Вы пользуетесь бывшими космическими технологиями дома каждый день. Ловите подробный список
В прошлой статье мы рассказали о том, насколько существенно жизнь людям зависит от зависнувших над Землёй спутниками. Но ваша повседневная жизнь зависит не только от спутников — космические технологии сегодня находятся буквально у вас дома, на улицах и в общественных местах. И сегодня мы перечислим, где конкретно.
Кастрюли-сковородки
Как вы думаете, какой материал используется для того, чтобы яишенка не пригорела к сковородке? Если вы ответили «тефлон», то абсолютно правы!
Но вряд ли вы знали, что тефлон изобрели ещё в 1938 году, при этом его космическое происхождение... вот оно как раз — миф.
Политетрафторэтилен случайно создал 1938 году сотрудник компании Kinetic Chemicals, Рой Планкетт, во время исследований хладагентов. Планкетт заметил, что тетрафторэтилен, который находился под высоким давлением в баллонах сухого льда, превратился в белый порошок при низкой температуре. У нового материала были уникальные свойства, он оказался инертным и прекрасно скользил. Химики быстро осознали свою выгоду, поэтому уже в 1941 году полимер запатентовали, а в 1945 году компания DuPont зарегистрировала для него торговую марку «Тефлон».
Первое применение тефлон нашёл в «проекте Манхэттен» по разработке атомной бомбы — им покрывали уплотнители ёмкостей, в которых содержался радиоактивный гексафторид урана.
В итоге теплоизоляционные свойства тефлона сделали его незаменимым материалом для защиты космических кораблей от экстремальных температур. Тефлон обладает низким коэффициентом трения, поэтому он очень ценен в создании подшипников, прокладок, изоляции электрических схем космических кораблей и даже искусственных суставов.
А ещё, благодаря своим антипригарным свойствам, тефлон идеально подходит для производства сковородок и другой посуды — тефлон сэкономил миллионы часов жизни людей, потраченных на соскребание сожжённой еды.
Сами же ~~космические~~ антипригарные сковородки в продаже появились в 1956 году под брендом «Тефаль» (смесь слов «тефлон» и «алюминий»), то есть за год до запуска на орбиту первого советского спутника.
Фильтры для воды
Во время космических миссий астронавтам пришлось решать задачу: как обеспечить чистой водой себя на космических кораблях. Для этого учёные начали разрабатывать новые технологии, чтобы очищать воду и делать её пригодной для питья.
В итоге одним из главных достижений стали специальные фильтры, основанные на принципе обратного осмоса. Эту технологию создали, чтобы обеспечить астронавтов чистой питьевой водой, избавляя воду от микробов, вирусов, бактерий и других вредных веществ. Принцип обратного осмоса заключается в пропускании воды через полупроницаемую мембрану, которая задерживает загрязнения, а чистая вода проходит через неё.
Несмотря на то, что фильтровать воду умели ещё древние египтяне, современные фильтры для воды стали более эффективными, компактными и доступными именно благодаря полётам в космос. Их сейчас используют в домах и квартирах, как в системах очистки воды, так и в кувшинах. Ну и в промышленных системах очистки воды тоже.
Детекторы дыма
Как вы понимаете, даже небольшой пожар в большом здании аукнется крупными неприятностями. А теперь представьте, что произойдёт, если пожар начнётся в маленьком космическом корабле или станции? Тут ждать помощи будет неоткуда, поэтому надёжные детекторы дыма становятся жизненно важны.
Про детекторы дыма также есть байка, что их создали специально для американской станции Skylab, но по сути это была модернизация уже существующей технологии.
На самом деле, история детекторов дыма (уже похожих на современные, вообще устройства с похожей функцией существовали ещё в 1800-е годы!) началась гораздо раньше, ещё в 1939 году. Их первые прототипы создавали для промышленных нужд. Впервые такие детекторы начали применять в промышленности с 1951 года, но они были достаточно дорогими, поэтому применяли их в основном на крупных заводах и предприятиях.
Но космос, всё-таки, тоже причастен к этой технологии: для станции Skylab в 1970-е годы создали первые детекторы дыма с регулируемой чувствительностью, предохраняющей от ложных срабатываний. Сейчас «потомки» этих устройств используются повсеместно.
Матрасы с эффектом памяти
А вы знали, на вашем матрасе так кайфово отдыхать за счёт того, что у него внутри? Всё дело в пене с эффектом памяти, которую создали NASA ещё в 1987 году — полиуретане.
Изначально инженеры планировали создать индивидуальные (под размеры каждого отдельного тела) кресла для астронавтов, чтобы компенсировать перегрузки при взлёте и посадке. Только вот такие кресла оказались очень уж дорогостоящими, поэтому взамен создали более универсальный вариант — пена с эффектом памяти, способная принимать форму тела. Это позволило создать комфортные сиденья, которые подойдут для любого человека.
Эта инновационная технология позволяет матрасу идеально подстраиваться под форму тела, давая максимальный комфорт во время сна. Ну и приятный бонус — в полиуретане не заводится плесень и не накапливается пыль.
Спортивная обувь
Амортизирующие подошвы в обуви, которые помогают смягчать удары при ходьбе или беге, появились в быту землян благодаря лунной программе «Аполлон».
Во время подготовки астронавтов к миссиям на Луну в 1960-х годах, инженеры NASA искали способ снизить действия ударных нагрузок на стопы и суставы астронавтов при высадке на Луну. Дело в том, что поверхность Луны гораздо менее упругая, чем Земля, и удары о её поверхность могли вызвать травмы.
Поэтому инженеры NASA разработали специальные амортизирующие подошвы — их выполнили из специальных материалов, способных амортизировать удары и возвращать свою форму после сжатия.
Но и это ещё не всё! Инженер NASA Фрэнк Руди придумал, что одежду космонавтов можно сделать более лёгкой за счет воздушных прослоек. Процесс, известный как «выдувное формование», который используют при изготовлении шлемов, применили для создания полых подошв спортивной обуви, которые потом заполнили амортизирующими материалами.
После внедрения новинки для астронавтов Руди предложил идею корпорации Nike. Концепция Руди предполагала использование воздушных ячеек под пяткой и передней частью стопы. Звучит знакомо? И вот, благодаря подаче Руди родились кроссовки Nike Air.
С тех пор амортизирующие подошвы стали широко распространены в различных типах обуви и превратились в важный элемент удобства и защиты стопы.
Купальник
В 2008 году компания Speedo сотрудничала с Исследовательским центром NASA в Лэнгли для испытания материалов и швов в аэродинамической трубе, чтобы создать инновационные купальники. Так и появились костюмы Speedo LZR Racer.
Эти купальники носили многие спортсмены, которые заняли призовые места на Олимпийских играх того года. Производители утверждают, что благодаря новым разработкам шансы спортсменов на победу увеличились на 1,9-2,2%.
Американские пловцы Натали Кафлин и Майкл Фелпс считают, что именно благодаря этим костюмам от NASA они стали олимпийскими чемпионами в 2008 году.
На Олимпиаде в Пекине 98% медалистов в водных видах спорта использовали эти купальники, и при этом установили 25 мировых рекордов.
Застёжки-липучки
Ещё одна технология, которая, пусть и не появилась в космосе, но стала востребована благодаря ему.
История липучек Velcro началась в 1941 году, когда швейцарский инженер Джордж де Местраль в очередной раз после прогулки со своей собакой Милкой отдирал от её шерсти репейник. Он решил изучить эти колючки под микроскопом и создал первый прототип липучек Velcro (от фр. «velours» — бархат и «crochet» — крючок).
Поначалу новые застёжки применяли для одежды лыжников и аквалангистов, в космос в то время попросту ещё не летали.
Но настоящий прорыв произошёл, когда липучки Velcro использовали в космических миссиях. Во время программы «Аполлон», астронавты применили Velcro в космических скафандрах и на борту космических кораблей для крепления предметов и инструментов. Липучки оказались особенно удобны в условиях невесомости, потому что позволяли легко и надёжно закреплять предметы без использования рук.
Это привлекло внимание и других отраслей — липучки Velcro начали использовать в медицине, спорте, моде и других областях. Теперь это один из самых популярных методов крепления, который используют... да практически везде!
Очки
В 1972 году Минздрав США принял решение, согласно которому линзы солнцезащитных и рецептурных очков должны стать ударопрочными. В итоге производители начали использовать пластик, потому что он был дешевле, легче и лучше поглощал ультрафиолетовые лучи. Только вот у пластиковых линз был один недостаток — их легко поцарапать.
Решение снова нашёл инженер NASA Теодор Уайдевен, который разработал технологию защитного покрытия пластика, когда работал над системой очистки воды для космических аппаратов: он наносил тонкий слой пластиковой плёнки, чтобы защитить мембрану фильтра.
Позже эту же технологию начали использовать для нанесения защитного покрытия на визоры шлемов астронавтов и другие пластиковые поверхности.
В 1983 году компания Foster-Grant получила лицензию на создание оптики по этой технологии, с тех пор у вас есть возможность купить устойчивые к царапинам очки.
Беспроводные инструменты
Портативные пылесосы, дрели, шуруповёрты и прочие инструменты появились в широком обиходе тоже благодаря полётам на Луну.
Представьте, что вы — астронавт на Луне, и вам поручили собрать образцы лунной почвы и горных пород. К чему подсоединять бур? Прокинуть тройник от корабля? Не очень удобно. Вот и во время миссий «Аполлона» инженеры об этом задумались.
Чтобы помочь астронавтам, NASA попросило компанию Black & Decker изготовить специнструмент для бурения лунных пород. Бур должен был быть маленьким, лёгким и, самое главное, работать на батарейках. Новый бур Black & Decker стал супер-успешным — после его выхода компании по всему миру начали создавать беспроводные (с аккумуляторами) инструменты для строительства и медицины.
WD-40
Популярную смазку, которая сейчас есть почти у каждого владельца автомобиля или хозяйственника, создал в 50-х годах Норман Ларсен, основатель Rocket Chemical Company, для использования в космической программе США. Изначально её создавали для защиты сверхтонких стенок топливных баков и электроники ракет Atlas.
Позже смазка стала популярным средством в бытовых условиях (инженеры начали смазывать ею детали личных авто), потому что была очень универсальной, и Rocket Chemical Company начала продавать её в магазинах Сан Диего.
Что такое WD-40 по значению и популярности сегодня — лень рассказывать, вы и так в курсе.
CMOS и LIDAR
Любите делать фотографировать на смартфон? А ведь камеры, которые мы используем сегодня, в основе своей являются результатом космических исследований.
В 1992 инженер NASA Эрик Фоссум презентовал технологию CMOS Active-Pixel Sensors (кстати, даже слово «пиксель» было впервые опубликовано в 1965 году Фредериком Биллингсли из лаборатории реактивного движения для описания изображений от космических зондов к Луне и Марсу). Всё потому, что нужно было уменьшить камеры для межпланетных полётов беспилотных космических аппаратов.
Новая технология позволила сократить размеры камер. Позже Фоссум понял, что такие камеры пригодятся не только в космосе, поэтому в 1995 году основал компанию Photobit и запатентовал технологию. С тех пор CMOS-матрицы начали использовать в мобильных телефонах, автомобильных камерах и медицинских приборах.
А если у вас iPhone (или автомобиль с функцией автопилота), то вы, скорее всего, знаете о сенсорах LIDAR. Это технология, которая использует активные оптические системы для измерения удалённости объектов с высокой точностью до миллиметра.
Изначально лидары использовали для военных нужд, первый прототип создала компания Hughes Aircraft Company в 1961 году. Но по-настоящему популярным лидар получил после использования в миссии «Аполлон-15» для замера расстояния до Земли.
Помимо айфонов LIDAR применяют в беспилотниках, при зондировании поверхности Земли, в археологии, лазерной коррекции зрения и даже в роботах-пылесосах.
ИК-термометры
Изначально инфракрасные термометры использовали для измерения температуры звёзд в космосе. Но учёные быстро осознали их потенциал в медицине.
Так появились удобные инфракрасные термометры, которые заменили ртутные градусники, особенно при измерении температуры у маленьких детей или тяжелобольных.
Процедура измерения занимает всего несколько секунд, при этом больше не нужно держать термометр под мышкой.
Лечебные костюмы
В 1960 году в СССР разработали нагрузочный костюм «Пингвин» для улучшения состояния опорно-двигательной системы космонавтов, которые долго находятся в невесомости. Первые испытания «Пингвина» в космосе прошли в 1971 году.
В начале 1990-х годов российские учёные модифицировали костюм и создали костюм «Адели» для лечения детей с ДЦП. А немного позже создали костюм аксиального нагружения под названием «Регент», который используют для реабилитации людей после инсульта и больных Паркинсоном.
Насосы для сердец
Если у человека тяжёлая и долгосрочная проблема с сердцем, ему может понадобиться пересадка, чтобы спасти жизнь. Но найти подходящий орган от донора сложно. Пациентам приходится долго ждать, и, как вы понимаете, время в этом случае работает против них.
Конструкторы из NASA и медики создали устройство, которое помогает таким пациентам. Технологию позаимствовали у топливных насосов «Шаттла» — небольшой аппарат весом всего 100 граммов устанавливается в сердце и берёт на себя перекачку крови.
Это устройство назвали «мостом к пересадке сердца», потому что оно даёт пациентам реальный шанс дожить до того момента, пока не найдется подходящий орган для трансплантации.
Телемедицина
Космическую телемедицину изначально создавали для медицинского контроля во время космических полётов: по сути это была биотелеметрия для регистрации физиологических данных, таких как ЭКГ, и передачи их на Землю.
В России история телемедицины связана с развитием космической медицины с 60-х годов, когда в авиационной и космической медицине применяли биотелеметрические методы контроля здоровья пилотов и космонавтов.
Позднее тему развили и разработали специальные методы и аппаратуру для дистанционного мониторинга основных физиологических параметров организма в условиях космического полёта, а специалисты на Земле следили за коррекцией нарушений.
А сегодня телемедицина доступна, например, сотрудникам с ДМС и позволяет врачам и пациентам общаться и обмениваться медицинской информацией на расстоянии уже на Земле. Это особенно полезно для людей, которые находятся в отдалённых от крупных медицинских центров регионах.
Спасательные одеяла
Изначально подразделение National Metallizing Division компании Standard Packaging Corporation разрабатывало и производило материалы на основе листовых металлизированных полимеров для NASA.
В мае 1973 года этот материал использовали в ходе миссии Skylab, когда потребовался солнцезащитный экран, чтобы стабилизировать температуру космической станции после поломки теплового щита во время запуска. Этот временный экран помог снизить температуру и создать первую обитаемую космическую станцию для астронавтов.
Позднее, в 1982 году, бывший сотрудник National Metallizing Division, Дэвид Дэйган, основал компанию AFM Inc, чтобы продолжить выпуск материала под названием «Heatsheets» (дословно «тепловые щиты»).
В 1978 году Дэвид приметил проблемы участников осенних марафонов в США, которые замерзали после финиша: бегунов было много и люди долго ждали своей очереди, чтобы одеться.
В итоге Международная ассоциация марафонов выбрала «Space Blanket» от Metallized Products, который присылали сложенным и упакованным, и распределяли его среди участников. Уже в 1979 году эти металлизированные покрывала массово использовали на Нью-Йоркском марафоне.
Эти лёгкие и компактные одеяла обладают умеют отражать тепло и защищают от холода. А ещё они также водонепроницаемые и могут служить своеобразным «переносным укрытием» в экстремальных условиях.
Сегодня блестящие одеяла стали частью набора для чрезвычайных ситуаций и спасательных операций.
Это далеко не полный список того, что появилось в нашей повседневной жизни благодаря космическим исследованиям. Стоит только вспомнить про различные изоляционные материалы, очистители воздуха, сублимационную сушку пищи, безвоздушные покрышки для авто, прозрачные брекеты, феррофлюиды…
В общем, в следующий раз, когда будете смазывать скрипучую дверь «вэдэшкой» или делать селфи — взгляните на небо. Взгляните на небо и помечтайте, потому что возможности космических технологий в быту неисчерпаемы.