Меню

Изобретения при покорении космоса

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.

Читайте также:  Фон космоса для поделки

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

20 вещей, которые пришли к нам из космоса

Их на самом деле намного больше, но мы выделили наиболее значимые для современного общества изобретения.

Фото: «Роскосмос»

Системы связи и навигации, цифровые технологии, композитные материалы, фильтры для воды, подгузники, влажные салфетки. Все эти привычные для нас вещи объединяет их космическое происхождение. О том, что они пришли на Землю прямиком из космоса, многие даже не догадываются.

Космос под рукой

В музейно-выставочном центре «Самара Космическая» создали отдельную экспозицию, которая так и называется «Карманный космос». На мультимедийном экране можно узнать, как работают искусственные спутники Земли, благодаря которым мы пользуемся средствами связи, интернетом, системами навигации, спутниковым телевидением, то есть всем тем, без чего уже сложно представить нашу жизнь. Прогнозы погоды и штормовые предупреждения тоже поступают из космоса, с метеорологических спутников. Большую часть этих аппаратов вывели на орбиту российские ракеты «Союз», запущенные с космодрома Байконур.

Искусственные спутники начали запускать задолго до первого полета человека в космос. В этой экспозиции можно узнать о самом первом спутнике и о разнообразии этих аппаратов, которые окружают Землю.

Читайте также:  Образ космоса человек микрокосмос


фото: Татьяна Петунина

Как рассказала экскурсовод музея «Самара Космическая» Лариса Маркелова, здесь можно увидеть спутники связи, навигации, дистанционного зондирования Земли. Среди них есть и самарские. Спутники находятся как на низких орбитах (на высоте от 250 км), так и в далеком космосе на расстоянии около 19 тысяч километров над Землей.

Лариса Маркелова пояснила:

— Мы каждый день пользуемся космическими технологиями, даже не задумываясь об этом. Например, звоним со смартфона или используем интернет в гаджетах. Skype — это ведь тоже космическая технология. Связь осуществляется с помощью искусственных спутников. Так, сигнал от абонента идет на спутник, потом передается ретрансляторам, которые доводят его до другого абонента. В интерактивном медиапроекте музея «Карманный космос» моделируются реальные ситуации, которые показывают, как работают спутники связи и навигации.

На большом экране можно увидеть, к примеру, как спасают яхту, потерпевшую бедствие в Тихом океане. Спутник принимает сигнал бедствия от моряков и передает его в службу спасения. Таких случаев — около 20 тысяч в год в мире. Так спутники спасают жизни людей изо дня в день. Или, например, метеорологический спутник передает сигнал наземным службам о тайфуне в океане в определенных координатах. Команду корабля предупреждают об урагане, и судно меняет курс.

Вот еще одна ситуация: в Гималаях случилась снежная буря. Руководитель группы туристов определяет место нахождения с помощью спутников навигации и прокладывает маршрут. Геолокационные сервисы работают благодаря спутникам. Сегодня сложно представить нашу жизнь без GPS-навигации. Никто не удивляется тому, что для создания маршрута достаточно сказать смартфону адрес точки назначения.

Весь транспорт в России, как наземный, так и воздушный и водный, работает, используя Глобальную навигационную спутниковую систему (ГЛОНАСС). Она позволяет в абсолютно любой точке земного шара, а также в космическом пространстве вблизи планеты определять местоположение и скорость объектов. Эта система используется и в сельском хозяйстве, например, при посадках зерновых культур.


фото: pixabay.com

Лариса Маркелова обратила внимание на то, что теплозащитные покрытия нашей кухни (и даже антипригарные поверхности сковородок) тоже снабжены космическими технологиями. Она отметила:

— Ученые создали новые композитные материалы для космической отрасли, которые выдерживают нагрузки полётов (экстремальные температуры и давление, вибрацию, глубокий вакуум) и имеют достаточно низкую массу. Применение композитов позволяет снизить вес ракеты или космического корабля на 10-50 % в зависимости от типа конструкции. В настоящее время такие материалы для космической промышленности представлены углепластиками, которые обладают низкой теплопроводностью. Углепластики используются в авиации, ракетостроении, машиностроении, производстве космической техники, медтехники, протезов, при изготовлении лёгких велосипедов и другого спортивного инвентаря.


фото: pixabay.com

Оптика для карт

В музее «Самара Космическая» представлен один из первых космических спутников дистанционного зондирования Земли «Ресурс», выпущенный в столице региона.

В его задачи входило фотографирование земной поверхности при помощи мощных фотоаппаратов с линзами высокого качества. Оптику для космической промышленности изготавливали на Красногорском заводе имени С.А. Зверева в Подмосковье. 95 % всей фотоинформации из космоса добыта именно «Ресурсами» разной модификации. Спутниковые фотографии «Ресурса» положили начало Яндекс.Картам и Google Maps.

В музейной экспозиции «Карманный космос» можно увидеть фотографии, сделанные с искусственных спутников в разных уголках Земли, в том числе снимок из космоса музейной ракеты-носителя Р-7 «Союз».


фото: Татьяна Петунина

Ноу-хау в гигиене и быту

Ничего необычного во влажных салфетках нет, кроме того, что созданы они были специально для космонавтов. Российский космонавт Валерий Поляков, врач по образованию, в конце 1980-х годов во время своего пребывания на орбитальной станции «Мир» в течение 240 суток в качестве эксперимента пользовался только влажными салфетками. Современные космонавты тоже не моются водой. Они берут шарики с водой и с помощью салфеток приводят себя в порядок.

Детские подгузники, оказывается, тоже появились благодаря космическим исследованиям. Их придумали для запуска в космос собак. Экспериментальные полеты с участием собак на геофизических ракетах, искусственных спутниках и кораблях-спутниках проводились Советским Союзом в 1950-1960-х годах для подготовки будущих пилотируемых космических полетов.

Блистерная упаковка для таблеток тоже пришла в нашу жизнь из космоса. Ее создали для космонавтов, чтобы им удобно было принимать лекарства.

Сублимированные продукты тоже из космоса, их также придумали для питания сотрудников космической станции. Эти продукты сегодня прочно вошли в рацион спортсменов и приверженцев здорового питания.


фото: pixabay.com

Какие еще привычные для нас «космические» вещи стали вполне земными? Вот некоторые из них:

Цифровые датчики изображений

Когда мы фотографируем или снимаем видео на смартфон, то пользуемся CMOS-сенсорами. Эту технологию создали для уменьшения размеров камер беспилотных аппаратов для межпланетных полетов. Эти же датчики позволили уменьшить и различные оптические медицинские приборы.

Читайте также:  Космос не имеет гравитации

.
фото: pixabay.com

Мало кто знает, что гибкий пеноматериал, который сейчас используется в основном для производства матрасов, изначально придумали для космонавтов. Специалисты космической отрасли разработали специальный полиуретан — силиконовый пластик, который использовали для изготовления сидений для космонавтов. Благодаря новому материалу снижалась нагрузка на тело при посадке: он равномерно распределял вес и давление, эффективно смягчал удары. Помимо этого, обладал свойством восстанавливать первоначальную форму после сжатия. В дальнейшем именно это качество привлекло к нему внимание производителей матрасов во всём мире.


фото: pixabay.com

Представьте себе, что космонавты работают в открытом космосе или на Луне с инструментами, от которых тянется длинный кабель. Сомнительная история? Не то слово. Чтобы решить эту проблему, космонавтам предложили очередную инновацию: создали инструменты с мотором на базе электромагнита. Это позволило им работать максимально долго на одном заряде аккумулятора. Теперь рабочие со всего мира благодарны космическим изобретателям за этот комфорт. Таким же образом появились и портативные вакуумные пылесосы.


фото: pixabay.com

Американский инженер Фрэнк Руди при проектировании скафандров для лунной программы «Аполлон» США предложил использовать стельки из пористой резины. Это стало прорывом в индустрии спортивной обуви для бега. Такая стелька дает спортсмену дополнительный толчок при отрыве ноги от земли. Известная спортивная компания ввела в обиход не только стельки нового образца, но и инновационные подошвы кроссовок. Теперь они изготавливаются методом выдувного формирования.

Линзы с защитой от царапин и УФ-излучения

Инженеры космической индустрии разработали прочное стекло для скафандров, чтобы защитить костюм космонавтов от воздействия космической пыли, ведь повреждения стекла могут вызвать его разгерметизацию. Сейчас это стекло используется во множестве обычных очков.

Для защиты космонавтов от ультрафиолетового света ученые разработали специальные стекла, защищающие от УФ-лучей. Позже технология пришлась по душе не только звездным экипажам, но и компаниям по производству солнцезащитных очков.

Солнцезащитные стекла получили широкое распространение: их можно встретить в очках лыжных масок, телескопах и защитных масках для сварки. Надо сказать, что в современных скафандрах применяют стекла, не только защищающие от солнечных лучей, но и улучшающие цветопередачу.


фото: pixabay.com

Застежки «липучки» и «молнии»

Эти вещи изобрели давно — в 1914 и 1948 годах соответственно, но широкое распространение они получили только после того, как попали в космическую индустрию.

Космонавты заметили, что такие застежки помогают быстро и надежно застегивать неудобную космическую одежду. Потом изобретение ушло к лыжникам, чьи костюмы похожи на те, что надеты на космонавтов под скафандром. Потом уже ими начали пользоваться повсеместно.

Фильтры для водопроводной воды

В нашей жизни фильтры для воды — явление распространенное. Некоторые из них пришли на землю тоже из космоса. Сложные системы фильтрации создали, чтобы космонавты повторно использовали жидкость без вреда для здоровья, ведь в космосе сложно найти другой источник чистой питьевой воды. Ученым пришлось «научить» фильтры очищать воду в экстремальных космических условиях. Со временем их находки, в том числе очищение воды с использованием древесного угля, были заимствованы компаниями по производству бытовых фильтров.


фото: pixabay.com

Колесо с гибкими элементами

В период действия лунной программы «Аполлон» (1960-е — начало 1970-х годов) аэрокосмическое агентство США NASA совместно с мировым лидером в производстве покрышек создало уникальные колеса с гибкими элементами, которые предназначались для лунохода. Они были способны противостоять любым погодным условиям, экстремальным температурам, проколам и механическим повреждениям. Эти «лунные» покрышки, не нуждающиеся в воздухе, сегодня устанавливают не только на космические аппараты, но и на сельскохозяйственную технику и обычные автомобили.

Возгорание в условиях космического корабля может привести к трагедии, ведь бежать посреди звездного неба некуда. Впервые настраиваемые датчики задымления применялись на первой американской космической станции «Скайлэб», запущенной в 1970 году. Позже детекторы дыма стали появляться в обычных зданиях, а потом стали обязательными в общественных заведениях как требование пожарной безопасности.


фото: pixabay.com

Эти механизмы спасли тысячи жизней на Земле, хотя изначально они разрабатывались для строительства крупных ракет-носителей. Благодаря телескопическим подъемникам пожарные по всему миру могут добраться до верхних этажей многих зданий высотой до 55-60 метров. Так называемые машины-вышки используют еще и для прокладки кабелей, подъема малогабаритных грузов, ремонтных и покрасочных работ.

Это далеко не все изобретения, которые пришли на Землю из космоса. Есть и другие, которые упростили наш быт. Это и стандарты организации хранения пищевых продуктов, и улучшенные смеси детского питания, и портативные медицинские термометры.

Космическая отрасль развивается. Многие устройства перестают быть узкоспециализированными приспособлениями. Эксперты заявляют, что в скором времени у нас могут появиться вещи, о которых раньше можно было только мечтать. Например, реактивные ранцы, супермощные аккумуляторы и многое другое.

Источник

Adblock
detector