Как улучшает нашу жизнь космос

Космические технологии в повседневной жизни

Космическая индустрия кажется нам чем-то далеким и неприступным, но большинство людей и не подозревают, что ежедневно сталкиваются с “космическими” технологиями. Конечно, никто не даст простому человеку доступ к самым современным разработкам, но многие инновации прошлых лет рано или поздно начинают использоваться в бытовых вещах, которыми мы пользуемся по нескольку раз в день. В преддверии Дня Космонавтики предлагаем вам ознакомиться с пятнадцатью технологиями, пришедших в нашу жизнь прямиком из космоса.

Пеноматериал с памятью формы

Специалисты космической отрасли разработали полиуретан-силиконовый пластик для изготовления сидений, снижающих нагрузку на тело космонавта при посадке. Этот материал равномерно распределяет вес и давление, с легкостью поглощает удары и восстанавливает первоначальную форму даже после сжатия в несколько раз. Сегодня он используется, в основном, для производства матрасов.

Беспроводные электроинструменты

Представьте следующую ситуацию: вы высадились на Луну, чтобы взять пробы грунта, но к чему подключить сверлильный аппарат? Протянуть удлинитель побольше? Сомнительная затея. Чтобы избежать подобного конфуза создали дрель с мотором на базе электромагнита, позволяющего инструменту работать максимально долго на одном заряде аккумулятора. Рабочие со всего мира и по сей день благодарны космической индустрии за это изобретение. К слову, так появились и портативные вакуумные пылесосы.

Спортивные стельки

В скафандре, участвовавшем в серии миссий ‘Аполлон’ была пружинная подошва. После завершения полетов на Луну в 1972 году программа ‘Аполлон’ была свернута, а технологию переняли компании, занимающиеся выпуском беговой обуви. Она абсорбирует энергию шага, чтобы дать спортсмену дополнительный толчок при отрыве ноги от земли.

Тефлон

Тефлон был открыт еще в 1938, но лишь начав применять его в качестве теплоизоляции космических кораблей, люди поняли насколько полезным может быть этот материал в повседневной жизни – например, благодаря своим антипригарным свойствам он отлично подходит для производства сковородок. Одним из главных преимуществ тефлона стал низкий коэффициент трения, что сделало тефлон одним из главных компонентов подшипников, прокладок, изоляции электрических схем космических кораблей и даже искусственных суставов. Ткани с тефлоновым слоем широко используются для покрытия нефтепроводов и крыш стадионов.

Цифровые датчики изображений

Всякий раз, когда вы снимаете фотографии или видео на смартфон, вы пользуетесь CMOS-сенсорами. Эта технология была создана в целях уменьшения размеров камер для межпланетных полетов беспилотных аппаратов. Эти же датчики позволили уменьшить и различные оптические медицинские приборы.

Антиобледенительные системы

Инженеры долгие годы боролись с проблемой обледенения крыльев и двигателей летательных аппаратов. Сегодня же их находка не только является неотъемлемой частью авиационной промышленности, но и защищает железнодорожные пути.

Линзы с защитой от царапин и УФ-излучения

Многочисленные частички пыли, витающие в космическом пространстве, без труда могут повредить скафандр, ухудшив обзор, или, что еще хуже, пробить отверстие в стекле, вызвав разгерметизацию скафандра. Это обстоятельство вынудило инженеров космической индустрии разработать устойчивое к повреждениям стекло, которое теперь используется во множестве обычных очков. Также в 1980-х ученые задались вопросом защиты глаз космонавтов от вредного ультрафиолетового света. С этой целью в скафандры начали устанавливать стекла, защищающие от УФ-лучей, технологию тут же взяли на вооружение модницы по всему миру, которым ранее приходилось довольствоваться только пластиковыми солнцезащитными очками. В современных скафандрах применяются стекла, не только защищающие от солнечных лучей, но и улучшающие цветопередачу. На земле солнцезащитные стекла получили еще большее распространение: их можно встретить во все большем количестве очков, лыжных масках, телескопах и защитных масках для сварки.

Застежки “липучки” и “молнии”

Как и тефлон, эти незаменимые в быту вещи были изобретены довольно давно – в 1914 1948 годах соответственно, — но широкое распространение они получили только после того, как попали в космическую индустрию. Сперва астронавты обнаружили, что такие застежки имеют компактные размеры и помогают быстро и надежно застегивать далеко не самую удобную космическую одежду. Затем на это изобретение обратили внимание лыжники, чьи костюмы довольно похожи на те, что находятся под скафандром у космонавтов, а уж потом очередь дошла и до обычных людей.

Фильтры для водопроводной воды

Сегодня трудно найти дом, в котором не было бы фильтра для очистки воды, но если у нас с вами еще есть возможность найти другой источник чистой питьевой воды, то обитателям космических кораблей для этого приходится прибегать к помощи сложных очистительных систем, позволяющих повторно использовать жидкости без вреда для здоровья.

Детекторы дыма

Даже небольшой пожар в большом здании очень опасен. Что уж говорить о возгорании в условиях весьма ограниченного пространства космического корабля, когда снаружи только холодный безжизненный космос и вам некуда убежать. Проблема очевидна, поэтому впервые настраиваемые (во избежание ложных срабатываний) датчики задымления применялись достаточно давно – еще на первой американской космической станции “Скайлэб”, запущенной в 1970. Затем датчики дыма стали появляться в обычных зданиях и стали обязательной частью любого общественного заведения.

Колесо с гибкими элементами

Проект лунохода NASA был бы неосуществим без колес, способных противостоять любым погодным условиям, экстремальным температурам, проколам и механическим повреждениям. В одиночку создать такие колеса аэрокосмическое агентство США не могло, поэтому на помощь пришел мировой лидер в производстве автомобильных покрышек, Michelin. В результате появилисьTweel – покрышки, не нуждающиеся в воздухе. Теперь же Tweel устанавливаются не только на космические аппараты, но и на сельскохозяйственную технику и обычные автомобили.

Геолокационные сервисы

Жизнь современного автомобилиста сложно представить без GPS-навигации, уже никто не удивляется тому, что для нахождения нужной точки на карте необходимо просто сказать смартфону адрес точки назначения. Искусственные спутники начали запускать задолго до первого полета человека в космос. Идея спутниковой навигации родилась в 50-е годы, когда американские ученые, наблюдавшие сигнал от советского спутника, заметили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Таким образом, зная свои точные координаты на Земле становилось возможным измерить скорость и расположение спутника, и наоборот, зная местоположение спутника, можно узнать скорость и координаты того или иного объекта на Земле. Этот принцип и лег в основу современных GPS-приемников.

Плавательные костюмы

Испытания в динамическом туннеле в исследовательском центре NASA сыграли решающую роль в создании плавательного костюма Speedo LZR Racer. При его разработке были найдены материалы и типы швов, вызывающие минимальное сопротивление при плавании. По словам NASA, на Олимпиаде 2008 практически все медалисты и рекордсмены были облачены именно в эти костюмы. С тех пор модель LZR Racer запрещена к использованию на международных соревнованиях, но многие профессиональные спортсмены продолжают использовать специальную модифицированную версию костюма.

Бороздки безопасности

О происхождении данного приспособления знают далеко не все, хотя каждый из нас пользовался ею, пускай и неосознанно. Речь о длинных узких каналах, отводящих лишнюю влагу с поверхности взлетно-посадочных полос и автомобильных трасс. Впервые подобные бороздки появились на полигоне исследовательского центра NASA еще во время первых проводимых там экспериментов в шестидесятых годах прошлого века. Теперь это изобретение можно встретить даже в бассейнах, пешеходных дорожках и загонах для скота.

Читайте также: Смог китая с космоса

Телескопические подъемники

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 с высотой до 55-60 метров. Так называемые “машины-вышки” используются еще и для прокладки кабелей, подъема малогабаритных грузов, ремонтных и покрасочных работ.

Конечно, это далеко не все изобретения, которые сперва продемонстрировали свои возможности в космосе, а уже потом пришли в нашу жизнь. Существуют еще десятки менее заметных технологических (и не очень) новшеств, ежедневно упрощающих наш быт. Это и стандарты организации хранения пищевых продуктов, и улучшенные смеси детского питания, и портативные медицинские термометры, и много других замечательных вещей, без которых многие люди сегодня просто не могут представить свое существование. К счастью, космическая отрасль развивается, все новые и новые устройства перестают быть узкоспециализированными приспособлениями, а благодаря усилиям таких компаний как SpaceX, открывающих свои патенты для всех желающих, в скором времени у нас могут появиться вещи, о которых мы раньше и мечтать не могли – к примеру, это могут быть относительно доступные реактивные ранцы, аккумуляторы нового типа либо что-то еще.

Источник

Как космические технологии изменили жизнь

Освоение космоса дало толчок для модернизации технологий. Например, с помощью солнечных батарей сейчас освещают пешеходные переходы на кубанских дорогах. Подробно о космических разработках, которые нашли применение в повседневной жизни, расскажет корреспондент «Кубань 24» Нина Радченко.

Сейчас мы живем, словно в космосе. Нас окружает много вещей, которые были разработаны для исследователей Вселенной. Например, стекла для очков. Сейчас они сверхпрочные. Сначала такое покрытие было только у козырьков скафандров астронавтов. Теперь оно используется практически в каждых очках.

Как еще космические технологии изменили нашу жизнь? Прежде всего, осмотрим свою кухню. Тефлоновые сковородки — подарок хозяйкам от разработчиков. Первое предназначение этого покрытия — теплоизоляция космических кораблей, а уже потом он оказался на вооружении кулинаров. Как, собственно, и застежки-молнии, и «липучки», которыми сначала снабжали костюмы космонавтов.

Заоблачные технологии на Земле защищают нас и от огня. Во-первых, ткань, из которой делают костюмы пожарных, изначально была разработана для скафандров по программе «Аполлон». А для того, чтобы защитить капсулу корабля, которая может расплавиться при входе в атмосферу, изобрели огнестойкую краску. Теперь ей покрывают стальные конструкции в многоэтажках.

Космические изобретения сейчас спасают жизни людей не только в чрезвычайных ситуациях. Медики уже давно взяли их на вооружение. Лечебные костюмы «Адели», «Пингвин» и «Регент» помогают при реабилитации больных с нарушениями центральной нервной системы. Искусственное сердце тоже появилось в лаборатории астроконструкторов. Оно сделано по принципу насосов, обеспечивающих космические корабли бесперебойной поставкой топлива.

Самый точный диагностический прибор — магнитно-резонансный томограф — тоже появился благодаря исследователям космоса. Технологию использовали сначала для изучения небесных тел. А лапароскопия, как и сам робот-хирург Да Винчи, стали прорывом в медицине. Ученые изобрели его для того, чтобы с Земли проводить хирургические операции космонавтам во время полета.

В любой аптеке вы можете купить десятки препаратов, которые помогают побороть головокружение, укачивание, инфекции дыхательных путей.

Ну и конечно, спутниковая связь, навигация и телевидение. Все это было изобретено для работы в космосе, а теперь делает удобной жизнь на Земле. Технологии развиваются настолько быстро, что возможно, очень скоро мы все-таки будем летать на другие планеты в гости, сообщается в эфире телеканала «Кубань 24».

Источник

КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, которые улучшили жизнь на Земле: топ-20

Космическая индустрия кажется нам чем-то далеким и неприступным, но большинство людей и не подозревают, что ежедневно сталкиваются с “космическими” технологиями. Конечно, никто не даст простому человеку доступ к самым современным разработкам, но многие инновации прошлых лет рано или поздно начинают использоваться в бытовых вещах, которыми мы пользуемся по нескольку раз в день. В преддверии Дня Космонавтики предлагаем вам ознакомиться с технологиями, пришедших в нашу жизнь прямиком из космоса.

Пеноматериал с памятью формы

Беспроводные электроинструменты

Тефлон

Антиобледенительные системы

Фильтры для водопроводной воды

Детекторы дыма

Колеса с гибкими элементами и прочными шинами

Когда в конце 60-х NASA планировало запуск исследовательской миссии к Марсу, для аппаратов «Викинг-1» и «Викинг-2» были разработаны особые ультрапрочные шины. Ученые понимали, что автоматический космический аппарат не сможет совершить посадку на Красной планете, если будет оснащен обыкновенными колесами, и заключили контракт на производство шин с компанией Goodyear. Ее специалисты создали для марсианской миссии новый волокнистый материал, который был в пять раз прочнее стали. «Викинг-1» и «Викинг-2» успешно сели на Марсе и проработали значительно дольше срока, на который рассчитывали специалисты, а Goodyear внедрили разработку в коммерческие линейки своей продукции. Благодаря этому сегодня некоторые шины этой компании способны «пройти» на 16 000 км больше, чем их аналоги.

Геолокационные сервисы и спутниковая связь

Спутниковая связь — это вид радиосвязи, использующий искусственные спутники в качестве ретрансляторов. Идея такой связи принадлежит английскому ученому Артуру Кларку, который еще в 1945 году предложил создать системы спутников связи на геостационарных орбитах, но не запатентовал это изобретение, так как считал, что реализовать подобное на практике невозможно. Однако уже в 1950-х его идеи начали воплощаться в жизнь – СССР запустил первый искусственный спутник с радиоаппаратурой на борту. А в 1965 году появился первый настоящий спутник связи «Молния-1». В то же самое время американцы создали первый прототип VSAT, экспериментируя с сетью спутниковой телефонной связи на Аляске.

Главное преимущество спутниковой связи – возможность осуществлять связь в любой точке мира, даже в самых отдаленных от цивилизации местах. Спутниковая связь обеспечивает человечество телефонией, телевидением и интернетом. К примеру, телевизионные вышки, которые распространяют сигнал цифрового телевидения, получают его именно посредством спутниковой связи.

Космические технологии в медицине

Технологии, разработанные NASA для моделирования течения жидкостей в ракетных двигателях, помогли американским медикам разработать миниатюрный сердечный насос, или бивентрикулярное вспомогательное устройство. Пациентам, которые ждут пересадки сердца, оно зачастую бывает жизненно необходимо. Такие аппараты способны поддерживать кровообращение даже в случаях, когда сердце работает очень плохо. Это позволяет создать «промежуточный этап трансплантации» и дает пациентам возможность дождаться появления подходящего донора.

Новый прибор имеет размер 2,5 на 7,5 см и весит всего 113 г: в 10 раз меньше, чем другие современные устройства вспомогательного кровообращения. Благодаря этому в 95% случаев инфекций, связанных с использованием подобных аппаратов, удается избежать. При этом сердечный насос может до восьми часов работать от аккумуляторов, предоставляя пациентам возможность заниматься обычными делами каждый день.

В стоматологии используются передовые материалы, созданные космической промышленностью. Коронки из оксида циркония, передовое направление в протезировании зубов, использует материал, применяемый для изготовления теплоизоляционной обшивки кораблей. Единственный недостаток циркониевых коронок — высокая цена.

Костюмы, позволяющие учиться ходить детям с церебральным параличом, используются космонавтами на орбите для поддержания в тонусе мышц, которые атрофируются от бездеятельности в невесомости.

Бороздки безопасности

Телескопические подъемники

Водоотталкивающая смазка для автомобилей

В 1953 году Норман Ларсен, основатель Rocket Chemical Company, выполнял заказ аэрокосмического подрядчика США компании Convair и разрабатывал новое водоотталкивающее вещество. Популярная корпоративная легенда говорит, что тридцать девять попыток были неудачными, но сороковая дала необходимый результат, в честь чего новую чудо-формулу так и назвали — WD-40 («Водоизместитель-40»).

Convair использовали новую смазку для защиты сверхтонких стенок топливных баков и электроники ракет Atlas во время перевозки и хранения. Межконтинентальные баллистические ракеты Atlas, конечно, разрабатывались как грозное оружие и даже стояли на боевом дежурстве во время Карибского кризиса, но постепенно списывались военными, когда их место занимали более совершенные орудия уничтожения. Заменяемые на ракеты Titan и Minuteman, они передавались NASA для целей вполне научных, а в рамках программы Mercury в 1962 году обеспечили первый американский орбитальный полет астронавта Джона Гленна.

Формула водоотталкивающей смазки Нормана Ларсена оказалась настолько удачной, что конструкторы Convair использовали ее и в собственных целях, обрабатывая запчасти личных автомобилей. Осознав потенциальный коммерческий успех, в 1958 году Rocket Chemical Company начинают продажи нового вещества в локальных магазинах в Сан Диего. А в 1969-м компания переименовывается, взяв название самого важного на тот момент предложения в своем портфеле — WD-40. Сегодня чудо-смазка продается в более чем половине стран мира и знакома, пожалуй, почти каждому автомобилисту (и просто крепкому хозяйственнику). А в спектре возможных способов ее использования и рекомендаций по применению уже невозможно отличить миф от реальности: от очистки заржавевших деталей до удаления собачьих экскрементов или даже выведения жвачки из волос.

Сублимированные продукты питания

В 60 годах XX века для космонавтов были изобретены лeгкие сублимированные, т.е. обезвоженные продукты, так как поднять в космос 1 кг стоит от 5 до 10 тысяч долларов. А теперь и мы можем наслаждаться быстрозавариваемыми супами, кашами, лапшой, растворимым кофе. Это заметно экономит наше время.

Улучшенная смесь для детского питания

При подготовке систем жизнеобеспечения для полёта на Марс учёные, финансируемые NASA, обнаружили природный источник омега-3 жирной кислоты, которая играет ключевую роль в развитии ребёнка и которую раньше можно было найти только в грудном молоке. С этого момента найденный ингридиент входит в 90% детских смесей, доступных на рынке и способствующих правильному развитию мозга, сердца и глаз у детей по всему миру.

Стандарты хранения пищевых продуктов

В поисках способа сохранности питания для астронавтов, NASA cовместно с компанией Pillsbury разработали новый системный подход к контролю качества. Метод, сегодня известный, как система анализа рисков и системных контрольных точек, стал стандартом в отрасли и сегодня помогает оградить потребителей от целого ряда потенциальных химических, физических и биологических угроз.

Одежда и космические аксессуары

Как и тефлон, застёжки «молния» и «липучка» были изобретены довольно давно – в 1914 и 1948 годах соответственно, — но широкое распространение они получили только после того, как попали в космическую индустрию. Сперва астронавты обнаружили, что такие застежки имеют компактные размеры и помогают быстро и надежно застегивать далеко не самую удобную космическую одежду. Затем на это изобретение обратили внимание лыжники, чьи костюмы довольно похожи на те, что находятся под скафандром у космонавтов, а уж потом очередь дошла и до обычных людей.

Спортивная обувь, конечно, тоже не изобретение космической эры, но амортизирующая подошва как элемент современных кроссовок появилась в быту землян также благодаря ботинкам астронавтов миссий «Аполлон».

Лунные ботинки, разработанные для высадки американских космонавтов на Луну в 1969 году, являются «предками» современных кроссовок. Обувь участников лунной миссии была снабжена стельками, уменьшавшими давление на ступню, и «системой вентиляции».

После завершения полетов на Луну в 1972 году программа ‘Аполлон’ была свернута, а технологию переняли компании, занимающиеся выпуском беговой обуви. Она абсорбирует энергию шага, чтобы дать спортсмену дополнительный толчок при отрыве ноги от земли.

10 пар ботинок-первопроходцев так и остались на Луне: вместо них на борт взяли грунт и камни. Сегодня они все еще могут оставаться там. Если обувь цела, металлические пряжки и замки, скорее всего, выглядят так же, как в день высадки: на Луне нет кислорода, а значит, окисления не происходит. Однако силиконовые стельки и синтетическая ткань должны были истончиться из-за процессов газовыделения. Если кто-нибудь дотронется до космических ботинок, они, вероятно, рассыплются в пыль.

Тем не менее отрасль сделала мощный вклад в материалы, которые используются в спецодежде и даже в обиходе обычных людей.

Например, в очках. Поколения людей при производстве аксессуаров, защищающих наши глаза, использовали полированное стекло. Но в 1972-м Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США выпустило постановление, согласно которому линзы солнцезащитных и рецептурных очков, продаваемых в стране, должны быть ударопрочными. Производитель выбрал пластик. Он обладал большим рядом достоинств: меньшая стоимость производства, лучшее поглощение ультрафиолета, меньший вес. Но имелся и один существенный недостаток — намного бо́льшая уязвимость к царапинам.

Решение снова нашлось в космонавтике. Технология защиты пластикового покрытия появилась в работе ученого NASA Теда Уайдевена. Доктор Уайдевен работал над системой очистки воды для космических аппаратов. Для защиты мембраны фильтра он наносил на нее тонкий слой пластиковой пленки. Позже этот же метод стал применяться для нанесения защитного покрытия на визоры шлемов астронавтов и другие пластиковые поверхности. В 1983 году технологию NASA лицензировала компания Foster-Grant, скрестив ее с собственными исследованиями. В итоге потребитель получил материал, который обладал устойчивостью к царапинам и всеми достоинствами пластика.

Спасательное одеяло

Так называемые космические спасательные одеяла, разработанные в 1964 году NASA, изготовляемые из теплоизолирующих материалов, часто входят в состав аварийных комплектов, а так же используются бегунами на длинные дистанции для исключения резкого изменения температуры тела после финиша. Эти материалы так же используются для производства тёплой одежды и спальных мешков.

Защитное снаряжение пожарных

При содействии NASA были разработаны полимерные ткани для космических костюмов и транспортных средств. Полибензимидазол с пропиткой, огне- и жаростойкое волокно, используется в сфере пожаротушения, военного дела, автотранспорта и других отраслях.

Плавательные костюмы

Цифровая фотография

В 1992 году Дэниел Голдин, назначенный на место администратора NASA (к слову, прослуживший на этой должности при трех президентах США), обрисовал новый принцип работы агентства через три простых слова: «Быстрее, лучше, дешевле». Этот принцип поставил перед инженерами миссий конкретные задачи (например, миниатюризация цифровых камер с CCD-матрицей, используемых в межпланетных миссиях, без потери научной ценности получаемых снимков).

В результате инженер лаборатории реактивного движения NASA Эрик Фоссум представил CMOS Active-Pixel Sensors. Само по себе использование металл-оксидных полупроводников к девяностым годам XX века не было чем-то новым, как и теоретическая возможность использовать их светочувствительность вкупе с APS, но практическая реализация Голдина совершила переворот на рынке цифровой фотографии. Новые сенсоры потенциально были дешевле в производстве, менее энергозатратны и давали бо́льшие возможности в миниатюризации камеры и работе с изображением.

Фоссум понял, что его разработка будет востребована и на Земле. В 1995-м он основал компанию Photobit и запатентовал новую технологию. В дальнейшем история компании Photobit — это история поглощений и переименований, а в результате в 2017-м CMOS-матрицы используются почти повсеместно — начиная от мобильных телефонов и заканчивая камерами автомобилей и медицинских приборов. Хотите сделать «селфи»? Вы просто космос!

Источник