Пользователь
201,5
рейтинг
18 мая 2014 в 19:02

Ботва с аджикой в хлорелловом бульоне или чем питаться по дороге к Марсу



Современное состояние ракетных двигателей говорит нам, что дорога к Марсу будет долгой. Перелёт по баллистической траектории без включения двигателей займет примерно два года, а имеющие небольшую тягу электрореактивные двигатели не смогут сильно сократить срок полёта. В таких условиях в списке важных вопросов оказывается организация питания. Еда, к сожалению, имеет вес, который надо разгонять к Марсу, экипаж производит отходы, которые надо выбрасывать или рециркулировать, в целом, различных инженерных вызовов эта проблема создает немало. О них мы и поговорим.

История космической еды


Использующаяся сейчас еда на МКС слабо отличается от обычной земной. Консервы, сублимированные продукты, с грузовым кораблём привозят свежие фрукты. Разве что качество гарантировано и консервы, наверняка, не просроченные. Такая пища, безусловно, вкусная и питательная, она разнообразная, содержит немного деликатесов и хорошо воспринимается с точки зрения психологии. Но она не очень эффективна с точки зрения максимальной экономии веса и объема для длительного полёта. Но для начала давайте посмотрим на её историю, какие изменения она претерпела, и как стала такой какая есть.

Первые эксперименты

Главным фактором, который принимался во внимание разработчиками космической еды по обе стороны океана была невесомость. Еда не должна была крошиться, проливаться или рассыпаться, чтобы не вызвать короткое замыкание. Поэтому и решения, что в СССР, что в США были одинаковые — некрошащийся хлеб (в США его ещё покрывали специальной смесью против крошек), расфасованный в пластик небольшими кусочками и пюре в тюбиках:




Решение оказалось так себе. Во-первых, после знакомства с невесомостью оказалось, что она не такая уж страшная. Про силы поверхностного натяжения разработчики еды, судя по всему, забыли. Потому что именно они гарантируют, что вода не рассыпется на тысячи капель устраивать короткие замыкания, а будет вполне культурно висеть шаром, с которым уже можно управляться. Даже рис можно есть в невесомости, причем даже с ложки, почти как на Земле, если склеить его соусом. Во-вторых, питательность этой еды оказалась недостаточной. Несмотря на расчеты калорий, космонавты жаловались на голод. В-третьих, еда была не особенно вкусной. Жировая оболочка бутербродных кубиков США портила вкус, а пюре были лишены текстуры «нормальной» еды и напоминали соус. Самый длительный полёт на такой еде составил две недели («Джемини-7») и потребовал от астронавтов определенной силы воли.

Сублимация и разведение

Крайне полезной для космоса стала технология сублимации. В физике сублимация — это переход вещества из твердого состояния в газообразное. Если мы заморозим еду и поместим её в вакуумную камеру, то водяной лёд испарится, минуя жидкую фазу. Продукты сохранят свою форму, запах, цвет, и полезные вещества. Высушенную таким образом еду можно поместить в пластик, уже в космосе развести горячей или холодной водой и получить полноценное питание.




В СССР к сублимированным продуктам добавили обычные консервы в банках



Рационы этого типа летали на американских «Аполлонах» и советских «Союзах».

Богатство орбитальных станций


На орбитальных станциях было больше места, можно было повисеть у стола с собственным подносом еды. Рацион же практически остался неизменным. Разве что на станции «Скайлэб» хотели добавить в меню столовое вино, но из-за возмущения общественности, эти планы были отменены:





Шаттлы и МКС

Современная еда построена на тех же принципах. Рацион собран из сублимированных продуктов, обычных консервов (у американцев в пакетах, у нас в банках), хлеба (в США используются некрошащиеся лепёшки, у нас — порционный хлеб), печенья и конфет, а также сухих напитков или пакетиков чая в пластике.


Консервы с термической обработкой в пакетах


Сублимированные продукты


Соусы, печенье, шоколад


Упакованные напитки


Коробка с российским рационом. Отличается консервами в банках вместо пакетов и национальной кухней — у нас наверняка больше чая в напитках.

Результаты

Конечно, не все типы продуктов есть на МКС, и космонавты иногда скучают по пельменям или жареной картошке, но в целом еда не сильно отличается от земной. Но это имеет свою цену — еда много весит, ещё часть веса добавляет упаковка. За 2013 год на МКС отправились 4 «Прогресса», по одному HTV, ATV, Dragon и Cygnus. Т.е. на орбиту было доставлено примерно 4*2500+6000+5500+3300+2000=26800 кг груза. Конечно, не всё это еда, но около 15 тонн еды и воды на МКС привезли. Если же мы летим на Марс на два года, то масса составит порядка 30 тонн. Прямо скажем, цифры неприятные. А есть ли какие-то способы уменьшить этот груз? Ученые со всего света много об этом думали.

Альтернативные диеты


Ещё до первого полёта в космос человека, различные люди и организации разрабатывали программы питания в космических полётах. Таких программ было создано очень много: жидкие диеты (молочные коктейли, эгног-диета), питательные палочки, кубики и шарики, но все их отличало то, что они плохо показывали себя на тестах. Нельзя не сказать о том, что люди, в этих тестах участвующие, проявляли героизм едва ли не больший, чем астронавты, потому что им приходилось питаться этими экспериментальными диетами дольше, чем длились тогдашние космические полёты.
Ничем не сдерживаемая фантазия рисовала всё более экзотические идеи — мышиные фермы как источник мяса, съедобные бумага, одежда и детали космического корабля, но это не дошло даже до стадии эксперимента.

Замкнутый цикл


Особняком стоит идея использования на корабле замкнутого цикла жизнеобеспечения. Растения/водоросли потребляют углекислый газ и отходы жизнедеятельности экипажа, а выделяют кислород и производят еду. В теории это самый выгодный вариант. Но, конечно же, попытки реального воплощения столкнулись с различными проблемами.

Хлорелла подвела



Ученые и фантасты ставили на трон системы жизнеобеспечения замкнутого цикла одноклеточную водоросль хлореллу. Действительно, неприхотливая, живущая в лужах и канавах водоросль производит кислород и размножается, требуя только воду, свет, углекислоту и немного минералов. Хлорелла теоретически питательней пшеницы, так как содержит 45% белка, 20% жиров и 20% углеводов. Но все эти мечты оказались разбиты тем фактом, что хлорелла человеком не усваивается — слишком плотная клеточная стенка недоступна для расщепления человеческими ферментами. В принципе, современная технология может предложить как минимум три пути решения этой проблемы: расщепление клеточной стенки технологическими методами (термообработка, мелкий помол или что-то ещё), биологическими методами (взять с собой ферменты, расщепляющие стенку и добавлять их в еду) или же вывести ГМО-хлореллу с доступной для расщепления стенкой. К сожалению, в настоящее время какие-то заметные работы с хлореллой ведут только коммерческие фирмы, которые продают её как БАД (статья в Википедии, отредактированная летом 2013 года) или как добавку для животноводства, что достаточно печально с точки зрения обеспечения космических полётов.

Моральная проблема

На форуме «Новостей космонавтики» я как-то читал такой пост сотрудника ЦУП (привожу по памяти): «Тяжелый рабочий день — прибежали фанаты замкнутого цикла жизнеобеспечения, поили всех рециркулированной мочой, к счастью, я смог тихо сбежать». Увы, необходимость пить рециркулированную мочу вызывает психологическое отторжение, что осложнит и так психологически тяжелый длительный полёт. Система, которая регенерировала воду из воды, выдыхаемой с воздухом, и другого конденсата воспринимается нормально, поэтому СРВ-К (система регенерации воды из конденсата) работала с первых орбитальных станций «Салют» и стоит сейчас на МКС. А вот СРВ-У (система регенерации воды из урины) стояла только на станции «Мир», а на МКС рециркулированная вода из урины идёт на электролиз и из неё получают кислород для дыхания.

Успешные эксперименты


В то же время, в СССР были достаточно успешные эксперименты по замкнутым системам: БИОС-2 и БИОС-3. БИОС-3 начал работу в 1972 году и функционирует сегодня (на сайте отчет за 2012 год, новостей о закрытии в Сети нет). Изначально проект имел четыре герметизируемых отсека (два фитотрона для выращивания растений, один культиватор для водорослей — регенерация атмосферы и жилой отсек) общим объемом 315 м^3. В фитотронах выращивался обширный набор специально подобранных растений (пшеница, соя, салат, чуфа, морковь, редис, свёкла, картофель, огурцы, щавель, капуста, укроп, лук) и проводились эксперименты по «автономному полёту» длительностью до полугода. Результаты впечатляют — по воздуху и воде достигнут практически 100% замкнутый цикл, по пище — 50-80%. Комплекс пережил перестройку и кошмар 90-х, и, согласно информации на официальном сайте, модернизируется и принимает участие в международных программах.


Общий вид комплекса


Фитотрон

Выводы


В целом, в части обеспечения едой длительной экспедиции, у человечества достаточно неплохие позиции. Даже на уровне технологий 70-80-х годов эксперимент БИОС-3 вселяет оптимизм, а распространение технологии генной модификации может дать нам ещё более эффективные космические растения. Также постоянно ведутся работы с растениями на МКС.

Дополнительные материалы


Очень интересный фильм «Пути жизнеобеспечения в космосе», рассматриваются и физико-химические (СРВ-К, У) и биологические (БИОС-3) методы


Недавний выпуск передачи «Космонавтика». Стоит отметить положительный эффект работы с растениями на психику и порадоваться за молодое поколение, которое стремится работать по этому направлению в будущем.


«Космическая одиссея, век XXI», вопросы еды с 14 минуты.


Международный центр замкнутых биологических систем, сайт БИОС-3
Системы химической регенерации, НИИхиммаш

Источник фотографий еды NASA, рекомендую посмотреть фотографии в большом размере, видны двуязычные подписи названий продуктов и инструкций по применению.
Ещё фотографии современной еды на МКС
За фото еды из музеев спасибо блогерам, чьи копирайты указаны на фотографиях.

Рекомендую почитать книгу «Обратная сторона космонавтики» Мэри Роуч. Про еду там в самом конце, весьма любопытно.
Говорят, есть ещё книга «Поваренная книга астронавта», но я её не читал, ничего не могу сказать.
Филипп Терехов @lozga
карма
541,7
рейтинг 201,5
Пользователь
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (104)

  • +5
    Спасибо, интересно было почитать.
    Ожидал увидеть личиночные фермы и прочих насекомых.
    • +7
      Я не видел упоминаний о серьезных исследованиях. Всё-таки дизайнерская ферма — это не уровень НИИ. Хотя, может быть, этим займутся на Ближнем Востоке или в Китае, там, где отношение к питанию личинками нормальное.
      • 0
        Да, дизайнерская ферма первое, что приходит на ум, но мне встречались выкладки, где конкретно личинки были описаны как ценный питательный продукт при более низких потреблениях корма.
        Хоть на первый взгляд это и выглядит несколько неприятно, мне кажется это было бы неплохим решением, в том числе и в космической сфере питания.
  • +5
    Вот в коллекцию ещё одна фотография из московского музея космонавтики с другого ракурса
    .


    «Шаттловская» еда (в таких больших фольгированных пакетах) что интересно, сейчас коммерчески продается во многих научных музеях. Об аутентичности не уверен, но из любопытства попробовать можно.

    Рециркуляция воды в любом случае будет необходима. Вся вода на планете рециркулируется. Психологически эффект представляется штукой временной и выходящей из ранней неэффективности технологии.
    • +1
      Слева сверху виден пакет чая, я как раз искал нормальную фотографию, спасибо.
      • 0
        К сожалению в коллекции только один такой кадр и был в музее довольно давно.
        Чай там довольно паршивый на мою чаелюбительскую точку зрения, такой советский невкусный пакетик. Сейчас, надеюсь, всё получше.
        Можно зато заметить как он заваривается, сам пакет сделан по форме бутылки и при заполнении водой становится объёмным.
      • 0
        Скорее всего в виде экстракта, растворяемого водой…
        • 0
          На вид — просто пакетик. Экстракты (чайный порошок) популярны в Японии и меньше в Южной Корее, тут же может быть просто мелкий чай.
    • +2
      Всегда было интересно почему у нас используют консервы в банках? Это же дополнительный груз, может их как-то переиспользуют?
      Еще входят ли в рацион космонавтов витамины, минералы, аминокислоты, глюкоза и т.д? С ними вроде проще контролировать объем недостающих веществ в организме.
      • 0
        Потому что создания отдельного мясокомбината исключительно для космонавтики выигрыш по весу не окупит, поэтому часть консервов — обычные «гражданские». А консервы в пакетиках у нас нас (к сожалению) не распространены. Собственно, ситуация аналогичная армейским полевым пайкам.
        • 0
          Спорное заявление, как раз создание собственного завода для выпуска консервов для космоса, армии, туризма, условий крайнего севера и прочих экстремальных условий в изобилии присутствующих на территории нашей страны вполне оправдано, как с точки веса, так и с точки минимизации конечной стоимости.
          • 0
            Армия, туризм и крайний север не получат заметных преимуществ от перехода с банок на пакетики. Есть из банки в условиях гравитации удобнее, да и на огне её открытую проще греть.
            Зато банки прочнее и поэтому у них ниже требования к условиям хранения и транспортировки.
            • 0
              По пунктам:
              1. Удобнее есть. Для банки нужна еще ложка/вилка, а пакетик можно просто выдавить в рот.
              2. Подогрев. Есть куча пластиков, которым не страшен открытый огонь.
              3. Прочнее. Достаточно спорно. Кучу раз видел поврежденные и помятые банки с той же тушенкой, которые потом задалбываешся открывать. А пакетики можно просто сваливать в кучу в коробку/рюкзак и утрамбовать там. Никаких острых ребер, как от банок, да и поместится больше.
              • +3
                1. Удобнее есть. Для банки нужна еще ложка/вилка, а пакетик можно просто выдавить в рот.
                Вы побовали выдавливать из пакетика банку тушёнки? Попробуйте как-нибудь, ради интереса. Можете или положить сами из банки в пакет из толстой фольги, или купить «Биг Бон» вот такой, в картонке — там внутри как раз идёт фольгированный пакетик с тушёнкой.
                Скрытый текст

                2. Подогрев. Есть куча пластиков, которым не страшен открытый огонь.
                Дело не в огне, а в том, что банка сама себе сосуд и посуда. Её можно просто ставить открытой на огонь, а потом из неё есть, не боясь обжечься — разогретую банку можно ставить на любую поверхность и есть не держась или придерживая за отогнутую крышку. Пакет же придётся греть неоткрытым (иначе вытечет), а потом ещё и непонятно как открывать и есть.
                3. Прочнее. Достаточно спорно. Кучу раз видел поврежденные и помятые банки с той же тушенкой, которые потом задалбываешся открывать. А пакетики можно просто сваливать в кучу в коробку/рюкзак и утрамбовать там. Никаких острых ребер, как от банок, да и поместится больше.
                Помятая банка ≠ испорченная тушёнка. А один случайно несложенный нож или рассыпавшийся швейный набор в рюкзаке тихо вскроет все ваши пакетики так, что их содержимое придётся просто выкинуть. В то время как банками с тушёнкой можно играть в футбол на камнях, и тушёнке ничего не будет.
                • 0
                  > Вы побовали выдавливать из пакетика банку тушёнки?

                  Пробовал, ничего особо страшного. Правда там была не классическая тушенка «большой кусок мяса в жидкости», а кусочки помельче. Главное, чтобы отверстие позволяло им выйти.

                  > Помятая банка ≠ испорченная тушёнка.

                  Ну да, особенно когда там где-то незаметная трещина во вмятине или по ребру, из которой через недельку начинает течь и попахивать.

                  > А один случайно несложенный нож или рассыпавшийся швейный набор

                  Ивзините, но я себе очень слабо представляю, как такое вообще возможно допустить.Только, если, разве что, первый-второй раз все укладываешь.
                  • +1
                    Так насчёт удобства поедания горячей еды из пакетика без посуды у вас нет возражений?
                    Ну да, особенно когда там где-то незаметная трещина во вмятине или по ребру, из которой через недельку начинает течь и попахивать.
                    Ну, это разве что если об камни бить, да.
                    Ивзините, но я себе очень слабо представляю, как такое вообще возможно допустить.Только, если, разве что, первый-второй раз все укладываешь.
                    Вы по какому-то неказуальному туризму вроде горного легкоходства угораете, похоже. Ну, тогда представьте утренний скоростной сбор, когда вы побудку проспали, из-за того что вечером зашивали что-то.
                    P.S. А в казуальном лодочном походе, например, «укладкой» вообще не занимаются. Впихнул в вещмешок, чтобы вокруг не валялось — и Ok.
                    P.P.S. Блин, холивар какой-то вышел. Да, пакеты удобней, если нести надо на себе, посуда отдельная есть, и готовить/мыть её ты готов. А если возить машинами-поездами-лодками (а это все, кроме туристов-пешеходов), то минусов у банки практически нет, а закатывать в неё, как я понимаю, дешевле, чем в специальные пакеты, обеспечивающие сравнимую сохранность.
                    • +2
                      > Так насчёт удобства поедания горячей еды из пакетика без посуды у вас нет возражений?

                      Есть, но они не принципиальны :)

                      > Ну, тогда представьте утренний скоростной сбор, когда вы побудку проспали, из-за того что вечером зашивали что-то.

                      Не, не представляю все равно :) Зашивал — сложи все обратно. Воспользовался ножом — почисти его и сложи обратно. Извините, я не матерый турист (да и даже не продвинутый особо), но у меня это на уровне рефлексов чтоли уже. А у специально обученных людей, вроде космонавтов и военных — это должно быть забито в подкорку.
                      Ну да ладно, диалог действительно какой-то беспредметный уже выходит, предлагаю закончить на этом.
    • 0
      Что интересно тут уже простые ложки, а на фото из топика с образами животных, мне кажется в столь пастеризованном пространстве, увидеть частички родной культуры, космонавту будет очень приятно.
  • +2
    Ещё одна вещь, которая очень любопытна даже не только по отношению к космосу, это проект Soylent. Даже хочу как-нибудь провести эксперимент над собой и перейти на него на месяц.
    • 0
      Сталкивался, тоже было бы интересно поэкперементировать, но боюсь пищеварительная система будет скучать по твердой пище.
      • 0
        Как сам автор говорит, Сойлент заменяет питательную часть, но это не означает, что нужно запрещать себе обычную еду. Конфликта же нет.
        • 0
          Ну позиционируется продукт так, что мол, вам не нужно будет тратить время на готовку еды и т.д. А так «ни украсть, ни покараулить».
    • +8
      Знаю про этот проект и не верю в его успех. Во-первых, опыты с однообразным «суперпитанием» уже были на рынке США (гуглите «питательные палочки») и были неуспешны. Во-вторых, с жидкими диетами экспериментировали при разработке космического питания, с отрицательным результатом. В-третьих, разработчик, насколько я помню, технарь по образованию, и мне не нравится механистичность его подхода.
      Но, если у вас есть сильное желание, пробуйте, не оглядываясь на мой скептицизм. Ваш отчет как пользователя будет весьма ценен множеству людей.
      • +2
        Попробую и действительно не буду ни на кого оглядываться.
        Чувак технарь, но в команде у него много народу ближе к теме.
    • +1
      Проект интересный. Но после фильма «Зеленый Сойлент»(Soylent Green, 1973), само слово «сойлент» вызывает отторжение, хотя против него ничего не имею.
    • 0
      А если не секрет как Вы собираетесь его заказывать? Через посредника?
      • 0
        Напрямую, как начнутся открытые более-менее широкие продажи.
  • +1
    Простите, а цифра в 30 тонн только на еду на два года как рассчитана? На сколько астронавтов?
    Я так понимаю расчет на шесть человек? А то иначе она явна завышена. При правильном подборе рациона потребление пищи составляет около одного килограмма в день на человека массой 70-80 кг. То есть около 750 кг за два года. Шесть человек — три тонны. Если еще прибавить воду — три литра в сутки на человека (это на тридцать процентов выше минимальной нормы) — получится еще 12 тонн. Ну то есть как раз туда — обратно.
    Но с другой стороны продукты/воду/кислород на обратный полет лучше отправить отдельным транспортным кораблем заранее. Чтобы с собой не везти.
    • 0
      Ну и в дополнение, килограмм это уже не сублимат, а с примерно 30-40% воды (да-да, человек «пьет», в частности, и из самой еды) и рассчитано на земной мышечный расход. Я к тому что хотелось бы увидеть расчеты этих тридцати тонн.
      • 0
        Это не точный расчет, а скорее прикидка на глазок (реальную массу еды и воды узнать не так просто). Но неплохая, на шесть человек по расчетам фильма «Пути жизнеобеспечения в космосе» на два года будет 21,4 тонны.
        • 0
          Пардон, ошибся. На 3 человек на год по фильму 10,7 тонны, значит, для 6 человек на два года — 42,8 тонны.
          • +2
            Вы забыли одну маленькую но важную фразу из фильма ЕСЛИ РЕГЕНЕРАЦИЯ ПРОДУКТОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕ ПРОИЗВОДИТСЯ
            Подавляющая часть этих 10.7 тонн придется на питьевую и санитарную воду (5.0 тонн) и кислород (3.3 тонны), причем это с учетом упаковки.

            Собственно пищи потребуется лишь 1.5 тонны (снова с учетом упаковки). На 2 года / 6 человек, соответственно, 6 тонн.

            Чтобы посмотреть что меняет современная регенерация воды и кислорода я посмотрел сколько грузов уходит сегодня на снабжение МКС, взяв данные по российскому сегменту за 2010 год. На МКС в это время постоянно жило по 5-6 человек (обычно 6), половина в нашем сегменте, половина в американском.

            Так вот: обеспечение россиян за год составило: 1.2 тонны еды, 1.2 тонны воды, 0.25 тонн кислорода. Итого 2.7 тонны груза / год / трое человек. Американцам доставили еще 2 тонны. Итого 4.7 тонны груза / год / 5-6 человек. Правда еще 0.8 тонны пришлись на санитарные принадлежности, белье и т.д. Но все равно это и близко не Ваши 43 тонны.

            А так в открытом цикле а-ля советская космонавтика 70-х годов да, задолбаешься с собой воду и химические системы воздухообеспечения таскать.
            • 0
              Спасибо за данные по реальным поставкам. Приведите, пожалуйста, источник, и будет совсем хорошо.
              • +2
                Официальный сайт ЦУП Федерального Космического Агентства ФГУП ЦНИИМАШ
                www.mcc.rsa.ru/arh_vid.htm

                Кликаете на ссылочки по отдельным миссиям, там есть разбивка по доставленным продуктам и оборудованию
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +2
      Не очень понятно зачем отправлять другим кораблём (если отправление одним не вызывает проблем), ведь увеличиваются риски умереть с голоду — или корабль с едой нужно запускать сильно заранее и рисковать что за время ожидания его на орбите или поверхности что-то случится, или запускать параллельно и рисковать что «грузовик» не долетит. Имхо, отдельно можно запускать обеспечение непосредственно работы на поверхности, но полный путь туда и обратно должен быть автономен: грубо говоря, полетели, долетели, но если с обеспечением что-то не то, то развернулись и полетели назад.

      А так, похоже, уделяется внимание не только правильному (с точки зрения физиологии и прочей биохимии) рациону, но и вкусовым, эстетическим и другим подобным качествам, плюс упаковка — на одной из фото указан вес в 1,7 кг. Ну и вода, вероятно, не только для питья.
      • +1
        >Не очень понятно зачем отправлять другим кораблём (если отправление одним не вызывает >проблем)

        Вызывает. Он получается слишком тяжелым для преодоления гравитационной ямы.

        >ведь увеличиваются риски умереть с голоду

        Астронавты вообще перманентно рискуют.

        >или корабль с едой нужно запускать сильно заранее и рисковать что за время ожидания его >на орбите или поверхности что-то случится, или запускать параллельно и рисковать что >«грузовик» не долетит.

        Заранее конечно, и не один, с большим дублированием, и только на орбиту (посадка удорожает очень сильно). Заброс по баллистической орбите к Марсу контейнеров сейчас, стоит, в масштабах космических программ, «копейки», порядка 30 тысяч долларов за кило.

        >на одной из фото указан вес в 1,7 кг. Ну и вода, вероятно, не только для питья.

        Вода не для питья уже давно через «пи-пи» используется.
        • +1
          Вызывает. Он получается слишком тяжелым для преодоления гравитационной ямы.

          Нельзя, имхо, сказать однозначно вызывает лишние 15 тонн большие проблем или нет, не являясь разработчиком системы.
          Астронавты вообще перманентно рискуют.

          Сознательно увеличить риски?

          Заранее конечно, и не один, с большим дублированием, и только на орбиту

          Может и проще, но лично мне больше нравится сборка на орбите а-ля МКС и отправка на Марс одной «кучей».
    • 0
    • –1
      Два года — это полет в обе стороны, по году в каждую. Так что 30 тонн это явно завышенная цифра.
      • +4
        Смотря как жрать! В космической депрессухе космонавты могут подсесть на еду.
  • –8
    Почему нельзя для ускорения полёта использовать какой-нибудь хитрый гравитационный маневр? В книжке А. Лазаревича «Повелитель Марса» ГГ использовал двойной гравитационный маневр в системе Земля-Луна для разгона. Подобное практически никак невозможно?

    > что осложнит и так психологически тяжелый длительный полёт.
    Почему сейчас в космос запускают слабаков с всяческими психологическими трудностями? Современные комсонавты/астронавты выглядят, мягко говоря, не идеалами. В гагаринские/шеппардовские времена запускали лучших из лучших (в книжке «В плену орбиты» Мартина Кейдина описан образ/подготовка астронавта тех времён, очень впечатляет). Что сейчас мешает выбирать для исследования космоса лучших представителей человечества? Или «настоящего человека» сегодня вообще не осталось?
    • +3
      Эффективность гравитационного маневра прямо пропорциональна массе того тела, за счет которого разгоняются, в системе Земля-Луна с массой не очень. А вот время маневра очень сильно возрастает, особенно если его повторять. Автоматы используют гравитационные маневры, но они-то могут годами летать в спящем режиме, в отличие от людей

      Не в слабаках дело, полетят лучшие, но психологическая нагрузка влияет на эффективность миссии. Люди не железные, от них требуется эффективные сложные действия в обстановке повышенного риска, поэтому зря их мучить не стоит.
      • –2
        А нужен ли в космосе человек, испытывающий душевные страдания от присутствия СРВ-У на борту?
        Может лучше выбрать кандидатов, руководствующихся здравым смыслом, а не эмоциями?
        • +1
          Роботов? Так уже :)
  • 0
    В случае полёта к Марсу невесомость, надеюсь, не будет важна. Можно привязать последнюю ступень к кораблю верёвкой и раскрутить эту гантелю, чтобы центробежная сила заменяла гравитацию.
    • 0
      У каждого варианта есть свои плюсы и минусы. С невесомостью бороться мы более-менее научились, а вот как производить коррекцию курса вашей «гантели» я представляю с трудом.
      • 0
        Думаю, что вполне можно будет посчитать. При достаточной длине верёвки период вращения будет приличным, двигатели коррекции можно включать и выключать многократно.

        По прибытии на Марс будут перегрузки и марсианская гравитация, что после двух лет в невесомости крайне неприятно. Опять же растениям проще будет в полёте.
        • 0
          Эксперименты по посадке виртуального «марсианского модуля» проводят с 2013 года на вернувшихся космонавтах. Жаль, отчета о результатах таких экспериментов пока нет.
    • –1
      Невесомость для организма вредна. Несколько лет лететь, чтобы преломать ноги при первом же шаге? Не говоря уже о том, что при регулярных коммерческих рейсах в будущем проблему всё равно нужно решать. Центральная ось с ускорителями и кабиной и насаженные на неё вращающиеся барабаны — чем вам не гироскоп? Странно, что такую орбитальную станцию ещё не собрали, вместо кучи узких трубок МКС. В чём причины?
      • +1
        С инженерной точки зрения, вращающаяся система на порядок сложнее статичной.
        Трение, синхронизация с корректирующими маневрами станции, вопросы прочности при долговременном натяжении на разрыв в условиях космической радиации и т.д.
        • 0
          Ясно, но начали бы разрабатывать что-либо экспериментальное. Обитальную станцию можно собрать прямо в космосе из сегментов в виде цельного кольца. При любых проблемах её вращение можно затормозить и легко запустить вновь.
      • –1
        Регулярных космических рейсов в сколь-либо обозримом будущем не будет. Увы. А существующие станции и так фантастически дороги (при околонулевой практической ценности за исключением политической) чтобы увеличивать их стоимость еще в разы.
        • +8
          Ну не знаю, мир меняется непредсказуемо. В США, например, уже первый частный космопорт открылся. Сверехчистая металлургия, биологические лаборатории, туризм. Неужели я один вижу в них смысл. А их фантастическая стоимость меркнет по сравнению с военными учениями, олимпиадами и дорогами в Сочи, у которых практическая ценность ещё меньше.
          • +5
            Дороги, газопроводы, электростанции в Сочи вполне себе имеют приличную ценность. Возможно неадекватную объему вложенных денег, но все же заметно отличную от нуля. А польза от космических станций на сегодняшний день по сути сводится к красивым фотографиям из космоса.

            Допустим однако что мы решили вложить в МКС побольше денег и организовать там все-таки что-то полезное. Одна биологическая лаборатория на МКС будет стоить как 20-50% от стоимости Олимпиады. При этом шансы получить там что-то интересное будут не сильно отличаться от земных. Зачем? У нас на Земле лабораторий слишком много? Почему бы эти деньги не потратить на гораздо большее число земных лабораторий, что даст намного большую пользу? Или вот организуем сверхчистую металлургию и предположим что нам удастся там вырастить что-то полезное (хотя МКС для этих задач не очень хорошо подходит, ибо при общей невесомости все же слегка вибрирует из-за наличия на борту людей и другого оборудования). Мы получим небольшой кристалл стоимостью в десятки миллионов долларов. Где мы его сможем при такой цене применить? Даже получив какой-то полезный результат мы просто не сможем его использовать в массовом производстве, понимаете?
            • 0
              Самое интересное, что можно делать на МКС — испытания при пониженной гравитации. Пристроить к ней то самое кольцо с центробежной силой тяжести и исследовать.
  • 0
    > Перелёт по баллистической траектории без включения двигателей займет примерно два года, а имеющие небольшую тягу электрореактивные двигатели не смогут сильно сократить срок полёта.

    Почему не смогут?
    Вроде вон движки класса VASIMR, насколько я читал, могут многократно сократить это время.
    Бонусом будет какая-никакая, а гравитация при разгоне-торможении.
    • 0
      VASIMR как и любому другому ЭРД нужен очень мощный источник энергии, даже разрабатываемые реакторы, насколько я помню, слабоваты.
      • 0
        Ну это да, там бы сотню-другую мегаватт закачать в движок, было бы совсем хорошо.
        Но, можно использовать не только реакторы же, а и дополнительно накапливать из солнечных батарей.
        • 0
          Сотня-другая мегаватт — это вполне себе очень крупный исследовательский ядерный реактор. Такое пока в космос не загонишь.
      • 0
        Там большая тяга и не нужна если можно развивать малую тягу, но очень долго. Время перелета сократится почти так же сильно.
        Энергии больших солнечных батарей, в принципе, должно хватить на довольно приличное сокращение времени перелета.
  • +1
    Не очень понимаю зачем там ложка.
    • 0
      Она удобна для еды что из банки, что из пакета. Посмотрите «космическую одиссею, век XXI», там как раз едят рис с карри столовыми приборами.
  • +1
    Интересный момент состоит в том что производство еды и производство кислорода не являются независимыми процессами.
    В первом приближении человеку нужно столько кислорода сколько он потребляет еды, а производство еды выделяет столько кислорода сколько потребуется на её последующее использование.
    То есть достаточно научиться выращивать достаточно продуктов для питания и кислород генерировать не придется.
    Если часть выращенной биомассы не используется то кислорода будет вырабатываться даже больше чем нужно, но не уверен что это разумный подход — зачем таскать лишнюю массу? Впрочем наверное какое-то количество подобных избытков все равно неизбежно.

    Интересно это все потому как распространенной ошибкой является тезис о том что на самом большом космическом аппарате — Земле — кислород производят леса, и это дало довольно характерные штампы в НФ на предмет космических кораблей и подводных городов засаженных деревьями. На практике же куда больше кислорода произведет засаженное пшеницей поле.
    • 0
      Основное количество кислорода вырабатывают океанические водоросли и фотосинтезирующие бактерии, но при этом имейте в виду, что они сами его ночью и потребляют.
      • 0
        Речь как раз о совокупном балансе производства и потребления.
        Лес конечно днем производит кислород, просто затем в менее благоприятные для фотосинтеза времена лес и его обитатели (прежде всего микроорганизмы) потребляют все произведенное.
  • 0
    А вообще — не понимаю почему замкнутый цикл считают самым выгодным.
    Забросить груз на орбиту Марса и спустить его на поверхность стоит не намного дороже чем вывести этот же груз на геостационар. Это обратно на Землю с Марса вернуться довольно сложно, а вот «в одну сторону» — проблем особых нет.

    Замкнутый цикл имеет смысл тогда когда масса установки замкнутого типа (включая потребные системы для её функционирования) оказывается меньше чем масса продуктов питания. Думается мне что сейчас такие системы выгодны разве что при полетах длящихся десятилетия
    • 0
      При проработке реального проекта (когда таки соберутся) можно будет посчитать, что будет выгоднее на основе достигнутых технологий.
  • 0
    Неужели наши ничего лучше жестяной банки не придумали?
    • +2
      Вы так говорите, будто это что-то плохое.
      • +5
        По лишнему весу — ничего хорошего.
        • +2
          Скорее всего ее вес не существенен.
        • +4
          ШОК! Питание из жестяных банок приводит к лишнему весу!
        • +1
          Во-первых, традиции и привычки, которые и в космосе живы, у нас консервированное мясо или картошка в пакетах практически отсутствует, я, например, ни разу не видел. Во-вторых, жесть в консервах наверняка тонкая, вряд ли у них большие требования к жесткости. Доводилось мне питаться отечественным армейским рационом, там попадаются банки более тонкие и мягкие, чем обычные консервы в магазине. В-третьих, судя по непрозрачности, фольга американских пакетов может быть металлизирована, в любом случае, она толстая и плотная. Так что не думаю, что консервы в банках сильно тяжелее.
          P.S. Вообще, если посмотреть, то в такой упаковке хватает нерациональных элементов. Зачем наклейки с этикетками? Зачем одноразовые питьевые пакеты? Много что сделано нерационально с точки зрения веса ради удобства, комфорта или по привычке.
    • +1
      Железную банку стерилизуют вместе с содержимым в запечатанном состоянии. Таким образом, никакие бактерии туда уже не проникнут.
      С американскими же пакетами неясно: если там такая же технология, и пакет настолько термостойкий, то это однозначно круче, и у наших отставание в процессе.
      Если же ему туда помещают после обработки, то это менее надёжный способ.
      • +1
        В России просто консервы в пакетиках вообще не распространены как таковые, как и молоко в пластиковых канистрах, например. Видел тушёнку в пакетиках только внутри пачек лапши быстрого приготовления.
        У нас и в армейских «сухопаях» банки-банки-банки, хотя во многих странах идут одни пакетики. Думаю, это связано с традиционной приверженностью к жидкой горячей пище.
        Британский полевой рацион
        Датский Dinner Portion
        • 0
          Технологии для космоса вообще нигде «не распространены как таковые».
          • 0
            Не понял, что вы хотели сказать.
            В других странах мясные консервы в пакетах распространены, в отличие от России, вот я о чём.
            • 0
              Я о том, что для космоса разрабатываются и используются свои специализированные технологии, а не тупо берётся то что распространено.
              • +2
                Вот прямо-таки с нуля всё разрабатывается специально для космоса, начиная с выращивания коров из пробирки? =)
                На МКС, например, стоковые ThinkPad'ы используют, вы в курсе? Меняют только вентиляторы (т.к. в невесомости горячий воздух сам не поднимается) и блоки питания (для работы от бортовой сети).
                Фото
                image
                image из Вики
                • +8
                  О! Да на фотографии же вполне стоковые люди без каких либо переделок! А ведь они не предназначались для работы в невесомости. :)
              • 0
                Разрабатывается если имеет смысл.
      • +2
        Стерилизовать пластик и все что в пластик запечатано проще радиацией. В медицине широко применяется и дает к слову значительно лучшие результаты чем термообработка. Химическая стерилизация тоже дает отличные результаты. Не термообработкой, в общем, единой жива пищевая промышленность :)
        • 0
          А пластику (оставим вопрос про белки, аминокислоты и прочее в пище) от радиации плохо не станет?
          • 0
            Зависит от пластика, но насколько я понимаю, даже тот пластик который существенно реагирует на радиацию просто сильнее полимеризуется и становится более прочным, но более хрупким. Есть даже основанные на этом производства всяческих изделий из пластика типа труб — радиационная обработка придает им дополнительную прочность.

            А белкам и т.д. от радиации конечно станет плохо. Иначе бы стерилизации не было. Но термообработка основана на том же самом эффекте разрушения биологически активных молекул. Для человека это не очень существенно, т.к. желудок так и так разлагает пищу на отдельные «кирпичики» а не пытается усваивать органику целиком. Разве что витамины могут пострадать.
            • +1
              Проблема с облученной едой не сколько в изменении структуры, сколько в наведенной радиоактивности. При стерилизации используется бета и гамма, которые не наводят радиоактивность. А в космических лучах все гораздо печальнее.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +1
  • +3
    #irony on
    Хорошая попытка, но нет. Пожар в теплице Икарус-II не забыт!

    image

    #irony off
  • –4

    Зря они так :3
  • +1
    Надеюсь к тому времени как люди полетят на Марс изобретут полноценные кулинарные 3D принтеры, не такие как в Star Trek но всё же достаточные для печати разных вкусов и форм с одних и тех же пищевых картриджей
    • 0
      Кстати, да. Сочетание пищевой хлореллы с 3D-принтером и вкусовыми добавками — это интересная идея.
  • –1
    Сейчас soylent green доделают, и проблема будет решена.
    • +2
      На станцию будут отправлять только новых космонавтов? У Китая очевидное преимущество.
      • 0
        Новый, вебдванольный Solyent Green делают из веществ, эквивалентных натуральным.
  • 0
    За 2013 год на МКС отправились 4 «Прогресса», по одному HTV, ATV, Dragon и Cygnus. Т.е. на орбиту было доставлено примерно 4*2500+6000+5500+3300+2000=26800 кг груза. Конечно, не всё это еда, но около 15 тонн еды и воды на МКС привезли.


    Думаю это фактическая ошибка. Я посчитал за 2010 год полезную нагрузку Прогрессов и оказалось что они таскали в среднем по 950 кг кислорода, воды и еды (540 кг на наш сегмент, 410 на американский). В 2013 аналогичный расчет дает 720 кг на российский сегмент, 102 кг на американский. В Вашем расчете они посчитаны как 2500 / 1400 кг. ATV нес на себе 100 кг кислорода, 565 кг воды и менее 600 кг еды (вообще, его общая загрузка за вычетом топлива — 2.6 тонны) — засчитано за 6 / 3.3 тонны, ну и т.д.

    В 2010 году для обеспечения станции всем необходимым для 5-6 человек хватило 5 полетов Прогрессов и порядка 5 тонн грузов. По 2013 дать расчет труднее, но можно оценить что это было не более 7 тонн. Все остальное — это топливо и научное оборудование.
  • +2
    В принципе в мятежнуюю юность сам размышлял на такие пробелмы. Скажу что дистиляция мочи не самая «извратная» идея — я рамышлял над тем чтоб в «канаизации» корабля разместить грибковую или бактериальную культуру — которая будет расти в такой среде после чего будет отделена и переработанна в пищевой белок, а минеральные остатки — пойти на подкормку растениям (приятного вам аппетита). Еще был вариант где вместо еды можно давать экипажам раствор простейшего белка и какогонить углевода (молочного сахара к примеру) — контейнеры с таким порошком долны занимать места/веса меньше чем шушера в пакетах.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.