Jedzenie, które pierwsi astronauci NASA spożywali w kosmosie było świadectwem ich odporności. John Glenn, pierwszy Amerykanin odżywiający się w warunkach zerowej grawitacji, stwierdził, że o ile jedzenie nie jest trudne, o tyle menu należy do bardzo ograniczonych. Inni astronauci programu Mercury musieli znosić jednokęsowe kostki, napoje w proszku i pasty w aluminiowych tubkach. Większość z nich była zdania, że jedzenie jest nieapetyczne i nie lubiła wyciskania obiadu z tubki. Ponadto napoje ciężko rozpuszczały się w wodzie, a okruchy potrafily nieźle dać w kość instrumentow
Astronauci narzekali i w trakcie programu Gemini jedzenie było już lepsze. Pierwszą rzeczą do wyrzucenia zostały tubki z pastami odżywczymi. Jednokęsowe kostki pokryto żelatyną, aby zapobiec kruszeniu się, a mrożonki zostały umieszczone w specjalnych plastikowych pojemnikach, które ułatwiały ich przyotowanie. Z ulepszonymi opakowaniami, od razu poprawiła się jakość żywności oraz menu. Astronauci mogli więc wybierać pomiędzy koktajlem krewetkowym, kurczakiem, puddingiem i sokiem jabłkowym. Mieli nawet możliwość samodzielnego wybierania kombinacji posiłków.
W czasach programu Apollo jakość i różnorodność posiłków wzrosła jeszcze bardziej. Astronauci tego programu byli pierwszymi, którzy mieli gorącą wodę, co znacznie ułatwiło nawadnianie liofilizowanej żywności. Ponadto jako pierwsi mieli dostęp do "łyżeczkowej miski" ["spoon bowl"] - pojemnika, którego zawrtośc po otwarciu można było spożyć za pomocą łyżki.
Rozwiązanie problemu smacznego i wygodnego żywienia astronautów zostało znacznie przyspieszone dzięki Skylabowi. W przeciwieństwie do poprzednich pojazdów kosmicznych, Skylab posiadał większą przestrzeń, gdzie przewidziano miejsce do spożywania posiłków z zamontowanym stołem. Odżywianie się trzyosobowej załogi Skylaba było już całkiem normalne: uprzęże na stopy pozwalały im "zasiąść" przy stole do posiłku. Standartowy zestaw sztućców (nóż, widelec, łyżka) wzbogacono jednak o nożyczki do otwierania plastikowych opakowań. Ponieważ Skylab miał przestrzeń relatywnie dużą w porównaniu z innymi pojazdami, ładownia mogła pomieścić całkiem spore menu: 72 różne potrawy. Załoga miała również dostęp do innych udogodnień, wcześniej niespotykanych - zamrażalnika i lodówki.
Jedzenie, które astronauci spożywają na wahadłowcach, nie jest z gatunku tajemniczych mieszanek. Normalne jedzenie przygotowane na Ziemii ze składników, których większość jest do kupienia w pobliskim sklepie spożywczym. Jednak astronauci odżywiają się zgodnie z rygorami diety (RDA - Recomdended Dietary Allowances) mającej na celu dostarczenie każdemu załogantowi promu niezbędnych witamin i minerałów niezbędnych organizmowi przebywającemu w przestrzeni kosmicznej. Wymagania kaloryczne zostały opracowane przez Narodową Radę Badawczą i są określane przez wzór BEE (Basal Energy Expenditure - podstawowe wydatkowanie energii), który przedstawia się BEE = 655 + (9.6 x W) + (1.7 x H) - (4.7 x A), dla kobiet i BEE = 66 + (13.7 x W) + (5 x H) - (6.8 x A), dla meżczyzn, gdzie W to waga w kilogramach, H oznacza wzrost w centymetrach, natomiast A odpowiada wiekowi.
Astronauci wahadłowców mają zadziwiającą paletę potraw do wyboru. Mogą jeść dania ze standartowego menu zaprojektowanego dla siedmiodniowych misji promów lub z ich własnego menu odpowiadającego prywatnym gustom załogantów. Z tym, że osobiście projektowane menu muszą być zatwierdzone przez dietetyków NASA, w celu zapewnienia odpowiednich składników odżywczych.
Standartowe menu promu powtarza się po tygodniu. Dostarcza załodze trzy posiłki dziennie plus przekąski. Jedzenie każdego z astronautów jest przechowywane na pokładzie pojazdu i jest oznaczone kolorowymi kropkami.
Na promie kosmicznym żywność jest przygotowywana w kuchni na środkowym pokładzie orbitera. Kuchnia jest jednostką modułową, zawierającą źrodło wody i piekarnik, co ułatwia przygotowywanie posiłków liofilizowanych.
Podczas typowego posiłku w kosmosie, taca na posiłki przytrzymuje pojemniki z jedzeniem. Może być położona na kolanach astronauty lub przymocowana do ściany. Taca staje się stołem astronauty i pozwala mu na wybór spośród różnych posiłków, jak podczas obiadu w domu. Bez tacy, zawartość jednego pojemnika musiałaby zostać zjedzona przed otwarciem następnego. Poza tym, utrzymuje posiłki w jednym miejscu zapobiegając ich dryfowaniu w minimalnej grawitacji na orbicie.
Na pokładzie promu kosmicznego używa się standartowego zestawu sztućców. Astronauci mają do dyspozycji łyżkę, nóż oraz widelec. Jedynym niezwykłym narzędziem są nożyczki do otwierania plastikowych pojemników. Po posiłku, plastikowe pojemniki są wyrzucane do pojemnika na odpadki poniżej środkowego pokładu. Sztućce oraz tacki są myte w pomieszczeniach higienicznych za pomocą nawilżonych ręczniczków.
Załogi twierdzą, że obecny system żywienia sprawdza się doskonale w kosmosie. Opiera się na znanych, smacznych, lubianych potrawach, które mogą być przygotowane szybko i łatwo. Pełny posiłek dla załogi może zostać przygotowany w pięć minut. Łącznie z dodawaniem wody do żywności liofilizowanej i podgrzewaniem zajmuje to maksymalnie 20-30 minut. O wiele mniej, niż na Ziemii ugotowanie analogicznego posiłku.
Dodatkowe źródło pożywienia, które jest w stanie dostarczyć astronautom 2100 kcal przez dwa dni jest zapewnione na pokładzie w przypadku każdego lotu. Zawartość spiżarni jest dodawana do standartowego menu w przypadku niespodziewanego przedłużenia lotu orbitalnego z powodu złej pogody w miejscu lądowania lub innych nieprzewidzianych okoliczności. Podczas lotu dostarcza przekąsek i napojów. Jej zawartość może być wymieniona za posiłki ze standartowego menu, jednak musi być cały czas pełna ze wzgledu na nieprzewidziane okoliczności.
Długość misji wahadłowców bywa znacznie dłuższa w porównaniu do pierwszego, dwudniowego lotu w 1981, nawet do dwóch tygodni jak w przypadku misji STS-50 w lipcu 1992. Misje trwające ponad 10 dni są nazywane misjami Extended Duration Orbiter (EDO). Ze względu na konieczność przechowywania większej ilości pożywienia oraz odpadków, konieczne stało opracowanie nowych pojemników na żywność oraz napoje. Skonstruowano również zgniatacz odpadków w celu zmniejszenia objętości śmieci. Równiez ze względu na jego potrzeby trzeba było opracować nowe opakowania.
Opakowania napojów są zbudowane z laminatów foliowych zaprojektowanych z uwzględnieniem jak najwiekszej nieprzepeszczulnaści dla produktów przeznaczonych do długotrwałego przechowywania. Mimo, że nowe pojemniki zostały zaprojektowane dla misji EDO, znalazły zastosowanie również w zwykłych misjach. Także nowe opakowania dla żywności zastąpiły poprzednie, ze wzdlędu na większą giętkość, co pozwala bardziej ścieśnić odpadki. Opakowania liofiliatów zawierają giętką tackę i pokrywkę z adapterem w celu ułatwienia nalewania wody w sekcji kuchennej. Rzepy na dnie opakowania ułatwiają przymocowanie do tacki na posiłki. Po dodaniu wody opakowanie można umieścić w piekarniku lub podawac na zimno, w zależności od przygotowywanego posiłku. Górę pojemnika odcina się nożem lub nozyczkami a zawartość jest gotowa do zjedzenia za pomocą łyżki lub widelca. Liofilizowane jedzenie w opakowaniach zgodnych z założeniami misji EDO po raz pierwszy zostało użyte w misji STS-44 i w misjach STS-49 oraz STS-50 zastąpiło stary typ. Obecnie we wszystkich misjach używa się nowego typu opakowań.
Waga i objętość zawsze były podstawowymi ograniczeniami projektowymi w przypadku technologii kosmicznych. Jak łatwo się domyślić wahadłowce nie są wyjątkami. Dopuszczalna waga dziennej racji dla astronauty to w przybliżeniu 1,72 kilograma (3.8 funta). Żywność jest pakowana indywidualnie i przechowywana w celu łatwego posługiwania się nią w warunkach nieważkości. Wszystkie posiłki są wcześniej gotowane lub przetworzone, aby nie potrzebowaly zamrażania, wiec ich przygotowanie sprowadza się zazwyczaj do dodania wody i podgrzania. Jedynym wyjątkiem są owoce i warzywa przechowywane w specjalnym pojemniku. Bez lodówki marchewki i seler muszą zostać zjedzone w ciągu pierwszych dwóch dni lotu, albo się zepsują
Na liofiliaty składają się zarówno posiłki tradycyjne jak i napoje. Jednym ze sposobów zaoszczędzenia na wadze podczas startu jest usunięcie wody z pożywienia. Podczas lotu orbitalnego, wodę dodaje się z powrotem do posiłków tuż przed ich zjedzeniem. Ogniwa paliwowe promu, produkujące elektryczność z tlenu i wodoru dostarczają wodę w ilościach wystarczająch do nawodnienia żywności, picia oraz innych potrzeb.
Pakiety liofiliatów zawierają zupy takie jak krem grzybowy, potrawy typu makaron z serem czy kurczak z ryżem, desery, np. koktajl krewetkowy i zestawy śniadaniowe.
Żywność UHT została poddana obróbce w wysokiej temperaturze w celu zniszczenia mikroorganizmów i enzymów. Pojedyncze posiłki poddane termoobróbce są dostępne w normalnym handlu zapakowane w puszki, plastikowe kubki itp. Większość owoców, ryby takie jak tuńczyk czy łosoś zostały poddane procesowi UHT. Pojemniki mają zamknięcia wyposażone w ułatwiające otwieranie zawleczki. Większość posiłków jest zapakowana w pojemniki z folii półelastycznej. Dotyczy to produktów takich jak wołowina z grzybami, pomidory na jajkach, kurczak po królewsku i szynka. Gdy torebki zostaną podgrzane, otwiera je się za pomocą nożyczek. Jedzenie spożywa się bezpośrednio z opakowań za pomoca standartowego zestawu sztućców.
Tego typu żywność przechowuje się po ograniczeniu ilości wody umożliwiającej rozwój mikroorganizmów, jednak pozostawiając taką ilość wilgoci, która umożliwia spożycie posiłku bez specjalnych przygotowań. Wodę się usuwa lub wiąże w produkcie za pomocą różnych sybstancji, np. soli. Tego typu pożywienie zawiera zazwyczaj od 15 do 30 procent wody, która jednak jest związana przez różne związki chemiczne i nie umożliwia namnażania się mikroorganizmów. Suszone brzoskwinie, gruszki, morele czy też wołowina są przykładami takiej żywności zabieranej na prom.
Steki wołowe są w chwili obecnej jedynymi produktami napromieniowanymi na pokładzie wahadłowca. Steki są gotowane, pakowane i sterylizowane poprzez wystawienie pod działanie promieniowania jonizującego, dzięki czemu dłużej zachowują świeżość w pokojowej temperaturze.
Zaliczamy do nich pojedyncze opakowania ketchupu, musztardy, majonezu, sosu taco i z ostrych papryczek. Plastikowe pojemniki zawierają pieprz w płynie i ciekłą sól. Pieprz wymieszano z olejem, sól natomiast rozpuszczono w wodzie.
Tortilla jest ulubionym pieczywem astronautów promów kosmicznych. Zastosowanie tych placków w łatwy i akceptowalny sposób rozwiązało problem okruszków w mikrograwitacji, dzięki czemu są używane w trakcie większości misji wahadłowców od 1985 roku. Jednak okazało się, że dużym problemem na orbiterze, nie posiadającym przecież lodówki, jest pleśń, która równiez uwielbia tortillę.
Opracowano więc specjalny rodzaj tortilli do spożycia na wahadłowcach (Shelf Stable Tortilla). Jest ona konserwowana poprzez kombinacje pakowania w zmodyfikowanej atmosferze, odpowiednio dobrane pH (kwaśność) oraz wodę. Rozrost pleśni zahamowano dzięki usunięciu tlenu z opakowania. Osiągnięto to pakując tortillę w szczelnym pojemniku o atmosferze azotowej.
Pokładową kuchnię przeprojektowano w 1991 roku, w celu zmniejszenia jej wagi i objętości oraz unowocześnienia elektroniki. Przeprojektowana, waży o jedną trzecią mniej i zajmuje połowę objętości orginalnej kuchni. Nowa dostarcza zimną i ciepłą wodę o temperaturze pomiędzy 155 i 165 stopni Fahrenheita. Ilość dostarczanej wody może wynosić od połowy uncji do ośmiu uncji (0.015l do 0.25 litra).
Piekarnik działający na zasadzie cyrkulacji gorącego powietrza i płyty grzejnej podgrzewa posiłki i napoje do temperatury 170 stopni Fahrenheita. Moze pomieścic 14 porcji lioflizowanego jedzenia plus napoje.
Posiłki są przechowywane na pokładzie orbitera w szafkach w porządku w jakim zostaną zjedzone. Na każdej z szafek jest nalepka informująca o zawartości. Sieć przypięta na rzepy do wnętrza szafki zapobiega dryfowaniu jedzenia w nieważkości, umożliwiajac jednak zobaczenie jej zawartości.
Jedzenie jest pakowane i układane w szafkach około miesiąca przed każdym startem. Przez ten czas skrzynki są trzymane w zamrażarce. Okolo trzech tygodni przed startem dostarczane są do Cetrum Lotów Kosmicznych imienia Kennedy'ego na Florydzie. Tutaj znowu są zamrażane dopóki nie umieści się ich na promie 2-3 dni przed startem. Natomiast zawartość szafki z owocami i warzywami pakuje się w CLK Kennedy'ego 18 do 24 godzin przed startem.
Stacja kosmiczna stanie się w pełni operatywna z załogą czteroosobową. Później wzrośnie ona do maksymalnie ośmiu osób. Załoga będzie przebywała w module mieszkalnym (HAB). Jedzenie i inne dostawy bedą dostarczane co 90 dni poprzez wymianę modułow logistycznych [Pressurized Logistics Module (PLM)].
System odżywiania na stacji kosmicznej różni sie znacznie od tego stosowanego na promach kosmicznych. Ponieważ energia elektryczna dla stacji pochodzi z paneli słonecznych, nie można liczyć na dodatkowe źrodło wody. Woda jest odzyskiwana z powietrza, ale nie jest wystarcza jej do pokrycia zapotrzebowania. Większość jedzenia dostarczanego na stację jest mrożone lub poddane procesowi UHT i nie wymaga dodawania wody przed spożyciem. Podgrzewa się je w mikrofalówce/kuchence powietrznej. Jedna kuchenka wystarcza na grupę czterch astronautów.
System żywienia dla załogantów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej obejmuje 3 różne źródła żywności: Codzienne menu, Zabezpieczenie oraz Żywność Spacerowa (określenie moje, ale jak przetłumaczyć Extra Vehiculear Activity Food?).
Posiłki wybrane do codziennego menu zostały wyselekcjonowane w oparciu o ich codzienność właśnie, wartości odżywcze oraz użytecznośc w kosmosie. Menu to oparto głównie o mrożonki, żywność schłodzoną oraz przechowywaną w normalnym warunkach. Mrożonki obejmują warzywa i desery, schłodzone potrawy to owoce i warzywa, posiłki o wydłużonym okresie przechowywania, nabiał. Ostatnia zaś grupa to żywność o formie naturalnej oraz posiłki liofilizowane.
Astronauci moga ułożyć sobie 28dniowe menu do 120 dnia przed startem. Zmiany są możliwe z listy posiłków stacji kosmicznej.
Pakowanie posiłków z menu codziennego oparto na jednorazowych pojemnikach. Oznacza się je indywidualnie w celu ułatwienia późniejszych zmian i zastąpień ze standartowego menu. Koncepcja modularna zapewnia stałe wymiary opakowań w celu dopasowania do pozostałych elementów systemu (skrzynki, kuchenka, etc.). Opracowano pięć rozmiarów opakowań dla róznego typu posiłków.
Żywność niezbędna dla 90-dniowej misji jest dostarczana na stację w PLM. Codzienne menu jest przechowywane w dwutygodniowych zestawach przenoszonych co 14 dni do modułu mieszkalnego. Niezjedzone posiłki również wracają do magazynu co 14 dni. Jednocześnie prowadzona jest pełna inwentaryzacja posiłków w celu zapewnienia zapasów na wypadek, gdyby prom się spóźnił z kolejna dostawą.
Przygotowanie posiłków i ich konsumpcja wymaga wykonania kilku ściśle określonych krków. Scenariusz zazwyczaj jest następujący:
Zabezpieczenie ma na celu dostarczenie załodze żywności na 22 dni w warunkach awaryjnych np. z powodu uszkodzenia na pokładzie. Celem systemu jest uzteczność i jak najmniejsza waga oraz objętość. Zabezpieczenie jest niezależne od codziennego menu i dostarcza co najmniej 2000 kcal dziennie na osobę. Zapasy są przechowywane w temperaturze pokojowej i składają się z potraw o wydłużonej przydatności do spożycia (minimum dwa lata). Będą to potrawy poddane procesowi UHT, o średniej zawartośći wody, oraz żywność liofilizowana.
Posiłki przygotowywane do spacerów kosmicznych opierają się na jedzeniu i napojach dostarczających w ciągu ośmiu godzin 500 kcal i jest dostępny dla załoganta w czasie każdego ze spacerów kosmicznych. Zbiorniki na żywność wykorzystywane w trakcie wyjść w przestrzeń są czyszczone za pomocą podsystemów kuchennych.
Posiłki spożywane w trakcie misji kosmicznnych są opracowywane w Centrum Projektowania Systemów Żywnościowych [FSEF - Food Systems Engineering Facility] w Centrum Kosmicznym NASA im. Johnson'a. FSEF zatrudnia dietetyków, żywieniowców oraz inżynierów, którzy wspierają zarówno promy kosmiczne, jak i stację orbitalną. Żywnośc jest analizowana pod kątem wartości odżywczych, badana przez wiele czujników, liofilizowana, nawadniana, opracowuje się metody jej pakowania oraz przeprowadza wiele innych testów. Zanim poleci w kosmos, musi być przetestowana przez pracowników FSEF w należącym do NASA samolocie KC-135 symulującym nieważkość (nieoficjalnie znanym jako "kometa wymiotowa"[Vomit Comet]) w celu zbadania zachowania w nieważkości. Dopiero po tych wszystkich testach posiłek otrzymuje swoją zgodę na lot w kosmos.
Przykładowe menu wahadłowca [angielski][c]Copyright info: dokument ten jest moim własnym tłumaczeniem opracowania NASA na temat żywienia w kosmosie. Zezwalam na użycie oraz cytowanie tego dokumentu w celach niekomercyjnych przy zaznaczeniu skąd pochodzi. Komercyjne wykorzystanie fragmentów niniejszego tłumaczenia również wymaga zaznaczenia źródła cytatu. Wykorzystanie całego dokumentu wymaga pisemnej zgody Autora. Zajrzyj do zakładki Kontakt.