مقاله تکامل غذای فضانوردان از گذشته تا کنون

بخشی از مقاله

چکیده:

غذاهای فضایی در طول تاریخ نیم قرنی فضانوردی بشر، به سرعت پیشرفت کرده اند و روز به روز به غذاهای معمولی شبیه تر شده اند. غذاهای اولیه مخلوط خشک شده ای از ترکیبات غذایی بود که کلیه نیاز های فضانورد را در خود می گنجاند ولی به دلیل طعم نه چندان دلچسب مورد پذیرش فضانوردان نبود، با گذشت زمان غذاهای خشک شده و فریز شده در سفینه های فضایی وارد شد و امروزه انواع متنوعی از غذاهای بسته بندی و استریل شده، انواع میوه و آجیل خشک و شیرینی ها را شامل می شود.

چنین غذاهایی علاوه بر اینکه باید از نظر طعم و سلامتی متعادل باشند، می بایست قابلیت نگهداری طولانی مدت بدون تأثیر بر ارزش غذایی را داشته باشند. استفاده از چاپگر های سه بعدی هوشمند چاپ غذا برای تولید نوشیدنی ها و غذاهای مختلف و امکان استفاده از تکنولوژی نانو، چشم اندازه تولید و بسته بندی غذای ویژه مأموریت های فضایی در آینده می باشد.

مقدمه:

حداکثر کارایی در اکتشافات فضایی به تغذیه مناسب وابسته است .تغذیه مناسب پایه حفظ کلیه فعالیتهای فیزیولوژیک بدن است. بی وزنی موجب تغییرات فیزیولوژیک در بدن فضانورد میشود به علاوه باید دانست شرایط محیطی موجود در فضا از قبیل تشعشعات، مخاطراتی را برای بدن فضانورد به وجود می آورد .در صورتی که فضانوردان در شرایط سلامت کامل نباشند موفقیت سفر به مخاطره می افتد و توانایی برای تحمل فضای خارج از جو کاهش می یابد. فراهم آوردن درشت مغذ یها و ریز مغذی های مورد نیاز فضانوردان در مواد غذایی مصرفی آنها نکته مهمی است و اگر غذای تهیه شده برای فضانورد به دلیل بی اشتهایی و آنورکسیا مصرف نشود عواقب نامطلوبی به دنبال دارد که توجه کافی برای رفع آن ضروری است .

عوامل متعددی زمینه ساز وضعیت بی اشتهایی در فضا است .تحقیقات روشن ساخته است، کاهش دریافت در اکتشافات فضایی به دلیل عدم تخلیه سریع مواد دفعی حاصل شده از فعالیت فیزیکی از بدن افراد است .از این رو تنظیم دقیق دریافت و مصرف انرژی فضانوردان بسیار اهمیت دارد

در ابتدا دانشمندان تصور می کردند که رژیم غذایی در فضا باید رژیم کم باقی مانده باشد زیرا احتمال می دادند حر کتهای دستگاه گوارش در فضا کمتر می شود. در سفرهای فضایی به خصوص در سفرهای طولانی تر دیده شد که حرکت دستگاه گوارش کاملا نرمال است .از این رو رژیم غذایی نرمال تهیه شد تا موجب عبور آسان مدفوع یک یا دوبار در روز شود. عوامل متعددی زمینه ساز وضعیت بی اشتهایی در فضا است.

تحقیقات روشن ساخته است، کاهش دریافت در اکتشافات فضایی به دلیل عدم تخلیه سریع مواد دفعی حاصل شده از فعالیت فیزیکی حرارت و CO2 از بدن افراد است از این رو تنظیم دقیق دریافت و مصرف انرژی فضانوردان بسیار اهمیت دارد. سازمان فضانوردان آمریکا هزاره سوم را با امید گسترش اکتشاف های فضایی انسان خارج از مدار زمین آغاز کرده است .

این موضوع نیاز به افزایش مدت ماموریت های فضایی و بررسی میزان تحمل بدن در شرایط ب یوزنی دارد . در سفرهای کوتاه مدت تغییرات ایجاد شده در وضعیت تغذیه در اثر شرایط فیزیولوژیک حاصل شده قابل جبران است ولی افزایش مدت سفر نیا زهای افراد را کاملا تغییر داده و تاثیر غذا بر فعالیتهای روزانه را چندین برابر می سازد بدین ترتیب اهمیت تحقیقات تغذیه ای در موفقیت سفرهای فضایی مشخص می شود

متن اصلی:

زیر ساخت های طراحی غذای فضانوردان: بر اساس میزان فعالیت یک فضانورد، انرژی محاسبه شده برای او بین حدود 3000 کیلوکالری در روز خواهد بود .در روزهایی که فعالیت های خارج سفینه ای انجام می شود، انرژی 500 کیلو کالری اضافه تر مورد نیاز است که در رژیم فرد لحاظ می شود که البته نوعفعالیت اهمیت ویژ های دارد .ترکیب رژیم غذایی - کربوهیدرات، چربی و پروتئین - ، میزان و نوع فعالیت - پروتکل ورزشی - و نسبت انرژی پایه به انرژی کل در فضا و سطح زمین متفاوت است

در فضا انرژی پایه بالاتر و انرژی صرف شده در فعالیت کمتر است. در سفرهای طولانی به مدت 30 روز تا یک سال، ترکیب رژیم غذایی باید به صورتی باشد که 50 درصد از انرژی از منابع کربوهیدراتی، 30 درصد از منابع چربی و 15 درصد از پروتئین حاصل شود به علاوه فرد روزانه به 10تا 25 گرم فیبر و 1/5 کیلو کالری در سی سی آب - بیش از دو لیتر در روز - نیاز دارد .

در فضاپیمای آپولو ترکیب غذایی؛ 18 درصد پروتئین، 17 درصد چربی، 61 درصد کربوهیدرات، 1 درصد فیبر و تقریبا 3 درصد املاح بود و متوسط دریافت انرژی 1880 کیلو کالری بر روز بود .دریافت انرژی افراد از Kcal/Kg/d 37 در سطح زمین به Kcal/Kg/d 26/5 کاهش یافت و که موجب از دست رفتن7 از وزن افراد شد

در فضاپیمای اسکای لب ترکیب رژیم غذایی تغییر چندانی نکرد 25 چربی ،15 پروتئین ،58 کربوهیدرات ولی بدلیل وجود برنامه ورزشی منظم میزان کالری دریافتی به 2830 کیلو کالری در روز افزایش یافت .توانایی انتخاب غذای مورد علاقه که اکنون در سفرهای اخیر فرآهم شده است تمایل افراد به صرف غذا را افزایش داده است

در روزهای اول سفر بروز علایم بیماری حرکت در روزهای اول، کاهش زمان عبور غذا از دستگاه گوارش و تغییر فلور میکروبی روده - طبق گزارش فضانوردان روسیه - و تغیرات احتمالی دسترسی مواد مغذی همگی موجب کاهش اشتها و کاهش دریافت انرژی می شود .در این زمان توصیه می شود که فرد را مجبور به خوردن نکنیم و تنها با تامین مایعات مورد نیاز به رفع این حالت کمک کنیم زیرا اصرار به مصرف غذا در این زمان موجب ا یجاد حس پایدار تنفرا ز غذا در محیط سفینه خواهد شد

پیکره بندی غذا در فضا: برای آسان کردن هضم غذا، مه مواد غدایی به صورت تکه ها، بخشها و قطعات آماده شده و جیره غذایی روزانه عموما به چهار وعده تقسیم میشود .از آنجا که این مواد ممکن است فاسد شوند، برای نگهداری از آنها مراقبت زیادی به عمل می آید. غذا، تحت شرایط جدی بهداشتی تهیه و بسته بندی میشود و مواد خام و نیز غذاهای آماده، هر دو تحت تجزیه و تحلیل باکتریشناختی قرار میگیرند. در سفرهای کوتاه مدت آغاز عصر فضا، اشتهای فضانوردان در سرتاسر پرواز عادی بود .آنها میتوانستند بدون اشکال غذا را بجوند و قورت دهند .برای تأمین شرایط کار فضانوردان و تضمین زنده ماندن آنها در صورت بروز پیشآمد، یک جیره غذایی دیگر با انرژی و محتوای زیستی حداکثر نیز تدارک دیده شد .

امکان استفاده از این غذا به صورت سرد یا گرم و روشهای حفاظت آن تحت شرایط کاملا متفاوت و سبکی و استحکام بستهبندی آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت .غذاهای انتخاب شده اساسا شامل شیر، خامه، پنیر و گوشت پخته بیآب به شکل قیمه بود که به آنها بادام، کاکائو، نمک، شکر و قرصهای ویتامین نیز افزوده بودند .در کنار این غذاها مخلوطهای متنوع اشتهاآوری نیز تدارک دیده شد. با پیشرفت فضانوردی، اقامت طولانی انسان در فضا میسر شد .پرتاب ایستگاههای فضایی و سکونت انسان تا حدود 200 روز در فضا، دستاوردهای پزشکی زیادی به همراه داشت

در این سفرها، عملکرد تمام سیستمهای بدن به وسیله دستگاههای حساس گوناگون ثبت میشد .همچنین گزارشهای فضانوردان از وضعیت بدنی خود، نتیجه گیریهای پزشکان و زیستشناسان فضایی را دقت بخشید. تحلیل رفتن ماهیچهها در اثر عدم تحرک زیاد، کاهش سدیم، کاهش میزان گلبولهای قرمز خون و از دست دادن پتاسیم، موارد مهمی بود که از این مطالعات به دست آمد. فشارهای عصبی بر روی فضانوردان نیز به صرف انرژی بیشتر میانجامد .اکنون، اگر چه ترکیبات استفاده شده با سفرهای گذشته تفاوت اساسی ندارد، اما برای بهبود آنها و پیشگیری از عوارضی که در پروازهای طولانی مشاهده میشود، مواد ترمیم کنندهای به غذای فضانوردان اضافه میشود

در اولین سفرهای فضایی، غذا را به صورت خالص، بدون فیبر و به صورت خمیر دندان به فضانوردان می دادند، ولی خیلی زود معلوم شد این نوع تغذیه مخصوصاً در سفرهای طولانی برای فضانوردان به شدت آزاردهنده و غیرقابل قبول است و فقط مغذی بودن کافی نیست، بلکه عوامل متعددی از جمله موارد زیر باید در تغذیه و غذای فضانوردان مدنظر قرار گیرد:

·    کم حجم و سبک باشد.

·    ماندگاری بسیار بالایی داشته باشد.

·    خوش رنگ، خوش بو و خوش مزه باشد.

·    به گونه ای باشد که بشود آن را با قاشق یا کارد و چنگال خورد.

·    ذرات پراکنده در فضا ایجاد نکند.

·    تغییرات تحمیل شده به بدن را کاهش دهد یا حداقل تشدید نکند.

تامین غذایی با این مشخصات کار چندان ساده ای نیست و در حال حاضر ابتدا فضانوردان لیست غذاها و نوشیدنی های مورد علاقه خود را روی زمین به تهیه کنندگان غذا در فضا ارائه می کنند و از روی این لیست غذاها با فرم های زیر برای سفرهای فضایی آماده می شوند:

·    غذاهایی که با حرارت بالا ماندگاری آن ها را افزایش می دهند، مثل غذاهای کنسرو شده و...

·    لقمه های آماده خوردن، این ها غذاهای خشک یا نیمه خشک ماندگاری زیادی دارند و به راحتی در دهان خیس می خورند و آماده خوردن هستند.

·    غذاهای خشک شده در محیط سرد که قابل آب گیری مجدد هستند. این نوع غذاها به دلیل ماندگاری زیاد و وزن سبک، بسیار مورد توجه هستند. انواع پودر سوپ ها، شیرخشک و ... از این نمونه اند .

·    غذاهایی که به طور طبیعی مناسب شرایط فضا هستند؛ مثل انواع مغزها، تخمه ها و...

·    اگر مقدور باشد توسط سفینه های باری میوه تازه هم به ندرت در اختیار فضانوردان قرار می گیرد.

·    حجم لازم از این غذاها طوری برای هر نفر تعیین میشود که کلیه نیازهای وی را تامین کند، ولی معمولاً فضانوردان حجم مشخص شده را مصرف نمی کنند که یکی از دلایل آن مشکل غذا خوردن به خاطر عدم جاذبه می باشد

نتیجه گیری کلی و چشم انداز آینده:

چنین غذاهایی علاوه بر اینکه باید از نظر طعم و سلامتی متعادل باشند، می بایست قابلیت نگهداری طولانی مدت بدون تأثیر بر ارزش غذایی را داشته باشند. استفاده از چاپگر های سه بعدی هوشمند چاپ غذا برای تولید نوشیدنی ها و غذاهای مختلف و امکان استفاده از تکنولوژی نانو، چشم اندازه تولید و بسته بندی غذای ویژه مأموریت های فضایی در آینده می باشد.