Пятница, 9 декабря, 2022

Далекое близко: космические технологии в повседневной жизни

Время на чтение 6 мин.

Космические технологии ближе, чем мы думаем. Многие из них очень прочно, но незаметно закрепились в нашем быту. Мы собрали для вас самые интересные и неожиданные вещи и технологии, которые изначально создавали для космических исследований и астронавтов. 

GPS

Систему глобального позиционирования, без которой тяжело представить современную жизнь, создали американские военные ученые в 1960-е для точного наведения крылатых и баллистических ракет и для быстрого получения точных координат противника. Позже эта технология стала доступна и для гражданского населения. С помощью спутниковой навигации мы можем совершать звонки в любую точку планеты из труднодоступных мест, водить машину без множества бумажных карт и узнавать точное время.

Свое привычное название GPS получила только в 1973 году. Сначала систему назвали DNSS (Defense Navigation Satellite System), затем переименовали в NavSTaR (Navigation Satellite Timing And Ranging).

Солнечные батареи

Еще в 1842 году французский физик Александр Эдмон Беккерель смог открыть эффект преобразования света в электричество. Однако первые солнечные батареи изобрели сотрудники компании Bell Laboratories только в 1948 году — мы подробно писали об этом в статье «Солнце вышло на панель: краткая история фотовольтаики». Спустя 10 лет американцы установили их на спутник «Авангард-1», которому были нужны очень емкие элементы питания для энергоснабжения. Через несколько месяцев советские космонавты добавили солнечную батарею на аппарат «Cпyтник-3».

Сейчас с помощью автономных или гибридных домашних электростанций можно обеспечить энергией освещение, работу интернета, холодильник, ноутбук, водяной насос, зарядку телефона.

Также солнечные батареи используют для домов на колесах. Проектируются автомобили, на крыше которых установлены солнечные батареи, — такую технологию тестируют, например, Toyota и Hyundai.

Далекое близко: космические технологии в повседневной жизни
Автомобиль Hyundai с солнечными панелями на крыше. Изображение: hightech.fm

Цифровая фотография

В 1993 году инженер Лаборатории реактивного движения NASA Эрик Фоссум презентовал новый сенсор CMOS Active-Pixel Sensors. Он позволил уменьшить размер цифровых камер с CCD-матрицей для межпланетных миссий. При этом снимки не теряли данные, необходимые для научных целей. Технология позволила улучшить качество изображения фотографий, повысить скорость считывания и снизить энергопотребление.

Со временем Фоссум усовершенствовал сенсор, благодаря чему на рынке появились привычные нам зеркалки, веб-камеры, высокоскоростные камеры, камеры захвата движения и другая техника. Сегодня с этой технологией выпускают также часы, микрокалькуляторы, сотовые телефоны, охранные датчики в системах безопасности.

Очки, устойчивые к царапинам

Столетиями линзы для очков производили из полированного и шлифованного стекла. Но в 1972-м Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США запретило производителям выпускать очки, которые могут разбиться. 

Тогда линзы начали делать из пластика: он был дешевле, меньше весил и хуже пропускал ультрафиолет. Но возникла новая проблема: такие очки сильно царапались, из-за чего быстро портились.

Решение нашли в технологии, которую придумал ученый NASA Тед Уайдевен. Он нашел возможность наносить тонкую защитную пластиковую пленку на поверхность мембраны фильтров для воды с помощью электрических разрядов. Ту же технологию использовали и для нанесения защитного покрытия на визоры шлемов астронавтов. А в 1983-м производитель оптики Foster-Grant получил лицензию на использование технологии в собственных продуктах.

Амортизация для кроссовок

Амортизацию в обуви впервые добавили к ботинкам, которые использовали астронавты миссий «Аполлон». Ученые сделали это, чтобы облегчить одежду и оборудование астронавтов. NASA разработало костюмы с формованием из выдувной резины и специальные ботинки из силиконовой резины. Материалы позволили облегчить 14-килограммовые костюмы на треть и добавили им огнеупорности.

Далекое близко: космические технологии в повседневной жизни
Ботинки и перчатки от скафандра миссии «Аполлон-11»

Детекторы дыма

На космических станциях очень важно сразу узнавать о любых неполадках. Особенно если это возгорания или присутствие в атмосфере токсичных газов. Однако ложное срабатывание такой системы на орбите может здорово попортить нервы, поэтому ученые придумали детектор дыма с несколькими уровнями чувствительности, чтобы предотвратить такие ситуации.

Детекторы дыма, которые устанавливают в современных домах и квартирах, разработаны на основе датчиков для первой американской орбитальной станции «Скайлэб».

Фильтры для воды

Ученые NASA в 1950-х изобрели фильтры для воды с ионами серебра, которые широко распространены и сейчас. Вскоре ионизатор начали использовать и для отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха.

Для астронавтов также создали систему, которая может перерабатывать уже использованную воду, в том числе мочу, в питьевую воду. Фильтры обратного осмоса пропускают жидкость через мембрану, очищающую воду от любых примесей.

Матрасы с эффектом памяти

Полиуретан-силиконовый пластик с открытыми порами, из которого делают качественные матрасы, NASA разработало для сидений в космических кораблях, чтобы уменьшить нагрузку во время посадки. 

Материал состоит из множества ячеек, которые под действием человеческого веса и тепла сжимаются, принимая форму тела, что позволяет равномерно распределять вес и давление, поглощая удар. Также он принимает свою изначальную форму даже после сжатия на 10 % от своего объема. 

Тефлоновое покрытие 

Сначала тефлон использовали для теплоизоляции электрических схем космических кораблей из-за его низкого коэффициента трения.

Благодаря антипригарным свойствам тефлона, его стали использовать в производстве сковородок, кастрюль и другой посуды, подшипников, искусственных суставов. Этот материал можно встретить даже в упаковках с попкорном: благодаря несмачиваемости тефлон не дает жирной пропитке попкорна просачиваться наружу.

Инфракрасные термометры 

В повседневной жизни люди начали использовать инфракрасные термометры только в 1991 году. Изобрели же его в NASA для измерения температуры далеких звезд и планет.

Термометр измеряет тепловую энергию барабанной перепонки уха, чтобы измерить температуру тела. Его главным плюсом стало то, что для получения результата не нужно соприкасаться со слизистой и вообще с телом. Это помогает избежать заражения перекрестной инфекцией от больного или измерить температуру новорожденного.

Наночастицы для укладки волос

В NASA изобрели самодезинфицирующееся покрытие в результате экспериментов с частицами наносеребра, которые применяли как стерилизующее средство. Затем покрытие стали применять на самых разных поверхностях.

Компании начали использовать ее для производства утюжков для волос, плоек и фенов. С помощью наночастиц металла и керамики приборы всегда остаются чистыми. Дополнительным плюсом этой технологии стало облегчение укладки волос благодаря высвобождению отрицательных ионов при нагревании наночастиц серебра, что также делает сушку безопаснее.

Другие статьи

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь

Enter Captcha Here : *

Reload Image