10 КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ: ОНИ БЛИЖЕ, ЧЕМ ВЫ ДУМАЕТЕ
Огромное число приспособлений появилось на свет в рамках космической программы NASA. Компания Philips гордится возможностью внести свой вклад в традицию развития инноваций. Мы планируем проводить научные эксперименты в процессе всех полетов космического аппарата XCOR Lynx. Между тем, предлагаем вам ознакомиться со списком из 10 приспособлений, появившихся на свет благодаря космосу.
1. Линзы, устойчивые к царапинам
Пыль и частицы, витающие в космическом пространстве и способные повредить стекла обзора в шлемах астронавтов, заставили специалистов NASA взяться за разработку линз, устойчивых к царапинам. Оптическая индустрия быстро переняла данную технологию для изготовления стекол для очков, в десять раз более устойчивых к царапинам, чем до космической эры.
2. Ушные термометры
Температуру звезд невозможно измерить при помощи обычного термометра. По этой причине NASA попытались использовать для этой задачи технологию инфракрасного излучения. Взяв за основу эту идею, компания выпустила инфракрасный датчик, который помещается в ушной канал человека для измерения количества тепловой энергии, которое выделяет барабанная перепонка. Модели термометров, используемые в системе здравоохранения, способны измерить температуру вашего тела за две секунды.
3. Стельки для обуви
Космический скафандр, разработанный для миссий серии «Аполлон», включал обувь с пружинной подошвой. Многочисленные компании, специализирующиеся на производстве спортивных товаров, заимствовали эту технологию, чтобы изготовить специальную беговую обувь. Энергия шага абсорбируется подошвой, чтобы дать спортсмену дополнительный толчок при отрыве ноги от земли. Нил Армстронг и не знал, насколько верна была его фраза об «огромном прыжке в истории человечества».
4. Невидимые скобы для зубов
Том Круз знал, что не сможет покорить кинозрителей улыбкой, сверкающей блеском металлических скоб для выравнивания зубов. Он предпочитал использовать невидимые скобы, ставшие настоящим прорывом на рынке зубной техники в 1987 г. Они изготовлены из вещества, носящего название прозрачный поликристаллиновый оксид алюминия (англ. аббревиатура «TPA»). Данное вещество было разработано, чтобы защитить антенну инфракрасного сигнала от теплонаводящихся ракет. Удивлены? А ведь это действительно так.
5. Беспроводные электроинструменты
Только представьте: вы прибыли на Луну для того, чтобы взять пробы горных пород, но вам не к чему подключить свой сверлильный аппарат. Чтобы избежать подобного промаха, специалисты NASA участвовали в разработках мощной дрели с мотором на основе электромагнита, обеспечивающего максимальный срок службы на аккумуляторе. Рабочие всего мира по сей день восхищаются этим изобретением.
6. Фильтры для водопроводной воды
Эти простые приспособления также появились на свет благодаря технологиям NASA, которые служили для очищения воды в ходе долгих космических путешествий. Зачем очищать воду в космосе? Разумеется, там нет водопроводных кранов. Вода, которую пьют астронавты, получается путем очищения из той жидкости, которую астронавты выпили ранее. Да, именно так, как вы подумали.
7. Спутниковая навигация
Задолго до того, как в космос впервые отправили человека, специалисты NASA изготавливали спутники, способные выходить на связь с операторами на земле. Современные более совершенные технологии позволяют нам совершать телефонные звонки на большие расстояния, а также водить автомобили при помощи навигаторов, не прибегая к устаревшим бумажным картам.
8. Пеноматериал с памятью формы
Полиуретан-силиконовый пластик с открытыми порами был разработан NASA для сидений в космических кораблях, чтобы уменьшить нагрузку в процессе посадки. Этот материал равномерно распределяет вес и давление, а также поглощает удар. Он принимает свою изначальную форму даже после сжатия на 10 % от своего объема. В настоящее время его часто используют для изготовления матрасов.
9. Детекторы дыма
Если пожар начался в условиях космоса или же в атмосфере корабля присутствуют токсичные газы, лучше узнать об этом как можно скорее. С этой целью специалисты NASA помогли разработать первый настраиваемый детектор дыма с разными уровнями чувствительности для предотвращения ложного срабатывания. Детекторы дыма, которые вы, возможно, используете и у себя дома, были разработаны на основе датчиков, применявшихся на первой американской орбитальной станции «Скайлэб».
10. Бороздки безопасности
Можем поспорить, что об этом вы никогда бы не догадались. Данный процесс, простой, но способный спасти вам жизнь, сводится к пробуравливанию длинных узких каналов в бетоне на взлетно-посадочной полосе и дорожном полотне. Это отводит с поверхности излишнюю влагу, обеспечивая шинам лучшее сцепление с дорогой. Со времен первых экспериментов в исследовательском центре NASA в 1960-х годах это изобретение получило широкое распространение, вплоть до пешеходных дорожек, бассейнов и даже загонов для скота.
Хотите продолжить славную традицию космических экспериментов? Присоединяйтесь к миссии.
Источник
Обычные вещи, которые появились благодаря полетам в космос
Приходится слышать мнение о том, что пилотируемые полеты в космос якобы бесполезны. На самом деле обыватель даже представить себе не может, как много в его жизни вещей, появление которых стало возможным благодаря космическим полетам. И речь не только о спутниковой связи, GPS-навигации, телевидении и метеорологии, но и о простых вещах вроде фильтра для воды, очков, кроссовок, мобильных устройств. Мы решили напомнить вам, какие именно технологии пришли на Землю после того, как побывали в космосе.
Инфракрасный термометр
Опция измерять температуру бесконтактным способом сегодня не кажется чудом. Инфракрасный термометр есть почти в каждом доме, а благодаря пандемии он, вероятно, побил все рекорды продаж: закупились школы, детские сады, транспортные и авиакомпании, заводы и предприятия. Но не все знают, что изначально этот прибор был изобретен в космических целях и применялся для измерения температуры звезд и планет. В быт обычного человека инфракрасный термометр вошел в начале 1990-х годов.
Фильтры для воды
Каждая капля воды, отправленная в космос, стоит огромных денег. Поэтому инженеры первым делом задумались о переработке воды на космической станции. Были разработаны фильтры, которые делают пригодными для питья сточные воды, пот и даже мочу. Эти разработки перешли в нашу повседневную жизнь, и теперь почти в каждом доме есть система очищения воды. Бактериологические умягчители воды тоже изначально создавались для космоса: технология ионов серебра НАСА подавляла рост бактерий и смягчала воду для астронавтов «Аполлона», а теперь работает и в обычных домах.
Нецарапающийся пластик
В США в 1972 году было выпущено постановление о том, что очки и линзы, продаваемые в стране, должны быть ударопрочными. В ответ производители стали использовать пластик. Однако у этого материала был существенный недостаток: он легко царапался. Эту проблему решил Тед Видевен из Исследовательского центра Эймса НАСА. Работая над системой очистки воды для космического корабля, он покрыл мембрану фильтра тонкой пластиковой пленкой и обнаружил, что это увеличивает износостойкость материала. Вскоре эта технология стала применяться для защиты шлемов космонавтов и других пластиковых поверхностей аэрокосмического оборудования от возможных повреждений.
Производитель очков Foster-Grant потратил десять лет на исследования, пытаясь сделать идеальные линзы — прочные, как пластик, и не подверженные царапинам, как стекло. Только в 1983 году эта компания наконец получила от НАСА лицензию на использование технологии защиты от царапин. Линзы, изготовленные по космическим канонам, служат в десят раз дольше, чем обычные пластиковые оптические линзы. Сегодня они используются в большинстве солнцезащитных очков и линз, продаваемых в США.
WD-40
Легенда гласит, что известный аэрозольный препарат WD-40 был изобретен с сороковой попытки. Именно поэтому в названии появилось это число, а аббревиатура образована от слов Water Displacement — вытеснение воды. Сегодня это средство, получившее в народе прозвище «вэдэшка», используется повсеместно как смазочно-проникающий материал: для откручивания гаек, смазки деталей и велосипеда, размораживания замков, удаления ржавчины и даже жвачки из волос. И мало кто помнит исконное предназначение аэрозоля WD-40, который в 1953 году был изготовлен в лаборатории в Сан-Диего для компании Rocket Chemical Company. Предназначался он для использования в аэрокосмической промышленности.
Американский химик Норман Ларсен экспериментировал с составом, подбирая вещество, которое будет вытеснять воду в ракетах «Атлас». После того как аэрозоль был изобретен, опробован, попал на полки магазинов в 1958 году и широко разошелся по миру, компания Rocket Chemical Company сменила название на WD-40, а Норман Ларсен вошел в историю как изобретатель «вэдэшки», формула которой до сих пор остается секретом.
Одежда
Многие технологии изготовления космической одежды перешли в нашу земную жизнь. Например, огнестойкая ткань, из которой «шили» скафандры астронавтов, пригодилась для защитной одежды пожарных и военных. Гидродинамические исследования НАСА помогли создать суперкупальник без швов из инновационной ткани, в котором теперь плавают олимпийские чемпионы. Ткань, получившая называние LZR Pulse, снижает сопротивление, отталкивает воду и почти не имеет веса. Также от астронавтов к спортсменам пришло термобелье, отводящее влагу и сохраняющее тепло.
Система охлаждения скафандров была позаимствована европейскими инженерами для создания спецодежды для пожарных и промышленно-производственного персонала, которые сталкиваются с проблемой перегрева и теплового удара на работе. Эта работа, получившая название Safe & Cool, является частью усилий Европейского космического агентства (ЕКА) по передаче технологий. Компании, занимающиеся производством беговой обуви, позаимствовали идею пружинной подошвы из ботинок астронавтов, участвовавших в миссии «Аполлон». Она возвращает энергию от каждого шага и дает спортсмену дополнительный толчок при отрыве ноги от земли. Молнии и липучки хоть и не были изобретены специально для космоса, но стали популярны после трансляций, рассказывающих о быте астронавтов.
Сублимированная еда
Длительные полеты человека в космос требовали нового метода приготовления пищи. Ингредиенты должны были быть компактными, иметь длительный срок хранения и легко превращаться во вкусное и полезное блюдо: например, с помощью холодной воды. Специалисты годами совершенствовали космическую кухню, пробуя обезвоживание, сублимационную сушку, пастеризацию облучением, азотную упаковку и пр. В итоге сублимированная пища оказалась самым лучшим изобретением — при такой обработке сохраняется 98% пищевой ценности и только 20% изначального веса. Сегодня сублимированная пища по технологии НАСА — обычное дело. Многие компании предлагают разнообразные сублимированные блюда — от борща до мороженого. Это удобно для холостяков, туристов, спортсменов, в детском питании. Метод включает замораживание и сушку в вакууме, при этом срок хранения увеличивается в разы без всяких вредных добавок.
Камеры мобильных устройств
CMOS-матрицы используются везде и всюду: в мобильных телефонах, камерах автомобилей, медицинских приборах. Перевороту в мире цифровой фотографии посодействовал инженер лаборатории реактивного движения НАСА Эрик Фоссум. Он представил новый сенсор CMOS Active-Pixel Sensors, который оказался недорогим в производстве и подарил возможность минимизировать камеры, поместив их в сотовый телефон. Изобретатель получил медаль имени Эдвина Лэнда за «огромную научную работу, которая привела к созданию новых изобретений, технологий и продуктов», а мы получили возможность делать селфи.
Материалы
Ортопедические подушки, матрасы и даже бюстгальтеры делаются с применением материала Memory Foam, который изначально придумывался в рамках космической программы НАСА для снижения нагрузки на космонавтов. Пенополиуретан состоит из ячеек: под тяжестью человеческого тела они сжимаются и принимают удобную форму.
Тефлоновое покрытие, без которых сегодня не может обойтись даже сковородка, изначально применялось как теплоизоляционный материал для космических кораблей.
Из оксида циркония раньше делали теплоизоляционную обшивку космического корабля, а сегодня — брекеты.
Аэрогель, который используется как эффективный изолятор в холодном космосе, на Земле применяется в куртках, стельках, ботинках, одеялах. Так называемые материалы с фазовым переходом были разработаны специально для астронавтов, чтобы защитить их от экстремальных температур. Теперь их можно встретить в постельных принадлежностях и детских одеялах.
Если вам мало этих примеров, зайдите на специальный сайт НАСА и устройте себе экскурсию по дому и городу. Вам встретится много вещей, которые были изобретены для космических целей, но со временем стали частью земной жизни.
Источник
116. 10 космических вещей, которые прочно вошли в нашу жизнь
В День космонавтики мы расскажем о нескольких изобретениях, которые стали возможны благодаря стремлению человека к звездам. Некоторые из этих вещей настолько укоренились в быту, что об их космическом происхождении помнят немногие.
Космическая навигация и связь
Это, наверное, — самое очевидный пример присутствия космоса в нашем быту. Мы смотрим спутниковое телевидение, используем спутниковый интернет, и ориентируемся по навигаторам. Еще 50 лет назад перед человечеством встала одна большая проблема – передача сигнала на большие расстояния. Различные попытки использовать наземные передатчики не привели к успеху и только с появлением искусственных спутников земли удалось обеспечить передачу информации практически в любую точку нашей планеты.
Технология достаточно проста — в космос запускается специальный спутник, который выполняет функции информационного моста. Проще говоря, после запуска он будет находиться на фиксированном расстоянии от Земли и вращаться с той же скоростью, что и сама планета. То есть, относительно наблюдателя на земле спутник всегда будет в одном и том же месте. Так как спутник находится на значительном удалении от Земли, диаметр его «луча» на земле может быть очень большим и охватывать целые материки.
Исследования изменений в организме человека в космосе, вызванные невесомостью, малоподвижностью, позволили создать не только специальные тренажеры для космонавтов, но и костюмы «Адели» – для реабилитации детей, больных церебральным параличом. Напрягая мышцы в таком «скафандре», ребята учатся двигаться активнее.
Нагрузочные костюмы «Пингвин», «Регент» созданы по той же методике для взрослых с болезнью Паркинсона, нарушениями центральной нервной системы. Российские ученые погружали испытателей-добровольцев в ванны, на непромокаемый материал, чтобы имитировать условия невесомости, а теперь такой метод применяется для борьбы с отеками. А еще опыт космических полетов дал возможность разработать средства от декомпрессии, что уже позволило вылечить сотни людей. В российском Институте медико-биологических проблем был создан препарат, помогающий от головокружения и укачивания, уже испытано другое лекарство – для профилактики инфекции верхних дыхательных путей. Давно получили известность препараты, восстанавливающие работу кишечника. И это – лишь часть земной отдачи космоса. Так что ученые заняты не только здоровьем десятков космонавтов, но и десятков, сотен тысяч взрослых и детей в нашей стране.
Тефлон был создан еще в 1938 году, но только его использование в качестве теплоизоляции космических кораблей, открыло материал как отличное покрытие для сковородок. Благодаря уникально низкому коэффициенту трения, тефлон охотно начали использовать при производстве подшипников и прокладок. Тефлоновая электроизоляция защищает электрические схемы космических кораблей.
Ткани, покрытые тефлоном, используют для кровли крыш стадионов, тефлоновые пленки покрывают сотни километров нефтепроводов. Из тефлона уже сейчас делают суставы и изучают возможность создания искусственных нервов: тефлон был выбран в качестве синтетической основы для выращивания искусственных нейронов. Но широкой публике этот материал известен, прежде всего, благодаря своим уникальным антипригарным свойствам, сделавшим его совершенно незаменимым в быту.
«Молнии» и «липучки»
Эти элементы одежды вполне могла постигнуть судьба тефлона, ведь «молния» была изобретена еще в 1914 году, а «липучка» — в 1948. Оба изобретения так и пылились бы на полках патентных бюро, если бы их не начали активно использовать в одежде космонавтов, после чего они стремительно вошли в повседневный обиход. «Космическое измерение» в истории липучек началось в тот момент, когда астронавты обнаружили, что при передвижении в открытом космосе именно «липучки» позволяют быстро и эффективно застегнуться и расстегнуться. Затем липучки стали использовать горнолыжники, обнаружившие, что у их костюмов не так уж много отличий от костюмов астронавтов. За ними последовали и аквалангисты…
Настоящая же популярность пришла к «липучкам» после того, как в одной из телепередач с околоземной орбиты зрители увидели астронавтов, прикреплявших с их помощью продукты к стенам и к тому же демонстрирующих стояние вверх ногами в состоянии невесомости. Именно после этого «липучки» стали привычным элементом детской одежды. Поскольку в космических проектах используются наиболее ценные «земные» изобретения, то в данном случае телереклама «липучек» (скорее всего непреднамеренная) оказалась социально значимой: благодаря ей было существенно ускорено продвижение на рынок крайне полезного изобретения.
В Ракетно-космической корпорации «Энергия» совместно с МГТУ имени Баумана разработали «руку Терминатора» — протез кисти, чувствующий нужную силу сжатия. Речь идет о создании протеза кисти, очень напоминающего кибернетическую руку героев «Терминатора» и «Звездных войн». Безрукие инвалиды, подключившись к устройству, смогут не просто шевелить несколькими искусственными пальцами, но и сжимать их точно в зависимости от мысленного усилия, как если бы сжимались пальцы собственной руки. Эти же технологии могут найти применение при создании экзоскелетов для мощных боевых машин, повторяющих движения человека.
Тут все просто и понятно: изначально они понадобились в космосе, и некоторые из таких инструментов были разработаны для лунной миссии корабля Apollo. Астронавтам требовался инструмент без проводов, которым бы они могли проводить бурение на Луне грунта на глубину до трех метров. В процессе разработки специнструментов были решены не только вопросы «беспроводности», но и эргономичного расхода энергии. Так что, слушая, как соседи делают ремонт с помощью перфоратора, можно «благодарить» космических инженеров.
Строительство спутников дало огромный толчок к развитию технологии производства солнечных батарей. Теперь они есть в каждом калькуляторе, их устанавливают на крышах зданий для автономного энергоснабжения. Идея применять солнечные батареи в космосе впервые появилась больше полувека назад, во время первых запусков искусственных спутников земли. В тот период, в СССР, профессор и специалист в области физики, особенно в сфере электричества – Николай Степанович Лидоренко, обосновал необходимость применения бесконечных источников энергии на космических аппаратах.
Такой энергией могла быть только энергия Солнца, которая добывалась с помощью солнечных модулей. В настоящее время все космические станции функционируют исключительно за счет солнечной энергии. Большим помощником в этом деле является сам космос, так как солнечные лучи, так необходимые для процесса фотосинтеза в солнечных модулях, в избытке имеются в космическом пространстве, и нет никаких помех для их потребления.
Та же самая технология, по которой созданы огромные насосы, в считанные минуты переправляющие сотни тонн топлива в двигатели космических кораблей, помогает детям, которые нуждаются в пересадке сердца, выжить в ожидании донорского органа. Принцип действия и общие детали конструкции главных топливных насосов «Шаттла» оказались пригодными для дублирования в миниатюрном устройстве, подключаемом к сердцу больного человека.
Идея ультралегкого кровяного насоса родилась в сотрудничестве всемирно известного кардиохирурга Майкла Дебейки и инженеров космического центра Джонсона. Прежде всего — Дэвида Сокира, которому Дебейки много лет назад пересадил донорское сердце. Устройство уже было имплантировано более двум сотням взрослых. А теперь американские власти одобрили его использование в детях возрастом от 5 до 16 лет.
Огнестойкая ткань для костюмов пожарных впервые была использована при разработке скафандров астронавтов. Чтобы скафандр для программы «Аполлон» выдерживал все эти воздействия, его изготавливали из высокопрочных синтетических тканей, металла и пластмасс. Наружный слой скафандра защищает космонавта от температурных воздействий и от микрометеоритных частиц. Эта оболочка сделана из огнестойкой ткани (бета-ткань). В наиболее сильно стирающихся местах спереди и сзади сделаны накладки из металлизированной стальной ткани. Между двумя слоями бета-ткани находятся чередующиеся слои бета-маркизета и алюминизированного пластика, которые способны поглотить энергию микрометеоритов в случае пробоя ими скафандра и отразить лучистое тепло.
Прозрачные зубные скобы
Впервые прозрачные зубные скобы (брекеты) появились на рынке в 1987 году, и теперь их выпускают самые разные фирмы. Брекеты – это механические приспособления для исправления врожденной кривизны зубов. Зубы, зажатые в специальным образом установленные скобы, выравниваются. Изначально, металлические «тиски», или брекеты, изготовлялись только из металла. Это было не эстетично, но весьма практично, — спустя некоторое время людям, привыкшим с детства скрывать свою «неровную» улыбку, возвращалась возможность широко улыбаться. В основе прозрачных зубных скоб — прозрачный поликристаллический оксид алюминия, который изначально предназначался для защиты инфракрасных антенн станций сопровождения боевой ракеты с тепловой системой самонаведения.
Эта разработка появилась в результате сотрудничества одной из западных оружейных компаний с группой космических исследователей NASA. В то же время другой производитель, раздумывал над тем, как усовершенствовать брекеты. Оказалось, что прозрачный поликристаллический оксид алюминия отлично подходит в роли базового материала. Сегодня прозрачные скобы — один из самых успешных товаров в стоматологической индустрии. Выходит, что космос «подарил» миллионам землян красивую улыбку.
Источник