17 повседневных вещей, первоначально разработанных для космической отрасли
Скафандры для лечения людей, портативные пылесосы и другие полезные «космические» изобретения
Камера в вашем телефоне, изоляция в стенах и тот удобный матрас, которым вы наслаждаетесь по ночам, – за это и многое другое вы можете поблагодарить космическую отрасль. Она оказала большее влияние на нашу повседневную жизнь, чем вы думаете.
Хотя миссия таких корпораций как РОСКОСМОС и агентств, вроде НАСА , – космические путешествия, исследования и изучение, некоторые из их изобретений стали неотъемлемой частью нашего быта. Большинство из нас не попадет в космос в течение своей жизни и не узнает, каково это – покинуть Землю ради Вселенной , но отрасль в буквальном смысле может прикоснуться к нам. В этой области по-прежнему остается много вопросов, на которые нет ответов.
Несмотря на то что мы никогда не почувствуем, чем пахнет космическое пространство и не увидим нашу крошечную планету издалека своими глазами (но вы можете посмотреть на эти фотографии Земли из космических глубин), прямо в вашем доме может находиться небольшой кусочек космоса, о котором вы даже не знали.
Сейчас мы поделимся с читателями информацией о вещах, первоначально разработанных для космической отрасли, но нашедших применение в обычной жизни, как отечественне лечебные костюмы «Адели» или всем известные солнечные батареи, разработанные советскими инженерами.
1. Лечебные костюмы
Благодаря исследованиям влияния невесомости и малоподвижности на организм человека российскими учеными были созданы специальные тренажеры для космонавтов, а также костюмы «Адели» для реабилитации детей, страдающих ДЦП. В таких «скафандрах» детям приходится напрягать мышцы, и это активизирует их двигательную систему.
Созданные по тому же принципу «нагрузочные» костюмы «Пингвин», «Регент» предназначены для взрослых с болезнью Паркинсона, нарушениями центральной нервной системы.
Наши ученые имитировали для больных условия невесомости, погружая их в ванны на непромокаемый материал. Сейчас этим методом пользуются в борьбе с отеками.
Кроме того, благодаря космическим разработкам были созданы средства от декомпрессии, за счет которых смогли вылечиться сотни людей. В российском Институте медико-биологических проблем был разработан препарат от головокружения и укачивания, уже испытано лекарство для профилактики инфекций верхних дыхательных путей.
Хорошо зарекомендовали себя препараты, восстанавливающие работу кишечника. И это лишь часть вклада космической науки в земную жизнь. Так что ученые озабочены поддержанием здоровья не только космонавтов, но и обычных людей.
2. Солнечные батареи
Это сейчас солнечными батареями никого не удивишь. А лет 50 назад о них никто и не слышал.
Началось же все с запуска первых искусственных спутников в космос, давшего мощный толчок производству солнечных батарей. Советский ученый, профессор и специалист в области физики, особенно в сфере электричества, Николай Степанович Лидоренко , обосновал необходимость применения бесконечных источников энергии на космических аппаратах.
Эту энергию могло давать только Солнце при помощи солнечных модулей. Современные космические станции функционируют исключительно за счет солнечной энергии, поскольку космос дает для этого все необходимое: солнечные лучи, за счет которых происходит процесс фотосинтеза в солнечных модулях, в изобилии имеются в космическом пространстве, и для их потребления нет никаких препятствий.
3. Пена с эффектом памяти
Вы знаете, что именно внутри вашего матраса делает ваш отдых более комфортным, подстраивая его под рельеф вашего тела? Это пена с эффектом памяти, разработанная НАСА в 1987 году. Несмотря на то что сегодня ею пользуются люди во всем мире, эта модифицированная разновидность полиуретана изначально была создана исследователями космических программ, искавшими способ создать для летчиков-испытателей мягкие условия во время полета.
4. Цифровые датчики изображения
Именно НАСА интегрировало цифровые датчики изображения, чипы, в ваш смартфон, GoPro и ту цифровую зеркальную фотокамеру, которая стоила вам целого состояния. В середине 1990-х годов в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, ученые открыли технологию создания особых датчиков. Они потребляли мало энергии, и их было легче производить в массовом порядке, чем позволяли технологии того времени. Это помогло открыть новый мир цифровой фотосъемки.
5. Точность GPS
Возможно, вы помните время, когда GPS-устройства далеко не идеально определяли местоположение пользователей и объектов. Начиная с середины 1990-х, сотрудники Лаборатории реактивного движения начали разработку программного обеспечения для GPS, способного исправить ошибки и минимизировать погрешности. Это было необходимо не только пилотам и морякам, но и телефонам, автомобилям и – хотите верьте, хотите нет – сельскохозяйственному оборудованию с автономным управлением.
6. Светодиодные лампы Am/Pm
Эти двухцветные лампы предназначены для повышения освещенности в то время, когда требуется бдительность, и приглушенного света в периоды расслабления. В 2015 году в рамках Национальной программы космических биомедицинских исследований команда инженеров-разработчиков создала прототип такой лампы и обнаружила, что разные цвета (или длина волн) света могут помочь людям сохранять внимание или переходить в сонливое состояние.
7. Здоровая детская смесь
Разрабатывая всевозможные заменители пищи для астронавтов, готовящихся к путешествию на Марс , исследователи обнаружили специфическую форму омега-3 жирных кислот, ранее обнаруживаемых только в грудном молоке и жизненно важных для нормального развития младенцев. Сейчас такие «здоровые» жиры добавляются в более чем 90 процентов детских смесей, представленных на рынке.
8. Хранение пищевых продуктов
НАСА в партнерстве с Pillsbury разработало новый стандарт лиофилизации – сублимационной сушки для сохранения продуктов безопасными и здоровыми. Нынче эта методика разошлась по всему миру и приносит пользу всем, кто ею пользуется. Она продлевает сроки хранения и снижает риск заражения бактериями и химическими веществами.
9. Невидимые брекеты
Если вы интересуетесь стоматологическими технологиями , то, несомненно, слышали о системах Invisalign и Direct Smile Club: эти невидимые скобы – отличный способ избежать насмешек и обидных прозвищ. Спасибо НАСА, которое помогло разработать прозрачную керамику в партнерстве с 3M Products!
10. Купальник Speedo LZR
TORU YAMANAKA/GETTY IMAGES
В 2008 году Исследовательский центр НАСА в Лэнгли помог компании Speedo испытать материалы и швы на сопротивление в аэродинамической трубе NASA. В результате появились купальники Speedo LZR Racer, в которые облачались многочисленные призеры Олимпийских игр того года. В том числе Кэти Хофф, отдельно похвалившая создателей спортивного плавательного костюма за его элегантный дизайн и отличную обтекаемость.
11. Очистители воздуха для растительных ферм
ALIAKSANDRA IVANOVA/EYEEM/GETTY IMAGES
Газ, выделяемый растительными колониями, имеет тенденцию накапливаться в закрытой среде космической станции. Вот почему ученые НАСА разработали специальный скруббер для международной космической базы – устройство для очистки газовоздушной среды от этилена. Теперь та же технология используется в продуктовых магазинах, чтобы избежать порчи продукции и дольше сохранять ее свежей, и в виноделии среди множества других применений.
12. Очки, устойчивые к царапинам
ANDREA COLARIETI/EYEEM/GETTY IMAGES
Некоторые из первых исследований в области прозрачных покрытий для очков, которые мы считаем само собой разумеющимися, были в свое время проведены в Исследовательском центре Эймса при НАСА. Их целью было усовершенствование шлемов астронавтов и мембран, входящих в систему очистки воды. В 1980-х годах ученые применили эти идеи к очкам (от корректирующих зрение до солнечных и плавательных) и всевозможным защитным маскам, чтобы обеспечить защиту и улучшить зрительное восприятие окружающего мира.
13. Пылеуловитель
Всем известный портативный пылесос тоже был предоставлен НАСА. Он появился после того, как агентство заключило партнерское соглашение с Black & Decker для создания инструментов с батарейным питанием для сбора образцов с поверхности во время исследования Луны.
Устройство настолько хорошо справлялось с собиранием образцов грунта и было настолько удобно, что быстро разошлось по отелям, больницам, офисам, производственным помещениям и нашим домам. Дальнейшим шагом было применение этой идеи к портативным аккумуляторным инструментам.
14. Космические одеяла
Термоизоляционные космические одеяла НАСА каждый год спасают жизни людей в дикой природе. Они были впервые разработаны в 1973 году, когда для миссии Skylab-3 потребовался солнцезащитный экран, способный изолировать сам спутник. Теперь их можно найти в каждом приличном наборе для чрезвычайных ситуаций и спасательных операций.
15. Кохлеарные имплантаты
CAVAN IMAGES/GETTY IMAGES
В конце 1970-х годов Адам Киссия-младший, слабослышащий инженер, работавший в знаменитом Космическом центре Кеннеди при НАСА, был разочарован эффективностью слуховых аппаратов. Устройства того времени могли лишь усиливать звук, но не делали его четче. Изобретатель использовал передовые технологические достижения в области электронных систем зондирования, телеметрии, звуковых и вибрационных датчиков и др. для разработки особых кохлеарных имплантатов. Они производят цифровые импульсы для стимуляции окончаний слухового нерва и отправки более четких и точных слуховых сигналов обратно в мозг.
16. Амортизация для кроссовок
Стремясь облегчить одежду и оборудование астронавтов, НАСА разработало костюмы с формованием из выдувной резины, в том числе с уникальным резиновым молдингом для космических шлемов и амортизирующими ботинками. Новые материалы не только облегчили на треть 14-килограммовые изделия и придали им огнеупорности, но и стали основой для удобной подошвы современных спортивных кроссовок. Еще один большой шаг для всего человечества.
17. Блестящая строительная изоляция
Технология барьера, защищающего от критических температур и излучения, была разработана НАСА более 40 лет назад для нормализации температуры на борту космических кораблей и станций. Но только в 2004 году она нашла применение в наших домах: этот барьер, получивший название «Eagleshield», можно использовать для повышения эффективности теплоизоляции жилых помещений, чтобы снизить расходы на отопление зимой и охлаждение летом.
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