Главной задачей NASA является исследование и понимание космоса, но большое количество технологий, разработанных для космических исследований, стали использоваться в повседневной жизни. Мы встречаемся с такими изобретениями каждый день, и они улучшают качество жизни здесь, на Земле.
Инженер NASA, Лонни Джонсон, создатель бомбардировщиков «Стелс», придумал водяной пистолет. Модель с улучшенными характеристиками появилась в 1989 году и стала намного лучше, чем ранее существующие на рынке. В то же время водный пистолет Super Soaker вошел в 20 самых продаваемых игрушек в мире.
Это правда, что благодаря NASA все стали спать лучше. Упругая пена, которая входит в состав матрасов Tempurpedic, была разработана для космических полетов. Она была создана для сидений корабля, чтобы минимизировать неудобства для космонавтов во время посадок. Пена с памятью – это уникальный компонент, способный распределять давление равномерно по всей поверхности, впоследствии она восстанавливает первоначальную форму. Некоторые коммерческие авиакомпании используют это изобретение для оснащения кресел в салонах самолетов. Пена используется в медицине для лежачих больных с нарушениями опорно-двигательного аппарата и в протезировании.
Давайте вспомним то время, когда NASA искало способы обеспечения безопасности и жизнеспособности космических кораблей и начало эксперименты с изоляционными материалами. Космонавтам необходима была защита от огромных перепадов температур в космосе. Сегодня изоляционные материалы в разных формах широко используются в строительстве.
В NASA изобрели “riblet” – маленькие, невидимые невооруженному глазу желобки, размером меньше царапины. Их используют на поверхности самолетов, гоночных яхт для уменьшения трения. При сотрудничестве с компанией Spido NASA разработало плавательный костюм с применением технологии. Эти желобки на нём на 10-15% увеличивают скорость пловца и позволяют ему легко скользить в воде. Правда, после пекинской олимпиады 2008 года для участия в соревнованиях эти костюмы запретили.
Делая уборку в доме с ручным пылесосом, никто не задумывается, что использует техническое достижение NASA, которое астронавты применили на Луне. Например, во время миссии «Аполлон» NASA потребовалось портативное, независимое устройство для сбора образцов с поверхности Луны. Блэк и Деккер придумали первые устройства на батарейках в 1961 году, но разработки NASA помогли совершенствовать технологию, в результате был получен легкий беспроводной пылесос, беспроводные медицинские устройства и многое другое.
Всем известно, что вода – основа жизни. Так как мы не можем жить без неё, то преобразование загрязненной воды в питьевую стало удивительным и ценным достижением. Технология фильтрации воды появилась в 1950-х годах, но NASA требовалось знать, как очищать воду эффективнее и сберегать ее чистой долгий период времени для потребностей космонавтов на борту космического корабля и для предотвращения возникновения болезней. Через несколько лет многие компании воспользовались технологиями NASA и создали миллионы фильтров, которые теперь используются каждый день.
У некоторых предметов необычное начало. Компания Ceradyne и программа NASA по работе с керамикой способствовали появлению прозрачных брекетов. Для их разработки была применена технология, которая используется для отслеживания ракет с тепловым наведением. Прозрачные брекеты прочнее железных, их гладкая и круглая форма предотвращает повреждения во рту.
Шансу, что при падении очков на землю линзы не разобьются, все обязаны изобретению пластиковых линз компанией FDA в 1972 году. Во-первых, пластик дешевле стекла, легче и он лучше поглощает ультрафиолетовую радиацию. Так как в космосе существует много неожиданных угроз в виде летающих частиц, NASA требовалось создать специальное защитное покрытие шлемов космонавтов. Вскоре компания Foster-Grant, которая специализируется на выпуске солнцезащитных очков, при сотрудничестве с NASA создала уникальные, покрытые пластиковым защитным слоем линзы, которые в 10 раз прочнее стекла или непокрытого этим слоем пластика.
Есть в космосе тоже необходимо. На орбите космонавты живут и работают в условиях микрогравитации, что означает, что сухая и сыпучая пища будет летать свободно по борту. Вот почему необходима сухая заморозка. Перед началом миссии «Аполлон» NASA интенсивно занималось исследованиями процессов подготовки пищи для космических полетов. При сотрудничестве с компанией Nestle агентство и пришло к способу сухой заморозки - процессу, в результате чего происходит дегидратация продуктов, которые быстро замораживаются и помещаются в вакуумные упаковки. Перед употреблением необходимо добавить воду, и продукт восстановит свои свойства, запах и вкус.
Тренажеры были придуманы агентством NASA, так как на орбите космонавты обязаны заниматься физическими нагрузками, чтобы быть в форме, а мышцы в невесомости не атрофировались. При нулевой гравитации скелет человека тоже постепенно становится слабее.
Благодаря исследователям космической программы Mars Viking spacecraft агентство NASA занялось проблемами больных диабетом. Межпланетные путешествия занимают огромный промежуток времени, и вопросы, связанные со здоровьем космонавтов, становятся важными. Медицинские эксперты из центра космических полётов Goddard изобрели устройство, которое может отслеживать состояние больного, а именно уровень сахара в крови, и при необходимости вводить в организм инсулин. Сегодня это изобретение известно как «инсулиновая помпа», и больные диабетом используют его с 80-х годов.
В прошлом померить температуру больному было сложно. До 1991 года её измеряли в основном ртутными термометрами, и рассмотреть показатели было сложно. Компания Diatek и агентство NASA разработали инфракрасные термометры со специальным сенсором. Его вставляют в ухо, что намного проще, а показатели получаются точнее и быстрее.
В 1960-х годах после программы высадки на Луну, «Аполлон», лаборатория NASA разработала технологию, известную как цифровая обработка фотографии (DPI), которая позволяла обрабатывать на компьютерах снимки Луны. Эти томографы и МРТ стали применяться в медицине для получения снимков человеческого организма для диагностики.
При сотрудничестве NASA и компании Google были созданы программы в формате 3D для составления карты Марса и Луны, карты погоды для прогнозирования. Недавно обе компании занялись решением проблем для управления колоссальным количеством данных. В результате были созданы программы-симуляторы для тренировок, программы для обработки фотографий и т.д.
Компания KATS (Kelly Aerospace Therma Systems) при сотрудничестве с NASA создала противообледенительную систему Thermawing, собственно систему кондиционирования для одномоторных самолетов. В основе системы – гибкая, электропроводящая графитовая фольга, которая крепится к передней кромке крыла самолета. При нагревании фольги лед тает.
В 1970-х годах Адам Киссиа, младший инженер агентства NASA, который работал над программой космических кораблей многоразового использования, создал кохлеарный имплант. Несмотря на то, что у инженера не было медицинского образования, он занялся проблемой глухих и создал слуховой аппарат на основе телеметрии, электронного зондирования, звуковых и вибрационных датчиков. Аппарат на основе цифровых импульсов стимулирует слуховые окончания, которые передают сигналы головному мозгу.
В результате сотрудничества агентства NASA и компании Thiokol Propulsion была создана специальная технология, которая позволяла уничтожать мины с безопасного расстояния с помощью твердого ракетного топлива. В основе технологии лежит устройство, которое действует по принципу электрозажигалки - при воспламенении огонь прожигает отверстие в оболочке мины, выжигает взрывчатое вещество и обезвреживает мину без детонации.
Агентство NASA основало объединение Environmental Research Aircraft and Sensor Technology, членами которого стали 28 стран. Целью его деятельности стало создание беспилотного самолета для полетов на большой высоте на протяжении нескольких дней подряд. Для поддержания его деятельности понадобилась новая технология, позволяет самолету быть энергетически автономным. В результате была создана солнечная батарея на основе монокристалического кремния легкая по весу и недорогая. Она производила на 50% больше энергии, чем традиционные.
Хотя и не агентство NASA создало первый детектор дыма, но в 1970-х годах оно разработало новую и более практичную версию при сотрудничестве с корпорацией Honeywell. Новый детектор был оснащен самозаряжающейся никель-кадмиевой батареей. На орбите на борту первой космической станции Skylab для пожарной и газовой безопасности экипажа были установлены подобные детекторы с более чувствительными сенсорами, которые полностью оправдали надежды.
Одним из самых весомых изобретений агентства NASA считается протезирование конечностей для человека и животных на основе щадящих и чрезвычайно практичных технологий, полученных на основе исследований Environmental Robots Inc. Компания достигла великолепных результатов в области разработки и создания искусственной мышцы и космической робототехники при сотрудничестве с инженерами NASA.
Впрочем, бывают у агенства и благо денег американское правительство не жалеет.
От звезд, как кажется. Разработанные для космической отрасли, многие бытовые блага «прилетели» к нам прямиком с околоземной орбиты. «Прилунившись» в медицине, экономике, промышленности и других отраслях, космические разработки сделали нашу повседневность безопаснее, удобнее и просто интереснее. Подробнее - в нашем обзоре. Им мы продолжаем серию публикаций на МТС/Медиа, посвященную 55-летию полета Юрия Гагарина в космос.
Мой спутник земной
Самые очевидные блага цивилизации с космической родословной - это спутниковые интернет, телевидение и телефония. «Тарелки» массово запестрели на фасадах российских домов в 90-ые годы, а в некоторых удаленных регионах до сих пор остаются единственным способом связи с большой землей. Сигнал передается через спутник, который находится на определенном расстоянии от поверхности земли (35 786 км) и вращается с той же скоростью, что и планета, оставаясь относительно планеты неподвижным.
Американская система навигации GPS и отечественная ГЛОНАСС тоже нуждаются в спутниках. Благодаря ним координаты, которые показывают ваши смартфоны, могут давать погрешность всего в несколько метров. Точность зависит от принимающего устройства, условий видимости спутников, погоды, рельефа. Спутники также используются в метеорологии, геологический разведке, для обеспечения связи там, где сотовые операторы еще много лет не появятся, например, на просторах океанов, в ледяных пустынях Арктики и Антарктиды.
Активное применение солнечных батарей началось в благодаря запускам первых космических аппаратов. Для них было необходимо автономное энергоснабжение, и его обеспечивают лучи Солнца. Добывать энергию из света умели и раньше, но сделал солнечные батареи эффективными именно космос. Сегодня солнечная батареи - это резервный автономный источник и средство для экономии в частных домах.
Помощники в доме
Для поддержания здоровья экипажа в продуктах на орбите стали использовать бифидобактерии. Йогурты с такой добавкой на прилавках стали популярными много позже. Космос двигал вперед пищевую индустрию и в области упаковки: еда в тюбиках, сухая заморозка и вакуумная упаковка.
Кое-какие бытовые приборы и даже мебель - родом из лабораторий американского космического агентства. К примеру, портативный бытовой беспроводной пылесос - потомок устройства, собиравшего образцы грунта с поверхности Луны. В матрасы наших кроватей из кресел пилотов космического корабля перекочевала пена с эффектом памяти. Она распределяет давление по всей поверхности и уменьшает дискомфорт от долгого сидения. Такая пена способна облегчить жизнь лежащим больным. Некоторые звуко- и теплоизоляционные материалы также были разработаны для космических кораблей, а уже потом оказались в квартирах.
Физкультпривет
Липучки и молнии были придуманы задолго до космической эры, но массовый спрос на них возник после того, как земляне посмотрели первые прямые включения с космической станции. Вслед за парящими в невесомости астронавтами быстрые застежки полюбили спортсмены, лыжники, аквалангисты, а вслед за ними и обычные потребители. Вообще спортсмены частично обязаны своими рекордами хорошей экипировке , история которой началась в эпоху космоса. Обтекаемые и почти бесшовные плавательные костюмы, кроссовки, вентилируемый материал и амортизационные стельки и подошвы которых произошли от обуви, в которой люди ходили по Луне. Термобелье, отводящее влагу и при этом сохраняющее тепло, очки с ударопрочными и стойкими к царапинам линзами были также однажды созданы специально для космонавтов.
Медицина
Лазерная хирургия в целом и уже рядовая операция по лазерной коррекции зрения, диагностика и лечение онкологических заболеваний, томографы и аппараты для МРТ, протезирование конечностей и внутренних органов, включая сердце, слуховые аппараты, инсулиновые помпы и инфракрасный термометр - эти и многие другие разработки, спасающие или качественно улучшающие жизнь человека, созданы на основе разработок для космической отрасли. Тренажеры для космонавтов, которые и сейчас помогают в условиях невесомости бороться с атрофированием мышц, стали еще и лечебными костюмами для страдающих церебральным параличом и болезнью Паркинсона.
Эстетическая медицина также активно использует материалы и технологии космической отрасли. Например, прозрачные брекеты, с помощью которых исправляют кривизну зубов. В протезировании зубов применяется оксид циркония, материал применяемый для изготовления теплоизоляционной обшивки кораблей.
Марсианские хроники
Увеличить максимальный пробег некоторых автомобильных шин на внушительные 16 000 км удалось с помощью технологий, которые использовали для создания легендарных аппаратов «Викинг-1» и «Викинг-2». Благодаря специальному материалу, который в несколько раз прочнее стали, они успешно приземлились на Марс и отработали на поверхности планеты дольше ожидаемого срока. Эта межпланетная миссия считается одной из самых ценных с научной точки зрения в истории. В ходе ее, в том числе, была сделана первая цветная фотография на поверхности Марса.
Авиация - ближайший родственник космонавтики - тоже получила как минимум один важный подарок от своей младшей сестры. Противообледенительная система, которую разработали в NASA для крыльев и двигателей кораблей, сегодня используется на самолетах.
Инженеры космической индустрии умеют бороться не только с холодом, но и с перегреваниями. Огнестойкая ткань, из которой сейчас шьют костюмы пожарных, была разработана для скафандров астронавтов. Металл, синтетика и пластмасса в составе такой ткани спасает жизни оказавшихся в пожаре людей и самих спасателей.
Современные космические изобретения в быту применяются довольно часто. Хотя часто можно услышать рассуждения на тот счет, что изучение космоса – выбрасывание огромных денег в пустоту. Мол, практической отдачи для самих землян тут нет. Но при этом критики забывают поинтересоваться тем, какими «космическими» изобретениями в быту мы уже пользуемся?
Вот небольшой перечень того, что пришло в нашу жизнь с орбиты.
Сейчас очень многие пользуются очками. На наше зрение негативно влияют плохо настроенные мониторы компьютеров. Понижают нам зрение и очень мелкие шрифты в печатных изданиях, а особенно – на упаковках с товарами. Влияет на зрение и повышенная запыленность атмосферы выбросами промышленности. По статистике, у каждого четвертого жителя планеты – проблема со зрением. Решение проблемы есть – нужно приобрести очки. И тут вы столкнетесь с тем, что производятся линзы двух типов – из оптического стекла и из прозрачной пластмассы. Первые стоят дорого, но они легко бьются. Вторые линзы намного дешевле, но через некоторое время они покрываются царапинами и становятся мутными.
С такой же проблемой столкнулись и специалисты американского космического агентства (NASA). И нашли решение. А первыми «позаимствовали» космическое изобретение (купив лицензию) производители пластмассовых линз для очков в компании «Foster-Grant». Если вам предложат или для работы с компьютером с этой маркировкой (с прозрачным защитным слоем), знайте, что они не боятся царапин и срок их службы в десять раз превышает срок службы обычных линз.
В продаже давно уже можно увидеть матрасы из вспененного полиуретана. Но мало кто знает, что такие матрасы были придуманы для космонавтов. Особенность матрасов в том, что они равномерно распределяют вес тела по всей своей поверхности. Хотя в космосе невесомость, но во время сна астронавты и космонавты пристегиваются ремнями. При довольно длительном периоде сна на обычном матрасе происходит отек тела. Полиуретановый матрас как раз и способствует тому, что кровь обращается равномерно.
Как известно, температуру звезд измеряют с помощью инфракрасного космического оборудования. Специалисты компании «Diatek» (производство медицинских термометров) столкнулись с проблемой необходимости повысить точность измерений температуры у больных и сократить время, требующее на процесс измерения. долгая. Широко распространенные сейчас в быту ртутные термометры требуют довольно значительного времени при измерении и к тому же столбик ртути плохо виден под стеклом. Специалисты указанной компании за основу своей разработки взяли технологии NASA по измерению температуры звезд.
Внешне все просто. Известно, что части тела человека постоянно излучают тепло которое благодаря космическим изобретениям можно измерить. Организм человека излучает тепло в инфракрасной области спектра, а некоторые части тела, как барабанная перепонка относительно точно. Был разработан электронный термометр, который инфракрасное излучение «переводит» в показания цифр на мини-дисплее. Весь процесс измерения температуры тела занимает менее минуты. Точность показаний достаточная для определения состояния человека. Сейчас такие термометры имеются во многих больницах, есть они и в свободной продаже. Это простой пример как применяются космические изобретения в быту. 
Американцы для полетов на Луну придумали скафандр с ботинками особой конструкции. Они амортизировали, помогая астронавтам не падать при более низкой силе тяжести, чем на Земле. Проще говоря, ботинки пружинили внутри, гася резкие движения. Эту технологию лунной обуви использовали производители спортивной обуви. Приятно чувствовать, как стопа «танцует» внутри такой обуви. А значит, мы меньше устаем во время ходьбы или бега.
Таким образом, благодаря особым технологиям космические изобретения в быту применяются достаточно широко.
Кстати, благодаря разработкам для обитаемых космических кораблей, появились на Земле детекторы дыма (сигнализаторы возгораний), носимые электрические инструменты с мощными аккумуляторами, фильтры для очистки и обеззараживания питьевой воды.
Передовые технологии, первоначально разработанные для космоса, впоследствии переходят на службу людям уже на Земле. В год Космоса мы решили напомнить, как космическая эра изменила быт человека.
Лучше других ценность "внеземных технологий" понимают космонавты. Так Георгий Гречко, для лучшего понимания прикладной ценности космических исследований предлагает пойти на радикальные меры: "Не могу добиться, чтобы все, что летает в космосе, на одни сутки выключили. Вы бы ни футбол из Аргентины не посмотрели, ни концерт из Карнеги-холл не увидели. Бились бы корабли без навигации. Вы наберете телефон своего друга в Нью-Йорке - а он не отвечает. Тогда бы все люди все поняли, перестали спрашивать, зачем нам космос, а кричали бы: скорей включайте и больше не выключайте. Но все равно я бы на месте нашего руководства раз в году все выключал, чтобы не задавали таких вопросов", - иронизирует дважды Герой Советского Союза.
Спутниковые возможности
Первым идею использования спутников для создания глобальной системы связи в 1945г. предложил писатель и ученый Артур Кларк. Свое изобретение он не запатентовал, так как не верил в возможность реализации идеи при его жизни, а также из благородных побуждений: А.Кларк заявлял, что его идея должна служить всему человечеству. 4 октября 1957г. был запущен первый спутник Земли, а уже через 8 лет - геостационарный спутник связи с поэтическим названием Early Bird ("Ранняя пташка"). Он мог в одно и то же время передавать через Атлантический океан 240 телефонных каналов либо 1 телевизионный.
Сегодня спутниковые системы используются повсеместно - в метеорологии, геологической разведке, для передачи телевизионного и интернет-сигнала, в телефонии. Одной из самых востребованных космических технологий сейчас является система глобального позиционирования GPS. Спутниковая навигация помогает ориентировать на незнакомых дорогах, а также заблаговременно предсказывать наводнения и выявлять значительные загрязнения окружающей среды. GPS не уникальна, есть еще и российская система ГЛОНАСС. Параллельно идет разработка сугубо гражданской европейской спутниковой системы Galileo.
Космопаек в земной столовой
Космические разработки подарили человечеству также и некоторые продукты питания. Например, биопродукты - йогурты, соки и сыры, обогащенные бифидобактериями, появились на полках магазинов в 1990-е гг. прошлого века. Однако еще в 1963г. микробиологи обнаружили бактерии, подавлявшие развитие гнилостных и болезнетворных микробов, и продукты, с их добавлением стали необходимой частью трапезы космонавта.
Космос не только изобретал, но и переосмысливал уже привычные предметы. Например, упаковка туба (она же тюбик) первоначально использовалась для хранения зубной пасты и кремов. Но когда возникла необходимость кормить космонавтов в невесомости, пастообразные борщи и котлеты стали расфасовывать в тубы. В них хранилась вся космическая еда до 1982г., когда были внедрены и другие способы длительного сохранения продуктов. Сегодня любой землянин найдет в ближайшем к дому магазине десятки продуктов в тубах.
Космос от кутюр
Огнестойкая ткань для костюмов пожарников сначала использовалась в скафандрах. Также скафандр для выхода в открытый космос стал прототипом нового поколения защитных костюмов со встроенной системой охлаждения, разработанных итальянской компанией D"Appolonia для пожарных и автогонщиков.
Термобелье, в которое облачаются любители зимних видов спорта, первоначально было разработано как элемент гардероба астронавтов. Благодаря особым технологиям пряжи оно способствует испарению избытка влаги, выделяемой телом при нагрузках, и сохранению тепла.
При изготовлении беговых кроссовок применяется трехмерная ткань с полиуретановой пеной: она правильно распределяет нагрузку по ноге во время движения. Идея была заимствована у лунных ботинок, разработанных для лунной миссии Apollo. Ботинки лунных пионеров пружинили шаг и обеспечивали вентиляцию.
Пылесос с Луны
Фильтры для воды с технологией очистки при помощи ионов серебра первоначально использовались на борту МКС. Сегодня они встречаются на многих земных кухнях.
А портативные беспроводные пылесосы, идеально подходящие для уборки автомобиля, сделаны по принципу магнитно-бурильного аппарата, разработанного NASA для забора лунного грунта.
Астронавты на службе медицине
Особенно много космического используется в медицине. Так, костюмы, позволяющие учиться ходить детям с церебральным параличом, используются космонавтами на орбите для поддержания в тонусе мышц, которые атрофируются от бездеятельности в невесомости. Костюм действует по принципу эспандера и успешно применяется на орбите более 20 лет.
Во время операций по лазерной коррекции зрения хирурги применяют технологию, основанную на принципе стыковки космических кораблей LIDAR, позволяющей с точностью до миллиметра определять расстояние до объекта. Во время офтальмологической операции глаз совершает тысячи микро-перемещений, но лазер, используя технологию LIDAR, успевает за этими движениями.
Помогают спасать человеческие жизни пьезоэлементы, разработанные для неизменной работы оптических систем на спутниках, - на их основе были разработаны браслеты для диабетиков, оснащенные встроенным насосом для инсулиновых инъекций.
В 80-е гг. в Америке была создана программа, позволяющая улучшить качество снимков, сделанных космическими аппаратами, а в нулевые после доработки ученые передали ее медикам. Сейчас идут клинические испытания программного обеспечения MED-SEG, которое будет использоваться для анализа информации рентгеновских аппаратов, УЗИ, томографов и маммогрофов.
Некосмическое происхождение
Однако некоторые ноу-хау окутывает псевдокосмический ореол. Так, широко известна версия, что тефлон, использующийся сегодня для покрытия кухонной посуды антипригарным покрытием, был разработан для лунной программы. Однако на самом деле полимер тетрафторэтилена еще в 1938г. был случайно обнаружен американским химиком Роем Планкеттом. Оказалось, что тефлон обладает уникальными свойствами - высокой тугоплавкостью, низким коэффициентом трения и устойчивостью к воздействию большинства химических веществ. Полимер был поставлен на службу оборонной промышленности: им покрывали находящиеся в контакте с высокорадиоактивным фторидом урана поверхности обогатительного комбината Манхэттенского проекта. "Космическое" применение тефлона заключалось в изоляции кабелей во время программы Apollo.
Использовать полимер для изготовления покрытия сковородок догадался французский инженер Марк Грегуар. Имя его кухонному детищу было Tefal.
Застежки-липучки получили широкую популярность благодаря телепрограмме с околоземной орбиты, в которой зрители увидели, что в невесомости астронавты фиксируют предметы к стенам при помощи липучек. Застежки, позволяющие быстро и прочно застегнуться, быстро перекочевали на костюмы горнолыжников, аквалангистов, а затем и на детскую одежду. Однако придуманы липучки были еще в докосмическую эру - патент на них был получен в 1955г.
Люди продолжают изучать космос, придумывая все более изощренные технологии и сложные устройства, а значит, со временем мы возьмем на вооружение то, над чем сейчас работают ведущие ученые.
Вы когда-нибудь задавались вопросом, какое влияние может оказать на нашу повседневную жизнь освоение космоса? По сути, довольно много вещей, окружающих нас, существуют целиком благодаря научным исследованиям и технологиям, разработанным NASA. Именно они позволяют нам ощутить, какой вклад в нашу повседневную жизнь вносит освоение космоса.
Хотя основной целью NASA всегда было изучение Вселенной, тем не менее, большая часть технологий, разработанных агентством, были внедрены на Земле и теперь кажутся просто незаменимыми. Более того, используя большинство вещей, появившихся на свет благодаря NASA, мы даже не догадываемся об их подлинном происхождении.
Ни для кого не секрет, что ряд стран вкладывает огромные суммы (в основном, это деньги налогоплательщиков) в развитие космических программ, и время от времени многие задаются вопросом: не лучше ли пустить эти деньги на другие цели, чем тратить их на инвестирование в освоение космоса? Но они не совсем правы, большая часть изобретений NASA на сегодняшний день нашла свое применение и на нашей планете, улучшив качество нашей жизни и простимулировав экономику. NASA обладает более 6300 патентами, и сегодня мы ознакомим вас с двадцатью самыми интересными из них.
20. Водяной пистолет Super Soaker
Лонни Джонсон, инженер NASA, чьи исследования помогли отправить астронавтов в космос и создать стелс-бомбардировщик, также стал изобретателем водяного пистолета Super Soaker. Он был впервые представлен в 1989 году, и позволял стрелять более быстрыми и мощными струями воды по сравнению с моделями, которые уже были на рынке. С момента выпуска Super Soaker, этот водяной пистолет вошел в 20 самых продаваемых игрушек в мире.
19. Memory Foam (модифицированный пенополиуретан низкой упругости)
Все верно, в NASA заботятся о вашем сне. Материал, используемый в производстве ортопедических матрасов и подушек, был изначально разработан для полетов в космос. Пенополиуретан был создан для минимизации последствий столкновения с поверхностью при посадке. Это вещество обладает уникальным компонентом, который позволяет ему распределять силу удара по всей поверхности, после чего возвращает его прежнюю форму. Многие современные коммерческие самолеты также оснащены такого рода защитой. Что касается повседневной жизни, то пенополиуретан также используется в медицине, позволяя врачам уменьшить давление на определенные части тела пациентов, а также является составной частью протезов.
18. Теплоизоляция
Еще в те дни, когда в NASA искали способ обезопасить шаттл Apollo и костюмы астронавтов, и сделать их пригодными для обеспечения жизнедеятельности человека, некоторые исследователи начали экспериментировать с теплоизоляцией. Возникла необходимость защитить астронавтов от резких и губительных перепадов температур. Здесь на помощь пришла отражающая теплоизоляция. На сегодняшний день эту технологию иногда используют в строительстве коммерческих и жилых зданий.
17. Водоотталкивающий гидрокостюм
Главным вкладом в усовершенствование гидрокостюма послужило изобретение технологии, при которой для него создавалась специальная «ребристая» ткань, состоящая из неразличимых невооруженным глазом бороздок. Подобная технология также используется при изготовлении материала, покрывающего поверхность самолетов и гоночных яхт, которая позволяет существенно уменьшить трение. NASA совместно со Speedo был разработан гидрокостюм, который позволял плыть на 10-15% быстрее, чем обычный. Этот гидрокостюм был запрещен для ношения во время соревнований после Олимпиады 2008 года в Пекине.
16. Беспроводной пылесос
Вряд ли вы подозревали, что пользуясь беспроводным пылесосом, вы пользуетесь технологией, разработанной для астронавтов, высадившихся на Луну. Дело в том, что во время миссии Apollo, NASA потребовалась портативная дрель, способная отколоть образцы из лунной породы. И хотя первой, кто изобрел беспроводные устройства, была компания Black and Decker в 1961 году, именно исследования NASA позволили развить технологию до того уровня, на котором она находится сейчас, подарив нам беспроводные пылесосы, медицинские инструменты и многое другое.
15. Фильтры для воды
Всем известно, что вода – источник жизни. По этой причине возможность превращать загрязненную воду в чистую невероятно ценна. Технология очистки воды известна с 1950-х годов, но NASA требовалось вывести ее на новый уровень, обеспечив астронавтов, долгое время запертых на МКС, свежей, очищенной и отфильтрованной водой. Многие компании переняли технологию очистки воды, усовершенствованную NASA, и привнесли ее в повседневную жизнь.
14. Невидимые брекеты
Компания Ceradyne, совместно с NASA, занималась разработкой невидимых брекетов в ходе программы Advanced Ceramics Research. Благодаря им, на сегодняшний день ношение брекетов уже не приносит столько дискомфорта, как раньше. Для разработки невидимых брекетов использовалась технология отслеживания теплонаводящихся ракет. В результате были получены брекеты из прозрачного поликристаллического алюминия, который изначально использовался в ракетостроении.
13. Устойчивые к царапинам линзы
Если вы уроните на землю очки, они, скорее всего, не сломаются. Все это потому, что начиная с 1972 года, одним из требований к производителям линз стало использование пластика вместо стекла. Такое требование было выдвинуто по трем причинам: пластик дешевле, легче, менее склонен к раздроблению, и лучше поглощает ультрафиолетовое излучение, чем стекло. Тем не менее, у пластика был серьезный недостаток – он легко царапался. Этим вопросом занялись в NASA, разработав линзы, устойчивые к царапинам, поскольку астронавтам требовалась особая защита. Вскоре Foster-Grant, компания по производству солнечных очков, объединилась с NASA, чтобы создать уникальное пластиковое покрытие, в десять раз более устойчивое к царапинам, чем обычный пластик.
12. Сублимационная сушка
Как и другие вещи, питание в космосе требует тщательного контроля и внимания. Астронавты, находящиеся на орбите Земли, живут и работают в условиях микрогравитации, из-за которой все окружающее пространство очень быстро заполняется летающей едой, если за ней не следить. Как раз для такого случая и была изобретена сублимационная сушка. Совместно с Nestle, NASA изобрели особый процесс замораживания продуктов, который полностью лишал их воды, делая процесс транспортировки и хранения крайне удобным. Для того, чтобы съесть такой продукт, надо просто залить его водой, и пища вновь готова к употреблению. Технологии позволили сохранить не только свойства, но и первоначальный вкус, текстуру и внешний вид продуктов.
11. Тренажеры
Изначально тренажеры были изобретены в NASA и предназначались для того, чтобы астронавты регулярно тренировались и не теряли форму в космосе из-за невесомости. Одним из долгосрочных последствий длительного времяпровождения в условиях невесомости является общее ослабление организма, снижение плотности костей и мышечной массы. Чтобы избежать деградации во время нахождения в космосе, всем астронавтам необходимо подвергать себя интенсивным тренировкам.
10. Инсулиновая помпа
Благодаря исследователям, работавшим над созданием аппарата Mars Viking, NASA помог сделать процесс контроля над сахарным диабетом более управляемым. В те времена путешествие в космос представляло серьезную проблему, особенно важен был мониторинг общего состояния здоровья астронавта. Специалисты NASA искали новые способы отследить жизненные показатели подопечных на больших расстояниях. Тогда медицинские эксперты из центра космических полетов Goddard Space Flight Center создали устройство, позволяющее контролировать уровень сахара в крови человека и, при необходимости, вводить дозу инсулина в организм. Это изобретение, известное сегодня как инсулиновая помпа, помогло контролировать уровень сахара у людей, страдающих диабетом, начиная с конца 80-х годов.
9. Инфракрасный ушной термометр
В прошлом измерение температуры тела было довольно сложной задачей. До 1991 году ее измеряли обычными ртутными термометрами, на которых не всегда можно было разглядеть точную температуру, или ректальными термометрами, которые были попросту неудобны. Компания Diatek решила разработать новые термометры, воспользовавшись технологией NASA, связанной с измерением температуры звезд на основе инфракрасного излучения. Совместно с принадлежащей NASA лабораторией Jet Propulsion Lab, компания Diatek разработала инфракрасный датчик, который должен был выступать в качестве термометра, помещаемого в ухо. Это упростило и ускорило процесс измерения температуры, сведя его к двум секундам.
8. Компьютерная томография
И хотя NASA и не изобрели саму технологию МРТ, но они внесли свой вклад в значительную часть этой области. В середине 1960-х годов, после завершения программы высадки на Луну, лаборатория Jet Propulsion Laboratory, принадлежащая NASA, разработала технологию, ныне известную, как цифровая обработка изображений, что позволило программно улучшить качество фотоснимков Луны. Цифровая обработка изображений сыграла свою роль и в медицине, позволив получать необходимые снимки человеческого тела в нужном формате. На основе этой технологии и была создана компьютерная томография и МРТ.
7. Лучшее программное обеспечение
Google и NASA сотрудничают над различными проектами уже достаточно долгое время. Среди их работ можно отметить трехмерные карты Марса и Луны, отслеживание МКС в реальном времени, а также визуализацию погоды и ее прогнозирование. Теперь эти два гиганта современных технологий занялись изучением вопроса управления данными, взаимодействия человека и компьютера, а также распределением множественных вычислений. Все это с одной лишь целью облегчить и сделать более доступным для нашего восприятия огромное количество информации и данных. На данный момент средства NASA и их партнеров тратятся на изучение вопросов виртуальной реальности, улучшения существующих программ, обучения моделированию и улучшения качества фотоснимков.
6. Противообледенительная система самолета
Компания KATS (Kelly Aerospace Therma Systems) совместно с NASA занималась разработкой механизмов интеграции термоэлектрической противообледенительной системы под названием Thermawing, которая представляет собой кондиционер, предназначенный для однодвигательных самолетов. Система использует гибкую, электропроводящую графитовую фольгу, прикрепленную к передней кромке крыла. После включения системы, фольга быстро нагревается, растапливая весь лед с крыльев.
5. Кохлеарный имплантат
Кохлеарные имплантаты были изобретены в конце 1970-х годов Адамом Киссиа младшим, инженером NASA, работавшим над программой космических челноков. И хотя у него не было медицинского образования, он решил попробовать применить все знания NASA в области телеметрии, систем электронного зондирования и звуковых и вибрационных датчиков, в надежде, что это поможет создать лучший слуховой аппарат. Тогда-то ему и пришла в голову идея создания модернизированного слухового имплантата, который будет передавать цифровые импульсы, стимулирующие слуховые нервные окончания, которые, в свою очередь, будут передавать сигналы мозгу.
4. Обезвреживатель мин
NASA совместно с компанией Thiokol Propulsion сумели создать специальную технологию, позволившую уничтожать мины на безопасном расстоянии при помощи ракетного топлива. Это устройство использует электрозажигалку, которая воспламеняет и нейтрализует мины без какой-либо детонации. Для этого используется твердое ракетное топливо, которое прожигает отверстие в стенке мины и затем выжигает внутри все взрывчатое вещество, обезвреживая ее по максимуму.
3. Солнечная энергия
В NASA была создана программа под названием ERAST, основной целью которой было создание дистанционно пилотируемых летательных аппаратов, способных летать на больших высотах несколько дней подряд, на что потребовались бы дополнительные источники питания. Но обычный подход увеличил бы вес аппарата, поэтому было решено использовать солнечные элементы на основе монокристаллического кремния, которые на сегодняшний день доступны по относительно низкой цене. Технология этих солнечных устройств обеспечила аппараты на 50% большей мощностью, чем это сделали бы обычные солнечные батареи. Благодаря этому изобретению миллионы домов были обеспечены дешевой и не загрязняющей окружающую среду энергией.
2. Детекторы дыма
На самом деле, в NASA не изобретали первый детектор дыма, но в 1970-х годах, совместно с корпорацией Honeywell, ими была разработана новая версия детектора дыма. Модернизированный детектор дыма был оснащен самоподзаряжающимися никель-кадмиевыми батареями. Все это произошло из-за того, что астронавтам, находившимся на борту первой космической станции США Skylab, было необходимо получать незамедлительное предупреждение в случае пожара или утечки вредных газов. Модифицированные NASA детекторы дыма обладали настраиваемой чувствительностью, что позволяло избегать ложных тревог.
1. Искусственные конечности
Одним из наиболее вдохновляющих изобретений NASA оказалось создание модифицированных протезов. Продолжительное финансирование этой области привело к открытию амортизирующих материалов, позволив создать улучшенные варианты протезов, как для человека, так и для животных. Постоянное развитие более качественных и функциональных динамических искусственных конечностей всецело основывалось на результатах исследований Environmental Robots Inc, связанных исследованием и разработкой искусственной мышцы и космической робототехники специалистами NASA.
