作者:王延斌 来源:科技日报 发布时间:2022/3/28 12:42:43
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“天宫”上,宇航员们如何喝上一杯热豆浆?

 

科技日报记者 王延斌

还有半个多月,神舟十三号的三位航天员即将圆满完成任务,返回地球。对李工来说,他最关注的就是航天英雄们在太空中的饮食情况。

李工是九阳股份有限公司(以下简称“九阳”)太空厨房项目部副总设计师。他和同事们或主导或参与研发的四套技术进入“天宫”,为宇航员们提供了基本生活保障。

这四套技术是热风加热装置、饮水分配器、“太空豆浆”以及智能物联控制App。热风加热装置是用来加热航天食品及制作酸奶的,饮水分配器用来滤除含银原水并定量供应航天员饮用水,智能App用来控制空间站所有厨房产品,而“太空豆浆”可在太空环境下冲饮豆浆。

太空中吃好、喝好并不容易

从外表上看,记者拿到的这份“太空豆浆”更像是一袋全密封的蔬菜水果泥,与“用黄豆直接加水打磨后”形成的普通豆浆不同,“太空豆浆”无须粉碎,而是在地面生产的豆浆粉,在太空中直接冲饮,并且这种豆浆粉是脱渣的。

“太空豆浆”面世背后,科研人员将“破壁等级2级、航天食品化学污染要求和感官评价A级”实现了三合一,并由此获得了国家发明专利。

同时,在太空环境中,对水温控制要精确,对水速控制要更稳定。据了解,失重环境下水流中容易产生起泡,需要精确控制出水速度,保证出水均匀,避免气泡产生。

九阳工程师告诉记者,空间站中,航天员的饮水、吃饭,不仅受到太空环境的影响,还要避免微生物污染。

据研究显示,国际空间站上曾发现84种微生物,而且来源多样,包括乘员自体携带、材料和设备携带、地面总装测试阶段和发射准备阶段引入、来访航天器及其货物所携带等。这意味着几乎所有的太空厨房都要使用抗菌材料。

“四针状氧化锌晶须”航天抗菌材料具有独特的立体四针状三维结构,在塑料、橡胶、涂料活性炭等多种基体材料中均匀分布,赋予材料独特的抗菌功能特性。

西南交通大学功能高分子材料团队主导的《载人航天器舱内抗菌材料研制及推广应用》项目在2020年获得四川省科学技术进步奖一等奖。该项目就应用于由西南交通大学主导、九阳参与的太空厨房中。

李工举例:“在空间站中,日常饮用水净化后菌落总数指标非常严格,近乎于0,严于生活饮用水标准要求的100cfu/mL。”

“独一份”的中国原创太空厨房

鱼香肉丝、宫保鸡丁、什锦炒饭、咖喱炒饭、蘑菇鸡块、雪菜肉丝、黑椒牛柳、红烧肉、冬笋火腿炒饭……这些美味,在“天宫”菜谱里都出现了。

关键问题是如何给食物加热?在太空中加热又有何不同?

“相比地面上,失重状态下食物的漂浮会影响食物的均匀加热。”李工介绍,围绕航天食品的特性和太空失重环境,他们提出了全新热风加热装置设计构想,并运用数学建模、力学和流体仿真等方法和工具,不断优化设计,最终完成了热风加热装置的设计定型。

这种热风加热装置用来加热航天食品及制作酸奶,使食物能够固定在加热板而不是“飘”在半空中,不仅加热食物的种类较多且受热均匀,还可以满足铝箔、金属罐头、塑料等多种包装方式的加热,完美解决了食品包装的兼容性和加热的均匀性,让更多中国美食进入太空。

“最近,中国航天员科研训练中心给九阳发来感谢信,航天员反馈九阳研制的相关设备在轨应用体验良好,让我们备受鼓舞和自豪。”九阳副董事长韩润向记者表示,“我们通过自主创新技术成功解决了‘真空、失重、无对流’等极端苛刻的外太空环境下的饮食加工、饮水净化等难题,实现了高水平科技自立自强。”

记者了解到,作为最早参与国家载人航天工程项目研制的企业之一,九阳早在2014年就承接了太空厨房项目研制任务。韩润强调:“智能太空厨房是中国原创,达到国际先进水平。”

据悉,上述产品均已转化为民用,并进入市场。

 
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