Grawitacja od kuchni. Chcesz coś ugotować w nieważkości? Zapomnij o przepisach babciPiotr Cieśliński, fizyk
Trudno wyobrazić sobie kuchnię bez zlewu, lodówki, piekarnika, sztućców. A grawitacja? Potrafiłbyś się bez niej obejść?
Zróbmy więc szybki eksperyment myślowy. Wyłączamy grawitację, ale wszystko inne niech nadal pozostaje bez zmian. Co się wtedy stanie? Katastrofa!
Ziemia wciąż obraca się wokół własnej osi, ale nic nas już nie trzyma przy jej powierzchni. Podłoga dosłownie ucieka nam spod nóg, pozbawieni ciężaru dryfujemy gdzieś pod sufit, a jeśli jesteśmy na wolnym powietrzu - odlatujemy w kosmos. A skoro mowa o powietrzu - cząsteczek atmosfery także już nic nie trzyma i one też uciekają w siną dal. Bez grawitacji Ziemia szybko straci powietrze, tak jak Księżyc, czy Merkury, które z powodu zbyt słabego ciążenia nie utrzymały swojej atmosfery. Bez grawitacji nie moglibyśmy żyć, bo się udusimy. A potem zginiemy z pragnienia, bo cała woda też wyparuje i odleci. Gdyby więc istniał taki wyłącznik, którego wciśnięcie wyłącza siłę ciążenia, jego użycie powinno być surowo zabronione.
Naczynia? Koniecznie bez kantów
Wyobraźmy sobie jednak, że mimo wszystko sięgamy do tego wyłącznika i grawitacja znika. Ale jesteśmy przygotowani - znajdujemy się w hermetycznie zamkniętej kuchni, zabezpieczonej przed ucieczką powietrza, w której sztucznie utrzymujemy normalne ciśnienie. Słowem, przebywamy w naziemnej stacji kosmicznej. Tak jak astronauci na orbicie mamy poręcze i pętle na nogi, żeby się utrzymać i w miarę sprawnie poruszać, choć musimy stale uważać, żeby nam nie uciekły sztućce czy garnki. Trzeba się też uważnie obchodzić z kruchymi czy sproszkowanymi materiałami, bo unoszące się w powietrzu i włażące do nosa i oczu okruszki, ziarenka soli i pieprzu czy drobinki proszku cynamonowego będą wielkim utrapieniem.
Trzeba też przemyśleć wiele, wiele innych spraw, co wcale nie jest łatwe, bo ziemskie przyciąganie zmienia świadomość - od siły ciążenia nie sposób się uwolnić, nawet w myśleniu. Na przykład: kto by wpadł na to, że naczynia powinny mieć kształt owalny lub sferyczny, bez żadnych kątów? Wiecie, jak w nieważkości trudno wygrzebywać wodę z kątów? Przecież w nieważkości nie ścieka.
No, ale teraz, choć w niezbyt komfortowym położeniu, można już jednak coś upichcić.
Gdzie te jajka sadzone?
Bierzemy więc książkę kucharską i... Nie, nic z tego, zapomnijcie też o babcinych przepisach, które były wymyślane w warunkach normalnego ciążenia.
Choć na co dzień nie zdajemy sobie z tego sprawy, grawitacja jest kluczową "przyprawą", bez której prawie żadne danie nam się nie uda. Na orbicie zupełną niemożliwością jest uzyskanie trywialnego jaja sadzonego czy naleśników, które przecież właśnie dzięki sile grawitacji rozpłaszczają się i zaokrąglają na patelni.
Ba, w stanie nieważkości trudno jest nawet zagotować wodę.
Normalnie proces gotowania polega na dostarczaniu ciepła z palnika lub grzałki do dna czajnika, a rozgrzane dno przekazuje ciepło stykającej się z nim wodzie. Cieplejsza woda się rozszerza, ma mniejszą gęstość i unosi się. Na dno zaś opada woda zimniejsza i bardziej gęsta. Ta wymiana cieczy spowodowana różnicą gęstości i ciężarów fachowo nazywana jest prądami konwekcyjnymi. Dzięki nim ciepło jest szybko rozprowadzane w całej objętości wody.
Niestety, bez grawitacji nie ma różnic ciężaru i te prądy zamierają. Ciepło nadal może być transportowane w wodzie (energię cieplną przekazują sobie poszczególne cząsteczki wody, kiedy się wzajemnie trącają), ale ten proces - zwany przewodzeniem cieplnym - jest dużo wolniejszy od konwekcji.
Co więcej, coś dziwnego się dzieje z bąbelkami powietrza. Normalnie w gorącej wodzie zaczynają się tworzyć pęcherzyki pary wodnej, a najwcześniej rodzą się one przy dnie, gdzie jest najcieplej. Siła wyporu wynosi je w górę. Tak się dzieje w normalnym świecie. Ale bez ciążenia nie ma wyporu. Pęcherzyki pary wodnej pozostają tam, gdzie się utworzyły, czyli przy dnie. Napięcie powierzchniowe sprawia, że łatwo się łączą ze sobą, co prowadzi do tego, że po chwili nad dnem unosi się jeden wielki i rosnący pęcherz gazu, który wygląda jak ogromna falująca meduza. Można to sobie obejrzeć w internecie, bo na początku lat 90. zeszłego wieku na pokładzie amerykańskich wahadłowców przeprowadzono i sfilmowano pierwsze eksperymenty z gotowaniem wody w stanie nieważkości. Eksperyment był konieczny, bo w pobliżu punktu wrzenia woda zachowuje się dość chaotycznie, pojawiają się wiry, a równania przepływów stają się na tyle skomplikowane, że nie sposób przeprowadzić wiarygodnych obliczeń i symulacji komputerowych. Trzeba to było zobaczyć na własne oczy.
Eksperci z NASA ze zdumieniem więc obserwowali nagrania z orbity, na których w orbitalnym czajniku tworzył się tylko wielki pęcherz gazu. Zwykle tkwił przyklejony do dna, odcinając dopływ ciepła do wody, bo para wodna jest dość dobrym izolatorem cieplnym.
Eksperyment na orbicie. Porównanie gotowania wody na Ziemi (po lewej) i w stanie nieważkości (po prawej) :
Wody nie sposób w ten sposób doprowadzić do wrzenia. Grzałka prędzej rozgrzeje się do czerwoności i w końcu spali, a z herbaty będą nici.
W stanie nieważkości sprawdzić się może tylko kuchenka mikrofalowa, która podgrzewa w całej objętości. Ale każdy, kto gotował wodę w mikrofalówce, wie, że to dość niebezpieczne, bo łatwo wodę przegrzać, co może się skończyć wypadkiem. Przy najmniejszym wstrząsie dochodzi wtedy do gwałtownego wrzenia i cały wrzątek wytryskuje na ręce i twarz.
Gdy gotujecie wrzątek w mikrofalówce, warto więc wsadzić do wody jakiś chropowaty przedmiot, np. drewnianą łyżkę, żeby ułatwić uciekanie pęcherzyków powietrza, co rozładuje potencjalną "bombę". Ale czy ta metoda zadziała w nieważkości? Wątpliwe.
Frytki - spalone
Brak wymuszonych grawitacją prądów konwekcyjnych skończy się też marnie dla frytek. Cyrkulacja wrzącego oleju jest konieczna, aby ciepło było rozprowadzane w całej objętości frytkownicy i żeby pokrojone kawałki ziemniaka smażyły się równomiernie z każdej strony. Tradycyjna technika mówi o smażeniu przez trzy minuty w temperaturze 170-175 st. C, a potem krótkim dosmażeniu w nieco wyższej temperaturze 190 st. C.
W nieważkości olej bardzo mocno się rozgrzeje tylko tam, gdzie doprowadzamy ciepło, a reszta pozostanie zdecydowanie chłodniejsza. Zamiast mieć złocistą i chrupką skórkę, frytki będą miękkie i rozgotowane, choć te, które znajdą się w pobliżu elementu grzejnego, spalą się na węgiel.
Mikrofalówka niewiele tu pomoże. Jedynym możliwym rozwiązaniem byłoby wymuszenie obiegu powietrza, wody czy oleju, czyli coś w rodzaju kuchenki betoniarki, w której stale obracają się mieszadła. Nie ja to wymyśliłem - NASA ma już na takie urządzenie patent, pewnie z myślą o długiej wyprawie na Marsa, w której Amerykanie bez frytek by oszaleli.
Taka wyprawa kosmiczna jest nie tylko trudna technicznie, ale to także wielkie wyzwanie kulinarne. Kuchnia bez grawitacji z pewnością kryje w sobie dużo więcej pułapek niż te wymienione powyżej.
Nawet na Ziemi nie wszystkie tajniki gotowania potraw są znane. Francuski chemik Hervé This, jeden z autorów naukowego podejścia do gotowania zwanego gastronomią molekularną, opowiadał o pewnym zdarzeniu, które rozbudziło jego fascynację kuchnią. Mierzył się z przepisem na suflet, który znalazł w miesięczniku "Elle". Redakcja polecała dodanie czterech jajek - kolejno po dwa. This dodał od razu wszystkie cztery. Suflet opadł. W następny weekend, podczas kolejnej próby, dodawał jajka po jednym. Rezultat był lepszy, ale nie za dobry. Suflet udał się dopiero wtedy, gdy dokładnie posłuchał rady z przepisu. To dało mu do myślenia. - Uświadomiłem sobie, że choć doskonale znamy temperaturę wnętrza asteroidów, nie wiemy, jak sprawa ma się z sufletem - wspominał This.
Kwestia smaku
Niestety, wiemy już, jak się mają sprawy ze smakiem. W nieważkości płyny ustrojowe, które trzymają się w dolnej części organizmu, unoszą się w ciele. Twarz puchnie jak - za przeproszeniem - z przepicia, a nos jest obrzęknięty jak podczas przeziębienia. Ciało odczuwa to przemieszczenie się płynów jako sygnał przepełnienia, więc z reguły już po dwóch godzinach od startu pędzisz do toalety. Co gorsza, słabną zmysły węchu i smaku. Astronauci zabierają ze sobą na orbitę dużo soli i pieprzu (ale w stanie płynnym, żeby nie zaprószyć oczu!), sosy tabasco. W nieważkości trzeba ostrzej przyprawiać, żeby wyczuć smak.
Niektórzy mówią, że podróż w kosmos to jeden z szybszych sposobów na odchudzanie. Choć oczywiście nie tylko z tego względu, że nic nie smakuje. Gdy mięśnie nie zmagają się z grawitacją, po prostu zanikają, odwapniają się też kości. W kilka tygodni traci się piątą część wagi.
O mało co bym zapomniał o napojach! Oczywiście w nieważkości także trzeba pić, byle nie napoje gazowane. Zapomnijcie więc o szampanie. I o piwie też. Nie poczujemy smaku bąbelków gazu musujących na podniebieniu, bo bąbelki - jak wspominaliśmy przy okazji wrzenia - pozostaną w płynie i nie będą wypływać na powierzchnię.
Wiecie, co się dzieje, gdy wstrząśniemy butelką coli i ją otworzymy? Tryska fontanna. Ale po chwili gaz ucieka z płynu i piana opada. W nieważkości gazowany napój po otwarciu też zamienia się w pianę i... już tak pozostaje. Bąbelki nigdy nie uciekną, piana nigdy nie opadnie. Zamiast coli, piwa czy szampana będziemy mieli coś, co wiecznie przypomina spienione mydło.
Na szczęście jedno jest pewne - brak grawitacji nie przeszkadza w przełykaniu, które polega przede wszystkim na pracy mięśni krtani i przełyku. Na Ziemi można połykać, nawet stojąc na głowie.
http://wyborcza.pl/1,145452,18123807,Gr ... osci_.html
Zaloguj
FAQ
Szukaj
