Учебно-исследовательская работа по физике Приятного аппетита, космонавты

Республика Саха (Якутия)

Муниципальное общеобразовательное учреждение -Средняя общеобразовательная школа №9 поселка Чульман Нерюнгринского района

Тема: Приятного аппетита, космонавты!

Автор: Слабко Александр,

ученик : 6 А класса.

Руководитель:

Горюхина Екатерина Ефимовна.

2016 год

Содержание

Введение ………………………………. …………………………………….3

1. Методика исследований……………………………………………….......4

2. Результаты исследований………………………………………………….5

3. Выводы……………………………………………………………………...10

4. Заключение…………………………………………………………………11

5. Литература………………………………………………………………….11

Приложение 1…………………………………………………………………..12

Приложение 2…………………………………………………………………..14

Введение

Человека всегда манило небо и …звёзды. С тех самых пор как он стал осознавать себя. «Homo Sapiens» всегда хотел летать в небе, как птица.

Прошли годы… 1961 год - человек в космосе…

Длительные вахты космонавтов на орбитальных станциях - результат многолетней работы учёных, конструкторов, инженеров, специалистов многих направлений науки и техники. Они стали возможны благодаря чёткой системе снабжения летательных аппаратов и экипажей всем необходимым, в том числе и продуктами питания. Интересно, а чем питаются космонавты? Ведь питание для человека является важной составляющей его жизнедеятельности, неважно в космосе он или на Земле, а космонавтам приходится бывать на орбите довольно долго. Без еды человек не сможет прожить длительное время, поэтому тема нашего проекта «Приятного аппетита, космонавты!» актуальна будет всегда, а в год Космонавтики, особенно.

Цель работы: изучить систему питания космонавтов

Задачи:

1. Изучить источники информации, найденные по данной теме.

2. Выяснить обязательные требования к космическому питанию, особенности организации питания.

3. Приготовить «космическую» еду в домашних условиях.

4. Обобщить полученные результаты, сделать выводы.

Объект исследования: космонавты.

Предмет исследования: система питания космонавтов.

1. Методика исследований

1. Эмпирические: беседа, описательный (представляющий собой систему процедур сбора, первичного анализа и изложения данных и их характеристик).

2. Теоретические: анализ, сравнение.

3. Статистическая таблица. Простая таблица

4. Эксперимент.

2. Результаты исследований

Важный элемент жизнеобеспечения экипажа станции - бортовая система питания. Она включает запасы продуктов, шкафы для их хранения, подогреватели пищи, наборы столовых принадлежностей, контейнеры для сбора и хранения остатков пищи и тары.

Условия жизнедеятельности на борту космического корабля (состояние невесомости, эмоционально-психическое напряжение, ограниченный объем кабины корабля) требуют особого подхода к рационам питания космонавтов.

Пищевые продукты, используемые в питании космонавтов, проходят специальные предварительные (от 15 мес до 2 лет), а затем приемочные испытания. Они проверяются на длительность хранения в условиях, соответствующих этапам хранения, транспортирования и эксплуатации в реальной обстановке.

При реализации космических программ участвуют космонавты - представители разных стран, поэтому при разработке рациона их питания учитываются особенности и традиции национальной кухни.

Начиная с первых полетов космонавтов, рацион их питания совершенствовался, расширялся ассортимент. Существует возможность приема как жидкой, так и твердой пищи. На сегодняшний день официальное меню российских космонавтов насчитывает 250 наименований: мясные, молочные, мучные продукты, кондитерские изделия, фрукты, соки, напитки, различные приправы. Транспортные и грузовые корабли доставляют на орбиту, наряду со штатными, часть свежих натуральных продуктов, зелень, фрукты.

В этот список входят все блюда, чей состав и упаковка одобрены Министерством Обороны и Правительством РФ для транспортировки и использования в условиях космоса.

Питание четырёхразовое - первый, второй завтраки, обед и ужин. Каждый приём пищи включает 1 - 2 горячих блюда. Экипаж подогревает продукты в тубах. Калорийность суточного рациона питания составляет 3200 килокалорий. Время между приёмами пищи, объём потребляемых продуктов и их калорийность распределяются равномерно в течение дня.

С началом долговременных полётов специалисты начали уделять большое внимание сохранению вкусовых качеств пищи и доброкачественности продуктов. У человека время от времени меняется вкус - то ему хочется сладкого, то кислого, то солёного. Можно ли предвидеть такие изменения вкуса у космонавтов и удовлетворять их? Оказывается, практически невозможно - он меняется совершенно по непонятной схеме. Однажды советский космонавт, попробовав свой любимый сок, обнаружил, что напиток - слишком кислый... Ученые со всего Союза долго и тщательно изучали образцы продукции, но никаких дефектов не обнаружили. Выяснилось, что вкусовые ощущения человека меняются через десять дней пребывания в космосе. Связано это с тем, что на орбите, в условиях невесомости, у человека меняется обмен веществ. Поэтому при подготовке и закладке рационов нельзя заранее сказать, чего им больше захочется на десятый, тридцатый, восьмидесятый день полёта - сладкого, кислого, солёного или острого. Поэтому запасы продуктов формируются более или менее нейтрально - они должны быть годны на любой день и на любой вкус. Но с учётом возможности вкусовой коррекции. Ведь однообразная пища в космосе приедается быстрее, чем на Земле. Причину этого специалисты видят в условиях жизни и работы экипажа.

Продукты на борту станции подбираются так, чтобы они нравились абсолютному большинству экипажа. В дополнение к ним даются разные приправы и добавки. Они - то и позволяют по желанию изменять вкус блюд.

Кстати, до 1971-го года на бортовой кухне у наших космонавтов не было ни одной "горячей точки" - в буквальном смысле. А потом, для них придумали вот такую маленькую чудо-печку (см. рис 1. Приложение 1). Она подогревает тюбики до нужной температуры и до сих пор состоит на службе у российской космонавтики.

Родиной космического алюминиевого тюбика принято считать Эстонию.

(См. рис.2. Приложение 1) Тюбики с 8-миллиметровыми горловинами позволяли космонавтам питаться мясом, рублеными овощами и фруктами, не сводя глаз с иллюминатора, за которым простирался огромный Советский Союз. Так продолжалось до 1985 года.

Сегодня в качестве материала для туб на смену алюминию пришли многослойный ламинат и коэкструзия (пятислойная экструзионная туба). Но пока эта упаковка не опробована в космосе, а возможно, что и не будет. Ведь тубы, ставшие символом космического питания, теперь используются всё реже. Пища в основном расфасована по жестяным банкам (её разогревают, помещая в специальные ячейки электро подогревателя на рабочем столе) или по пакетам из полимерных материалов. (См. рис. 3, 4. Приложение 1)

С 1982 года, благодаря установке на станции системы регенерации воды, экипажи пользуются обезвоженными продуктами, которые получают путём сублимированной сушки. Готовые первые и вторые блюда, соки быстро замораживают, а затем высушивают в вакууме. В результате из них удаляется вода. В продуктах её остаётся не более 2-3 процентов. После этого их помещают в плёночные пакеты, в которые непосредственно перед едой нужно залить горячую воду, чтобы блюда приобрели свой привычный вид. (См. рис 5, 6. Приложение1). Затем содержимое пакета разминают руками. И тогда остаётся открыть другой клапан и приступить к еде. Делается это с помощью трубки, а если пища густая - с помощью ложки. К слову, пакеты с патрубками и трубочками для вторых блюд тоже необязательны - есть в условиях невесомости, оказывается, можно и из обычного пакета - ложкой или вилкой, - главное, чтобы черенок был как можно длиннее. Таким образом, в состав рациона питания космонавтов включают пищевые концентраты - продукты сублимационной сушки (свинина и говядина брикетированные, клубника, картофельные оладьи), приготовленные термообработкой в упаковке (говядина в соусе, сосиски, индейка, бифштекс, ломтики ветчины, говядина рубленная в соусе), стерилизованные облучением (ветчина, бифштекс натуральный, индейка в соусе), упакованные в мягкие герметичные пакеты (сыр, земляные орехи в масле, шоколадное пирожное с орехами, какао-порошок).

Космонавты пьют в полёте чай, кофе.

Благодаря чёткой работе транспортного моста «Земля - орбита» особых проблем с питанием космонавтов не возникает.

Все космонавты в длительных полётах в основном худели. Но вот в 185 - суточном Л.Попов и В.Рюмин поправились - первый более чем на три, а второй более чем на четыре килограмма. Это, конечно, привлекло внимание специалистов. Было высказано два предположения:

• отменный аппетит и исключительная устойчивость нервной системы космонавтов;

• в полётах большой продолжительности после процесса приспособления организма к новым, необычным условиям (выведение воды, солей, потерей массы мышц) наступит период его равновесного состояния с окружающей средой и человек начнёт полнеть.

Где сегодня производят настоящий «космофуд»? В подмосковном Бирюлёво.

Именно здесь располагается единственный во всей стране завод космических технологий, где происходит упаковка еды для употребления в условиях невесомости. Этот "космофуд", в свою очередь, поставляется с целого ряда пищевых предприятий.

В последний год большую активность в разработках новых блюд для космонавтов проявляют и казахстанские пищевики. Используя ноу-хау российских ученых в области вакуумной упаковки, Казахстанский институт питания придал космической еде новое "звучание".

Творог "Батыр", овощи "Жулдыз", лапша "Сорпа" и борщ "Достык" уже испробованы на казахских космонавтах. (См. рис. 7, 8. Приложение 1)

Не вытечет ли борщ "Достык" из упаковки, и как вообще космонавты смогут питаться блюдами в условиях невесомости? На самом деле, в этом и состоит гениальность упаковки. На ней есть красная черта, по которой нужно вскрывать. А через появившееся отверстие очень просто добавить необходимое количество воды. Потом переждав пару минут, обед готов, его нужно только выдавливать.

Про легендарную космическую пищу сказано за последние 50 лет достаточно много, чтобы у каждого жителя Земли хотя бы мельком, но проскользнуло желание лично отведать этой кухни.

Мы попробовали сами приготовить «космофуд». Создать условия быстрой заморозки и сушки в вакууме в домашних условиях невозможно, поэтому мы использовали бытовые приборы (морозильную камеру, сушилку «Урожайную», кофемолку, микроволновую печь).

В таблице 1 (См. приложение 2) приведены рецепты приготовления некоторых продуктов «космофуда».

1. 3. Выводы

   1. Обязательными требованиями космического питания являются:

• сбалансированность рациона по основным факторам в соответствии с теорией рационального питания;

• высокая энергетическая ценность при минимальных массе и объеме;

• стойкость к различного рода климатическим и механическим воздействиям;

• сохранение доброкачественности в течение длительных сроков.

  1. К особенностям организации питания следует отнести:

• повышенные требования к прочности тары и упаковки продуктов вследствие перегрузок;

• невозможность применения традиционной посуды (тарелки, чашки, стаканов) из-за условий невесомости;

• ограничение содержания в продуктах жидкой фазы (однако, продукты не должны быть только сухими, брикетированными или и виде таблеток; по свойствам они должны максимально приближаться к продуктам, потребляемым в земных условиях);

• повышенные требования к продуктам, которые крошатся и являются опасными для здоровья космонавтов (например, попадание крошек в горло в условиях невесомости, загрязнение кабины и др.);

• длительность сроков хранения, полноценность продуктов по составу, ограничение по массе и объему, отсутствие несъедобной части.

Перечисленные факторы рациона являются основными при подборе продуктов для космонавтов.

Начиная с первых полетов космонавтов, рацион их питания совершенствовался, расширялся ассортимент. Существует возможность приема как жидкой, так и твердой пищи.

В настоящее время новые продукты для использования в повседневном питании космонавтов разрабатывают на основе достижений российской и зарубежной отраслевой науки с использованием передовых технологических способов и приемов, пищевых добавок и новых упаковок. В домашних условиях, к сожалению, такие технологии использовать невозможно.

4.Заключение

При выполнении данной учебно - исследовательской работы на этапе обработки найденной информации, я столкнулся с очень интересными фактами о космонавтах. Например: как измерить массу тела в условиях невесомости,

столкновение космонавтов с неопознанными летающими объектами. Следующая моя работа будет обязательно связана с темой Космоса.

5. Литература

1. А сердце летит с тобой / Н.Рудный, И.ЮдинА. - М.: Советская Россия, 1987.

2. playroom.ru

3. Предметная неделя физики в школе / Н.П. Наволокова; под общ. ред. И.Ю. Ненашева.- 2 изд. - Ростов н/Д.: Феникс, 2007.

4. Я познаю мир: Астрономия: энцикл. /Н.Я. Дорожкин. - М.: АСТ: Астрель, 2007.

Приложение 1

Рис.1 Рис.2

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Рис.6

Рис. 7

Рис.8

Приложение 2

Таблица 1

Название продукта

Способ приготовления

Время и температура приготовления

Свёкла

Варить до мягкости. Остудить и нарезать по 5 мм. Поместить в морозильную камеру. После полной заморозки поместить на поддон и в сушилку. Перемолоть в кофемолке. Простерилизовать в микроволновке.

Заморозка - 2 часа.

Сушка - 10 часов, 50 ⁰ С

Стерилизация - 2 мин.

Яблоко

Почистить, удалить сердцевину. Нарезать. Поместить в морозильную камеру. После полной заморозки поместить на поддон и в сушилку. Перемолоть в кофемолке. Простерилизовать в микроволновке.

Заморозка - 2 часа.

Сушка - 12 часов, 55⁰ С

Стерилизация - 2 мин.

Мясо (филе курицы)

Нарезать. Поместить в морозильную камеру. После полной заморозки поместить на поддон и в сушилку. Перемолоть в кофемолке. Простерилизовать в микроволновке.

Заморозка - 3 часа.

Сушка - 8 часов, 60⁰ С

Стерилизация - 2 мин.