為了讓執(zhí)行長(zhǎng)期太空任務(wù)的航天員吃上營(yíng)養(yǎng)豐富的熱飯，喝上一杯熱豆?jié){，中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心聯(lián)動(dòng)企業(yè)共同開(kāi)發(fā)，引入全新的理念和思路，探索出讓航天員在太空生活更加健康、舒適的解決方案。

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(lái)說(shuō)，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。

李工是九陽(yáng)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“九陽(yáng)”）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(lái)加熱航天食品及制作酸奶，飲水分配器用來(lái)濾除含銀原水并定量供應(yīng)航天員飲用水，智能App用來(lái)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。

太空中吃好喝好并不容易

在長(zhǎng)期太空生活中，受制于空間站特殊環(huán)境，航天員的飲水有嚴(yán)格的規(guī)定，飲水時(shí)間、飲水頻次和飲水量要嚴(yán)格按照程序進(jìn)行。中國(guó)人喜歡喝熱水，而在太空失重環(huán)境下，為防止因汽泡影響到出水量，水加熱需要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫?！拔覀儾捎脙羲图訜嵋惑w化的技術(shù)，精準(zhǔn)溫控和水量分配以及燜燒回流，使得加熱產(chǎn)生的蒸汽不會(huì)向外排。提高加熱效率的同時(shí)還節(jié)約能源。”李工展示了九陽(yáng)在空間站凈水設(shè)備研發(fā)過(guò)程中的記錄檔案夾。

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(wú)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(wèn)題。

“太空豆?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)。高科技的應(yīng)用，確保了“太空豆?jié){”安全、營(yíng)養(yǎng)、口味的太空品質(zhì)，也由此獲得了國(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。

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(lái)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(lái)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?！霸诳臻g站中，日常飲用水凈化后菌落總數(shù)指標(biāo)非常嚴(yán)格，近乎零，嚴(yán)于生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求?！崩罟づe例說(shuō)。

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(yáng)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(yú)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(wèn)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(wèn)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(lái)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，航天員反饋九陽(yáng)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。”九陽(yáng)副董事長(zhǎng)韓潤(rùn)表示：“我們通過(guò)自主創(chuàng)新技術(shù)成功解決了‘真空、失重、無(wú)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?！?/span>

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(yáng)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。”據(jù)悉，上述產(chǎn)品均已轉(zhuǎn)化為民用，并進(jìn)入了市場(chǎng)。（編輯 李闖）

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