NASA Spin-Offs: من تكنولوجيا الفضاء إلى اختراع الأرض

البيئة القاسية للفضاء الخارجي ليست بالضبط البيئة الأكثر ملائمة للعيش. لا توجد أكسجين أو ماء أو طرق متأصلة لتربية أو زراعة الطعام. لهذا السبب استثمر العلماء في الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء على مر السنين الكثير من الجهد لجعل الحياة في الفضاء مضياف قدر الإمكان للبشر وغير البشر المستكشفين.

من قبيل الصدفة ، سيتم إعادة استخدام العديد من هذه الابتكارات في كثير من الأحيان أو العثور على استخدام مفاجئ هنا على الأرض. من بين الأمثلة العديدة ، هناك مادة ليفية أقوى بخمس مرات من الفولاذ المستخدم في المظلات حتى تتمكن مركبات الفايكنج من الهبوط على سطح كوكب المريخ. الآن يمكن العثور على نفس المادة في إطارات Good Year كوسيلة لإطالة عمر مداس الإطارات.

في الواقع ، العديد من المنتجات الاستهلاكية اليومية من أغذية الأطفال إلى أشياء مثل الألواح الشمسية, لباس السباحةولدت العدسات المقاومة للخدش وزرع القوقعة وأجهزة الكشف عن الدخان والأطراف الاصطناعية من الجهود المبذولة لتسهيل السفر عبر الفضاء. لذا ، من الآمن أن نقول أن الكثير من التكنولوجيا التي تم تطويرها لاستكشاف الفضاء انتهى بها الأمر إلى إفادة الحياة على كوكب الأرض بطرق لا حصر لها. فيما يلي عدد قليل من البرامج الفرعية الأكثر شيوعًا لوكالة ناسا التي أحدثت تأثيرًا هنا على الأرض.

محمول باليد مكنسة كهربائية أصبحت أساسية إلى حد ما في العديد من المنازل هذه الأيام. بدلاً من التحسس مع المكانس الكهربائية كاملة الحجم ، تسمح لنا وحوش الشفط المحمولة هذه بالدخول إلى تلك الأماكن الضيقة التي يصعب الوصول إليها مثل تحت مقاعد السيارة لتنظيفها أو لإعطاء الأريكة غبارًا سريعًا بأقل قدر من المتاعب ، ولكن ذات مرة ، تم تطويرها من أجل عالم أكثر بكثير من هذا العالم مهمة.

تم إنشاء الفرج المصغر الأصلي ، Black & Decker DustBuster ، من نواح عديدة من التعاون بين وكالة ناسا في عمليات هبوط أبولو على القمر ابتداء من عام 1963. خلال كل من البعثات الفضائية، سعى رواد الفضاء إلى جمع عينات من الصخور القمرية والتربة التي يمكن إعادتها إلى الأرض لتحليلها. لكن بشكل أكثر تحديدًا ، احتاج العلماء إلى أداة يمكنها استخراج عينات التربة التي تقع تحت سطح القمر.

لذا ، تمكنت شركة Black & Decker Manufacturing Company من الحفر حتى عمق 10 أقدام في سطح القمر تدريبات كانت قوية بما يكفي للحفر العميق ، ولكنها محمولة وخفيفة الوزن بما يكفي ليتم جلبها على طول مكوك الفضاء. وكان الشرط الآخر هو أنه يجب أن يكون مجهزًا بمصدر طاقة طويل الأمد خاص به حتى يتمكن رواد الفضاء من مسح المناطق بعيدًا عن المكان الذي مركبة فضائية كانت متوقفة.

كانت هذه التكنولوجيا الخارقة هي التي سمحت للمحركات الصغيرة والقوية التي أصبحت فيما بعد الأساس مجموعة واسعة من الأدوات والمعدات اللاسلكية المستخدمة في مختلف الصناعات مثل السيارات والطبية مجالات. وبالنسبة للمستهلك العادي ، قام Black & Decker بتعبئة تقنية المحرك المصغر الذي يعمل بالبطارية في مكنسة كهربائية بسعة 2 رطل أصبحت تعرف باسم DustBuster.

يميل الكثير منا إلى اعتبار أنواع الغذاء الوفيرة التي يمكن تقديمها هنا على أرض الله الخضراء أمرا مفروغا منه. قم برحلة عدة آلاف من الأميال في الغلاف الجوي ، على الرغم من أن الخيارات بدأت تصبح شحيحة حقًا. ولا يقتصر الأمر على أنه لا يوجد طعام صالح للأكل في الفضاء الخارجي ، ولكن رواد الفضاء أيضًا محدودون بسبب قيود الوزن الصارمة على ما يمكن جلبه على متن الطائرة بسبب تكلفة الوقود استهلاك.

أقرب وسيلة للعيش في الفضاء جاءت على شكل مكعبات صغيرة مساحيق مجففة بالتجميد، وشبه السوائل مثل صلصة الشوكولاتة المحشوة في أنابيب الألومنيوم. وجد هؤلاء رواد الفضاء الأوائل ، مثل جون جلين ، أول رجل يتناول العشاء في الفضاء الخارجي ، أن الاختيار ليس محدودًا للغاية فحسب ، بل أيضًا غير جذاب. بالنسبة لمهمات الجوزاء ، جربت محاولات التحسين في وقت لاحق من خلال تصميم مكعبات بحجم اللدغة المغلفة الجيلاتين لتقليل الانهيار وتغليف الأطعمة المجففة بالتجميد في وعاء بلاستيكي خاص لإعادة الترطيب أسهل.

على الرغم من أنه ليس تمامًا مثل وجبة مطبوخة في المنزل ، وجد رواد الفضاء هذه الإصدارات الأحدث أكثر إرضاءً. وسرعان ما توسعت اختيارات القائمة لتشمل الأطباق الشهية مثل كوكتيل الروبيان والدجاج والخضروات وحلوى الحلوى مع صلصة التفاح. كان لرواد أبولو امتياز إعادة ترطيب طعامهم باستخدام الماء الساخن، والتي جلبت المزيد من النكهة وجعلت طعم الطعام أفضل بشكل عام.

على الرغم من أن الجهود المبذولة لجعل مطبخ الفضاء مثل شهية كوجبة مطبوخة في المنزل أثبتت أنها صعبة للغاية ، إلا أنها في النهاية أنتجت ما يصل إلى 72 عنصرًا مختلفًا من المواد الغذائية التي تم تقديمها في محطة الفضاء Skylab ، والتي كانت تعمل من عام 1973 إلى عام 1979. حتى أنها أدت إلى إنشاء عناصر غذائية استهلاكية جديدة مثل الآيس كريم المجفف بالتجميد استخدام تانغ ، مزيج مشروب بنكهة الفاكهة ، على متن الرحلات الفضائية أدى إلى زيادة مفاجئة في شعبية.

واحدة من أكثر الابتكارات شعبية مخصصة للتكيف مع بيئة الفضاء الخارجي لتصل إلى الأرض هي الرغوة المزاجية ، والمعروفة باسم رغوة الذاكرة. يتم استخدامه غالبًا كمواد فراش. توجد في الوسائد والأرائك والخوذ وحتى الأحذية. لقد أصبحت لقطة العلامة التجارية الخاصة بمواد تعرض بصمة اليد رمزًا مميزًا لمميزتها الرائعة تكنولوجيا عصر الفضاء - تقنية مرنة وثابتة ، لكنها ناعمة بما يكفي لتشكيل أي جزء من الجسم رفعت.

ونعم ، يمكنك شكر الباحثين في وكالة ناسا على الخروج بهذه الراحة من هذا العالم. بالعودة إلى الستينيات ، كانت الوكالة تبحث عن طرق أفضل لتخفيف مقاعد طائرة وكالة ناسا حيث يخضع الطيارون لضغط مجهود من G-force. كان رجلهم المفضل في ذلك الوقت مهندس طيران يدعى تشارلز يوست. ولحسن الحظ ، فإن مادة رغوة الذاكرة "البوليمرية" ذات الخلايا المفتوحة التي طورها هي بالضبط ما كانت تفكر فيه الوكالة. سمحت بتوزيع وزن جسم الشخص بالتساوي بحيث يمكن الحفاظ على الراحة طوال الرحلات الطويلة.

على الرغم من إطلاق مادة الرغوة ليتم تسويقها تجاريًا في أوائل الثمانينيات ، إلا أن التصنيع الضخم للمواد كان صعبًا. كانت فاجيردالا وورلد فومز واحدة من الشركات القليلة الراغبة في رفع مستوى العملية ، وفي عام 1991 أصدرت منتجًا ، وهو "فراش تيمبور-باديك السويدي". يكمن سر قدرات الكنتوري في كونها حساسة للحرارة ستلين المادة استجابة للحرارة من الجسم بينما تبقى بقية المرتبة حازم. بهذه الطريقة تحصل على هذا التوقيع حتى توزيع الوزن لضمان حصولك على راحة ليلية مريحة.

يغطي الماء الغالبية العظمى من سطح الأرض ، ولكن الأهم من ذلك أن المياه الصالحة للشرب وفيرة على نطاق واسع. ليس كذلك في الفضاء الخارجي. إذن كيف تضمن وكالات الفضاء حصول رواد الفضاء على ما يكفي من المياه النظيفة؟ بدأت وكالة ناسا العمل على هذه المعضلة في السبعينيات من خلال تطوير مرشحات مياه خاصة لتنقية إمدادات المياه التي يتم إحضارها في مهام مكوكية.

دخلت الوكالة في شراكة مع شركة Umpqua Research Company في ولاية أوريغون ، لإنشاء خراطيش تصفية تستخدم اليود بدلاً من الكلور لإزالة الشوائب وقتل البكتيريا الموجودة في الماء. كانت خرطوشة صمام الفحص الميكروبي (MCV) ناجحة للغاية حيث تم استخدامها في كل رحلة مكوكية. بالنسبة لمحطة الفضاء الدولية ، طورت شركة Umpqua للأبحاث نظامًا محسنًا يسمى Regenerable وحدة تسليم المبيدات الحيوية التي تخلصت من الخراطيش ويمكن تجديدها أكثر من 100 مرة قبل الحاجة إليها تم استبداله.

في الآونة الأخيرة ، تم استخدام بعض هذه التكنولوجيا هنا على الأرض في محطات المياه البلدية في البلدان النامية. كما انخرطت المرافق الطبية في التقنيات المبتكرة. على سبيل المثال ، قامت MRLB International Incorporated في ريفر فولز بولاية ويسكونسن بتصميم خط مياه للأسنان خرطوشة تنقية تسمى DentaPure تعتمد على تقنية تنقية المياه المطورة من أجلها وكالة ناسا. يتم استخدامه لتنظيف وتطهير المياه كحلقة وصل بين الفلتر وجهاز طب الأسنان.