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“天宮”上,宇航員們如何喝上一杯熱豆漿?

還有半個多月,神舟十三號的三位航天員即將圓滿完成任務,返回地球。對李工來說,他最關注的就是航天英雄們在太空中的飲食情況。

李工是九陽股份有限公司(以下簡稱“九陽”)太空廚房項目部副總設計師。他和同事們或主導或參與研發的四套技術進入“天宮”,為宇航員們提供了基本生活保障。

這四套技術是熱風加熱裝置、飲水分配器、“太空豆漿”以及智能物聯控制App。熱風加熱裝置是用來加熱航天食品及制作酸奶的,飲水分配器用來濾除含銀原水并定量供應航天員飲用水,智能App用來控制空間站所有廚房產品,而“太空豆漿”可在太空環境下沖飲豆漿。

太空中吃好、喝好并不容易

從外表上看,記者拿到的這份“太空豆漿”更像是一袋全密封的蔬菜水果泥,與“用黃豆直接加水打磨后”形成的普通豆漿不同,“太空豆漿”無須粉碎,而是在地面生產的豆漿粉,在太空中直接沖飲,并且這種豆漿粉是脫渣的。

“太空豆漿”面世背后,科研人員將“破壁等級2級、航天食品化學污染要求和感官評價A級”實現了三合一,并由此獲得了國家發明專利。

同時,在太空環境中,對水溫控制要精確,對水速控制要更穩定。據了解,失重環境下水流中容易產生起泡,需要精確控制出水速度,保證出水均勻,避免氣泡產生。

九陽工程師告訴記者,空間站中,航天員的飲水、吃飯,不僅受到太空環境的影響,還要避免微生物污染。

據研究顯示,國際空間站上曾發現84種微生物,而且來源多樣,包括乘員自體攜帶、材料和設備攜帶、地面總裝測試階段和發射準備階段引入、來訪航天器及其貨物所攜帶等。這意味著幾乎所有的太空廚房都要使用抗菌材料。

“四針狀氧化鋅晶須”航天抗菌材料具有獨特的立體四針狀三維結構,在塑料、橡膠、涂料活性炭等多種基體材料中均勻分布,賦予材料獨特的抗菌功能特性。

西南交通大學功能高分子材料團隊主導的《載人航天器艙內抗菌材料研制及推廣應用》項目在2020年獲得四川省科學技術進步獎一等獎。該項目就應用于由西南交通大學主導、九陽參與的太空廚房中。

李工舉例:“在空間站中,日常飲用水凈化后菌落總數指標非常嚴格,近乎于0,嚴于生活飲用水標準要求的100cfu/mL。”

“獨一份”的中國原創太空廚房

魚香肉絲、宮保雞丁、什錦炒飯、咖喱炒飯、蘑菇雞塊、雪菜肉絲、黑椒牛柳、紅燒肉、冬筍火腿炒飯……這些美味,在“天宮”菜譜里都出現了。

關鍵問題是如何給食物加熱?在太空中加熱又有何不同?

“相比地面上,失重狀態下食物的漂浮會影響食物的均勻加熱。”李工介紹,圍繞航天食品的特性和太空失重環境,他們提出了全新熱風加熱裝置設計構想,并運用數學建模、力學和流體仿真等方法和工具,不斷優化設計,最終完成了熱風加熱裝置的設計定型。

這種熱風加熱裝置用來加熱航天食品及制作酸奶,使食物能夠固定在加熱板而不是“飄”在半空中,不僅加熱食物的種類較多且受熱均勻,還可以滿足鋁箔、金屬罐頭、塑料等多種包裝方式的加熱,完美解決了食品包裝的兼容性和加熱的均勻性,讓更多中國美食進入太空。

“太空豆漿”研發試驗。受訪者供圖

“最近,中國航天員科研訓練中心給九陽發來感謝信,航天員反饋九陽研制的相關設備在軌應用體驗良好,讓我們備受鼓舞和自豪。”九陽副董事長韓潤向記者表示,“我們通過自主創新技術成功解決了‘真空、失重、無對流’等極端苛刻的外太空環境下的飲食加工、飲水凈化等難題,實現了高水平科技自立自強。”

記者了解到,作為最早參與國家載人航天工程項目研制的企業之一,九陽早在2014年就承接了太空廚房項目研制任務。韓潤強調:“智能太空廚房是中國原創,達到國際先進水平。”

據悉,上述產品均已轉化為民用,并進入市場。

關鍵詞: 太空環境 西南交通大學 失重環境 中國原創 食品化學

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