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在“天宮”中,航天員們?nèi)绾魏壬弦槐瓱岫節(jié){?

2022-03-30 10:56:00
來源:科技日?qǐng)?bào)
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  在“天宮”中,航天員們?nèi)绾魏壬弦槐瓱岫節(jié){?

  從外表上看,“太空豆?jié){”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豆?jié){不同,“太空豆?jié){”無須粉碎,它是在地面生產(chǎn)的脫渣豆?jié){粉。這種豆?jié){粉可以用飲水機(jī)流出的適溫凈水直接沖飲,不存在加熱問題。

  屈指算來,神舟十三號(hào)的3位航天員即將圓滿完成任務(wù),返回地面。對(duì)李工來說,他既期待著航天員們的凱旋,也關(guān)注著他們?cè)谔绽锏娘嬍城闆r。

  李工的身份是九陽股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱九陽)太空廚房項(xiàng)目部副總設(shè)計(jì)師。他和同事們或主導(dǎo)或參與研發(fā)了4套技術(shù)進(jìn)入“天宮”,為航天員提供生活保障。

  這4套技術(shù)分別是熱風(fēng)加熱裝置、飲水分配器、“太空豆?jié){”以及智能物聯(lián)控制App。在“天宮”里,熱風(fēng)加熱裝置用來加熱航天食品及制作酸奶,飲水分配器用來濾除含銀原水并定量供應(yīng)航天員飲用水,智能App用來控制空間站所有廚房產(chǎn)品,而“太空豆?jié){”可在太空環(huán)境下沖飲。

  在太空中吃好喝好并不容易

  從外表上看,“太空豆?jié){”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豆?jié){不同,“太空豆?jié){”無須粉碎,它是在地面生產(chǎn)的脫渣豆?jié){粉。這種豆?jié){粉可以用飲水機(jī)流出的適溫凈水直接沖飲,不存在加熱問題!疤斩?jié){”面世的背后,是滿足“破壁等級(jí)2級(jí)、航天食品化學(xué)污染要求和感官評(píng)價(jià)A級(jí)”的三合一技術(shù),其不僅確保了“太空豆?jié){”安全、營(yíng)養(yǎng)、口味的太空品質(zhì),并由此獲得了國(guó)家發(fā)明專利。

  想喝豆?jié){必須要有水,而在太空環(huán)境中,對(duì)水溫控制要精確,對(duì)水速控制要更穩(wěn)定。據(jù)了解,失重環(huán)境下水流中容易產(chǎn)生氣泡,需要精確控制出水速度,保證出水均勻,避免氣泡產(chǎn)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(huán)境的影響,還要避免微生物的污染。

  研究顯示,國(guó)際空間站上曾發(fā)現(xiàn)84種微生物,而且來源多樣,有乘員自體攜帶的、空間站里面的材料和設(shè)備攜帶的、在地面總裝測(cè)試階段和發(fā)射準(zhǔn)備階段引入的、來訪航天器及其貨物所攜帶的微生物。這些意味著幾乎所有的太空廚房都要使用抗菌材料。

  李工舉例:“在空間站中,日常飲用水凈化后菌落總數(shù)指標(biāo)非常嚴(yán)格,近乎于0,嚴(yán)于生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求!

  此前,西南交通大學(xué)功能高分子材料團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的“載人航天器艙內(nèi)抗菌材料研制及推廣應(yīng)用”項(xiàng)目在2020年獲得四川省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。項(xiàng)目研發(fā)的“四針狀氧化鋅晶須”抗菌材料具有獨(dú)特的立體四針狀三維結(jié)構(gòu),在塑料、橡膠、涂料活性炭等多種基體材料中均勻分布,可賦予材料獨(dú)特的抗菌功能特性。由西南交通大學(xué)主導(dǎo)、九陽參與,該載人航天抗菌材料成果順利轉(zhuǎn)化,被應(yīng)用到了太空廚房里。

  實(shí)現(xiàn)“太空食物”均勻加熱

  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”里都出現(xiàn)了。 關(guān)鍵問題是如何加熱?

  據(jù)介紹,相比地面上,失重狀態(tài)下食物的漂浮會(huì)影響食物的均勻加熱;同時(shí),太空加熱都需要帶包裝,這其中的挑戰(zhàn)是帶包裝食品的包裝材料的熱阻隔和食品的受熱均勻性問題。

  李工介紹,圍繞著航天食品的特性和太空失重環(huán)境,他們提出了全新熱風(fēng)加熱裝置設(shè)計(jì)構(gòu)想,并運(yùn)用數(shù)學(xué)建模、力學(xué)和流體仿真等方法和工具,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì),最終完成了熱風(fēng)加熱裝置的設(shè)計(jì)定型。

  這種熱風(fēng)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上而不是“飄”在半空中,不僅能夠加熱多種食物且可使食物受熱均勻,還可以對(duì)鋁箔包裝、金屬罐頭、塑料包裝等多種有包裝的食物進(jìn)行加熱,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(guó)美食進(jìn)入太空。

  “最近,中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心給九陽發(fā)來感謝信,航天員反饋九陽研制的相關(guān)設(shè)備在軌應(yīng)用體驗(yàn)良好,讓我們備受鼓舞和自豪!本抨柛倍麻L(zhǎng)韓潤(rùn)向記者表示:“我們通過自主創(chuàng)新技術(shù)成功解決了‘真空、失重、無對(duì)流’等極端苛刻的外太空環(huán)境下的飲食加工、飲水凈化等難題!

  記者了解到,作為最早參與國(guó)家載人航天工程項(xiàng)目研制的企業(yè)之一,九陽早在2014年就承接了太空廚房項(xiàng)目研制任務(wù)。韓潤(rùn)強(qiáng)調(diào):“智能太空廚房是中國(guó)原創(chuàng),達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平!睋(jù)悉,上述產(chǎn)品均已轉(zhuǎn)化為民用,并進(jìn)入了市場(chǎng)。

[責(zé)任編輯:孫海倫]