было запечатано в тубу. Первым этот обед съел Герман Титов в августе 1961 года: стакан супа-пюре овощного, на второе - паштет печёночный; на третье - стакан черносмородинового сока. Но Титов остался голодным. Тогда в меню внесли изменения. В рационе появились говяжий заливной язык, пирожки с килькой, украинский борщ, антрекоты, пожарские котлеты и куриное филе. [4]
Сейчас космонавты живут в космосе по 6 месяцев и дольше, и еда, будучи важным фактором, влияющим на психологический климат внутри команды, требует особого подхода.
2.2 Требования к еде
На каждый день российского космонавта приходится 2800-3200 калорий. Ученые и врачи озаботились не только тем, что едят космонавты, но и как они это делают. После исследований перешли от 3-ехразового на 4-ехразовое питание. При этом суточный рацион должен содержать около 100 граммов белка, 118 граммов жиров и 308 граммов углеводов. Обязателен витаминный комплекс такого состава (в мг): С - 100, Р - 50, В1 - 2, В2 - 2, В6 - 2, РР - 15, пантотеновая кислота - 10, Е - 5 В публичном доступе нет точной стоимости космического питания для российских космонавтов. Однако по оценкам специалистов, 1 прием пиши космонавта в космосе, стоит около 20 тысяч российских рублей. Столь высокая цена связана не столько с высокой стоимостью самого питания, сколько со стоимостью доставки грузов в космос, например на МКС 1 килограмм веса обходится в 5-7 тысяч долларов США. И здесь появляется еще одно требование к космической еде – рациональный вес относительно питательности и полезности. Но на питании космонавтов невозможно бесконечно экономить, поэтому большая часть снижения веса была достигнута благодаря современным упаковкам. [3]
III. А ты сможешь питаться как космонавт?
3.1 Эксперимент с космической едой
Для того, чтобы прожить хотя бы 2 дня на рационе космонавтов и испытать себя и своих друзей космической диетой, я составил меню из блюд, которые входят в традиционный рацион российских космонавтов и состоят из продуктов, доступных земному человеку. Для проведения данного эксперимента, конечно, была необходима поддержка взрослых, которые согласились готовить предложенные мной блюда 2 дня.
«А ты сможешь питаться как космонавт?» - с этим вопросом я обращался к разным группам людей: к своим друзьям, к людям среднего возраста, к родственникам пожилого возраста. И 100% ответили согласием. Вот только причины у всех были разные.
В сборной группе, согласившейся участвовать в эксперименте, 20 человек: 8 человек моих друзей в возрасте 13-14 лет и я, 4 человека в возрасте 37-45 лет, 8 человек в возрасте 65 лет и старше.
50% моих друзей ответили, что это вызов себе - смогут ли они продержаться без еды быстрого приготовления, другие 50% (и я в их числе) продолжают мечтать о космосе. Группа из 4 человек людей среднего возраста, ответили следующим образом: 75% ответили, что готовы питаться как космонавты, чтобы похудеть, 25% ответили, что готовы есть здоровую пищу в связи с проблемами со здоровьем. Группа людей пожилого возраста, которая состояла из моих 4 дедушек и 4 бабушек, ответили: 2 человека готовы питаться космической едой, чтобы поддерживать физическую форму, 4 человек в связи с проблемами со здоровьем, 2 человека придерживаются принципов здорового питания. Уже до начала эксперимента я сделал вывод, что отказаться от любимый еды ради космоса может лишь молодое поколение, и то не все. Остальные пошли на эксперимент исключительно ради своей выгоды.
Меню, максимально приближенное к космическому.
ДЕНЬ 1
Завтрак: каша овсяная, кофе с сахаром, витамины;
Обед: борщ с мясом, икра кабачковая, свинина рубленая с яйцом, чай с сахаром, хлеб «Бородинский»;
Полдник: десерт из персиков, творог с черносмородиновым пюре;
Ужин: мясо цыплят с рисом, чай с сахаром.
ДЕНЬ 2
Завтрак: каша рисовая, кофе без сахара, витамины;
Обед:салат из свеклы, суп-пюре овощной, гуляш говяжий, хлеб ржаной «Московский», чай без сахара.
Полдник:творог с орехами, сыр «Шоколадный»;
Ужин: мясо с перловой кашей, чай со вкусом клубники.
Конечно, многие подумают, что так питаться можно бесконечно. Но одним из эффектов невесомости являются изменения чувства вкуса в космосе. Для некоторых космонавтов еда становится пресной, другие обнаруживают, что их любимые блюда уже не такие вкусные, а третьи начинают предпочитать еду, которую они обычно не ели. Что бы максимально приблизить еду к космической ее практически не солили и не перчили и перед подачей на стол протирали до кашице - образного состояния. Как показал эксперимент для многих испытуемых эти 2 дня дались с трудом.
После двухдневной космической диеты я предложил ее участникам выбрать одно утверждение из 4.
1. Мне подходит такое питание.
2. Могу так питаться, но недолго.
3. Нормальное питание, но требуются некоторые дополнения.
4. Эта еда не для меня.
Результаты на диаграмме
Проанализировав полученные результаты, я понял, что 12 человек из 20 не могут быть космонавтами. Меня, конечно, интересовали оставшиеся 40 процентов. Оказалось, что это я, 5 моих друзей и 2 бабушки. Значит, к сожалению, участники среднего возраста не смогут стать даже космическими туристами из - за своих вкусовых привычек. Вся надежда на участников эксперимента моего возраста. Я решил сравнить рацион космонавтов с рационом обычного школьника, чтобы понять, необходимы ли изменения в составе космической еды в недалеком будущем, лет через 5, когда мои мечты о покорении новых планет могут стать реальностью. Думаю, что со временем, экскурсии для школьников будут не только в соседние города, но и планеты.
3.2 Сравнительный анализ рационов питания
Я опросил своих друзей и составил примерное меню на день, включив в его состав блюда, которые хотели бы видеть все участники эксперимента на своем столе.
Рацион питания обычного школьника
Завтрак: горячий бутерброд с сыром и с колбасой, чай.(белки - 11,26г., жиры - 9,96г., углеводы - 35,75г., калорийность - 595Ккал)
Ланч: булочка и сок.(белки - 8,3г., жиры - 9,8г., углеводы - 65,3г., калорийность - 386Ккал)
Обед: гамбургер, чизбургер, кока-кола (если в школе, то пирожки, булочки, пицца) .(белки - 29г., жиры - 22г., углеводы - 70,4г., калорийность - 1100Ккал)
Полдник: сухарики, шоколадка "Сникерс".(белки - 21,27г., жиры - 35,93г., углеводы - 127г., калорийность - 910Ккал)
Ужин: пюрес котлетой,компот, хлеб. .(белки - 25,75г., жиры - 22,94г., углеводы - 87,7г., калорийность - 520Ккал)
Подсчитал количество белков, жиров, углеводов, калорийность.
Белки за день: 95,58г.
Жиры за день: 100,63г.
Углеводы за день: 386,15г.
Калорийность за день: 3511Ккал.
Сравнительная таблица основных показателей питания
|
Белки (г.) |
Жиры (г.) |
Углеводы (г.) |
Калорийность(ккал) |
|
|
космическое питание |
100 |
118 |
308 |
2800 |
|
питание школьника |
96 |
101 |
386 |
3511 |
Выводы: Чтобы нынешним школьникам стать космонавтами необходимо не только образование и отличная физическая форма, но и правильное питание, которого надо придерживаться с раннего возраста. Школьники потребляют очень большое количество углеводов , но недостаточно белков. Их пища очень калорийная. Подростку в день необходимо всего 2500Ккал. Теперь понятно, почему много детей с избыточным весом. Отказаться от привычной еды не очень легко и дети всегда будут хотеть и пиццу и сладенькое. Чтобы чувствовать себя комфортно за пределами нашей планеты надо, чтобы космическая еда была не только полезной, но и вкусной. Если нельзя в космосе есть любимые гамбургеры. то можно сделать здоровую еду с таким вкусом. Космонавтам и так приходится себе во многом отказывать. Это уже пожелания для пищевой промышленности. работающей на космос. Развитие науки позволяет на это надеяться.
IV.Космическое питание будущего
4.1 Выращивание еды в космосе
В наши дни космические корабли бороздят просторы космоса, и кажется, что это очень далеко от Калуги, от нашей планеты, но на самом деле, ракеты как будто привязаны тонкими нитями к Земле. А все потому что вопрос питания решается с Земли: объем перевозок ограничен, еда доставляется партиями, и доставка стоит достаточно дорого. Эта причина так же влияет и на время нахождения в космосе. Я представил себе, что бы было, если мы все-таки решимся на экспедицию на Марс, которая запланирована в 2030. Расстояние от Земли до Марса очень большое, доставка питания партиями просто невозможна, экспедиция многолетняя, значит необходимо как-то выращивать, хранить, готовить пищу на корабле самостоятельно.
Я прочитал в открытом источнике Интернет о том, что 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 соответствуют земным. Но данный эксперимент показал, что выращивание еды в космосе при нынешнем уровне технологий – это нерациональное занятие.
И действительно, я представил, что невозможно на космической станции разбить большой огород. Овощи надо удобрять, поливать, им требуется свет, за ними необходимо ухаживать, а это огромные расходы энергии.
4.2 Научные фантазии о еде
Мой старший брат, который недавно приехал из Китая, рассказывал, что в магазинах для военных можно купить необычный пластырь, в который встроен микрочип. Пластырь содержит основные питательные вещества. При помощи микрочипа он определяет потребность в еде, а потом выпускает соответствующее количество питательных веществ. Правда, такие пластыри недолговечны и пока полностью заменить еду не смогут.
Так как мне интересна тема еды космонавтов в будущем, я обратил внимание на утренние новости, перед уходом в школу. В новостях говорили о том, что NASA объявила о разработке специальной технологии 3D-печати еды. Это в основном может пригодиться астронавтам, которые во время длительных экспедиций могли бы распечатывать аппетитные блюда, а не есть из тюбиков. Ученые уже приготовили пиццу, на принтере можно распечатать практически все, что душе захочется: шоколад, морковь, грибы, жареную рыбу, яблоки, вареную курицу, банан, макароны, свежий сыр, помидоры, желток и так далее. Напечатанная еда, согласно обещаниям ученых, будет более здоровой и полезной.
VI.Заключение
В своей работе я хотел показать, что необходимо использовать научные достижения на улучшение быта космонавтов, так как при перелете на другие планеты космонавты долгое время будут находиться в обстановке, отличной от земной. Еда имеет важное значение в жизни любого человека и должна приносить радость. Проведя эксперимент я доказал, что отказаться от привычной еды не все готовы даже ради космоса. Выяснил различия в рационе питания школьника и космонавта и определил вкусы каких продуктов хотят ощущать в своей еде будущие космонавты. Сделал выводы, что кроме пропаганды здорового питания для подготовки будущих космонавтов необходимо и улучшать вкусовые качества космической еды. Рассмотрел новые подходы в решении проблемы питания космонавтов, кажущиеся сейчас фантастическими. Пришел к выводу, что моя мечта и моих друзей о космосе станет реальностью, так как мы готовы физически, не боимся трудностей, готовы отказаться от многого. Пугает только возможное одиночество в течении длительного времени, но это - тема уже другой моей работы.
VIII. Библиография
https://habr.com/post/407759/
https://fishki.net/2342928-inventary-proshloe-nastojawee-i-buduwee-kosmicheskoj-edy.html ©
http://xn----7sbbiahg7bskjbd0bu.xn--p1ai/blog/post/istoria-kosmiceskogo-pitania
https://pikabu.ru/story/pitanie_kosmonavtov_4114995
Попов И.Г. Питание и водоснабжение // Основы космической биологии и медицины: Совместное советско-американское издание. — М.: Наука, 197 — Т. – С. 35-70