在“天宮”中，航天員如何喝上一杯熱豆?jié){

□文/王延斌

“神舟十三號”的3 位航天員圓滿完成任務，順利返回地面。在等待他們返回的日子里，對李工來說，他既期待著航天員們的凱旋，也關注著他們在太空里的飲食情況。

李工的身份是九陽股份有限公司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(fā)了4 套技術進入“天宮”，為航天員提供生活保障。

這4 套技術分別是熱風加熱裝置、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航天員飲用水，智能物聯(lián)控制App 用來控制空間站所有的廚房產品，而“太空豆?jié){”可在太空環(huán)境中沖飲。

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，它是在地面生產的脫渣豆?jié){粉。這種豆?jié){粉可以用飲水機流出的適溫凈水直接沖飲，不存在加熱問題。“太空豆?jié){”面世的背后，是滿足“破壁等級2 級、航天食品化學污染要求和感官評價A 級”的三合一技術，其確保了“太空豆?jié){”安全、營養(yǎng)、口味的太空品質，并由此獲得了國家發(fā)明專利。

想喝豆?jié){必須要有水，而在太空環(huán)境中，對水溫控制要精確，對水速控制要更穩(wěn)定。據(jù)了解，失重環(huán)境下，水流中容易產生氣泡，需要精確控制出水速度，保證出水均勻，避免氣泡產生。

在空間站中，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。

科研人員研發(fā)“太空豆?jié){”

航天員王亞平正在介紹太空廚房

研究顯示，國際空間站上曾發(fā)現(xiàn)超過100 種微生物，而且來源多樣，有乘員自體攜帶的、空間站材料和設備攜帶的、在地面總裝測試階段和發(fā)射準備階段引入的、來訪航天器及其貨物攜帶的。這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，日常飲用水凈化后的菌落總數(shù)指標非常嚴格，近乎0，嚴于生活飲用水標準要求?！?/p>

此前，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。項目研發(fā)的“四針狀氧化鋅晶須”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，可賦予材料獨特的抗菌功能特性。該載人航天抗菌材料成果順利轉化，被應用到了太空廚房里。

實現(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，但關鍵問題是如何加熱？

據(jù)介紹，相比地面上，失重狀態(tài)下，食物的飄浮會影響均勻加熱；同時，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。

圍繞著航天食品的特性和太空失重環(huán)境，科研人員提出了全新熱風加熱裝置設計構想，并運用數(shù)學建模、力學、流體仿真等方法和工具，不斷優(yōu)化設計，最終完成了熱風加熱裝置的設計定型。

太空食品

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上而不是“飄”在半空中，不僅可使食物受熱均勻，還可以對鋁箔包裝、金屬罐頭、塑料包裝等多種有包裝的食物進行加熱，完美解決了食品包裝的兼容性和加熱的均勻性，讓更多的中國美食進入太空。