از شیرخشك تا جاروی شارژی!

فناوری های فضایی كه پا به زندگی روزمره ما گذاشته اند

فناوری های فضایی كه پا به زندگی روزمره ما گذاشته اند

ناسا(NASA) سابقه ای افتخارآمیز و طولانی مدت در زمینه ی اختراعات داشته است و خیلی از فناوری هایی که برای مصارف هوا و فضا بوده اند اکنون وارد عرصه ی مصارف عمومی شده است. به وجود آمدن بسیاری از این فنآوری ها بدون حضور دانشمندان و مهندسان ناسا امکان پذیر نبود.


به گزارش بی دانلود به نقل از ایسنا، خیلی از مردم معتقدند که هزینه ی دولت ها برای سفرهای فضایی کاری بیهوده است، اما حقیقت چیز دیگری است. ناسا مسئول توسعه برخی از مهم ترین فناوری های ۵۰ سال گذشته بوده است و حدودا در تمامی صنایع نقش دارد. به نظر می آید می توان تحقیقات و توسعه های فضایی را به صورت قابل توجهی در زمین به کار برد. از مراقبت های پزشکی گرفته تا بازی های کامپیوتری. این اختراعات مدرن را در زندگی روزمره برای نجات جان انسان ها، محیط زیست و موارد دیگر استفاده می نماییم همچون آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:



فوم هوشمند
این فوم هوشمند ابتدا در سال ۱۹۶۶ توسط ناسا ساخته شد. هدف اصلی دانشمندان ناسا ساخت صندلی هایی مخصوص برای فضانوردان بود تا اثرات نیروی گرانش را هنگام برخاستن و فرود کم کند اما کمی بعد از آن دانشمندان فهمیدند که شکل بدن فضانوردان با یکدیگر متفاوت می باشد و همینطور در طول زمان تمرینات تغییر می کند. این بدان معنا بود که باید برای هر بار پرواز صندلی ها تنظیم می شدند، پس آنها احتیاج به ماده ای داشتند که شکل بدن فضانورد را به خود بگیرد و هنگامی که از آن استفاده نمی گردد به حالت اولیه برگردد. سرانجام فوم هوشمند ساخته شد. ناسا این فوم هوشمند را در سال ۱۹۸۰ به صورت عمومی عرضه نمود، گرچه ابتدا قیمت بسیار گرانی داشت اما در طول زمان از قیمت آن کاسته شد. امروزه این فوم های هوشمند در تشک ها گرفته تا کلاه های ایمنی فوتبال آمریکایی یافت می شوند.



شیرخشک کودکان
خیلی از شیرخشک های موجود حاوی مواد مغذی هستند که در اصل توسط ناسا ابداع شده اند. این آژانس فضایی در حال بررسی پتانسیل های جلبک بعنوان عامل بازیافتی در سفرهای فضایی طولانی مدت بود. این تحقیقات سرانجام منجر به تولید روغن گیاهی بر پایه جلبک شد که بعدها آنرا فرمولید(Formulaid) نامیدند. این محصول توسط یکی از فضانوردان سابق ناسا که در تحقیقات آن در سال ۱۹۸۰ نیز شرکت داشت به تولید عمومی رسید. گفته می شود که فرمولید برای رشد ذهنی و بینایی نوزادان بسیار مفید می باشد و همینطور مکمل غذایی مناسبی است برای اینکه شامل دو اسید چرب اشباع نشده ضروری برای بدن است که توسط بدن انسان تولید نمی گردد و باید از مکمل های غذایی به دست بیاید. امروزه فرمولید در بیشتر غذاهای کودکان یافت می شود و بعنوان ماده ای افزودنی در شیرخشک بیشتر از ۶۵ کشور جهان وجود دارد.



جاروهای شارژی
جاروی شارژی "داست باستر" (Dustbuster) ابتدا برای بخشی از مأموریت فضایی آپولو ساخته شد و قرار بود از این دستگاه برای نمونه برداری از بخش های عمیق ماه استفاده گردد. ناسا برای تولید آن به شرکت "بلک اند دکر" (Black and Decker) مراجعه نمود. تحقیقات آنها منجر به ساخت جاروهای کوچک، دستی بی سیم شد. نخستین جاروبرقی شارژی در سال ۱۹۷۹ ارائه شد.



پتوهای فضایی
پتوهای فضایی، پتوهایی سبک و کم حجمی هستند که از ورق های پلاستیکی نازکی ساخته شده اند که گرما را منعکس می کنند. این پتوها برای کاهش هدر رفت گرما از بدن طراحی شده اند که در اثر تابش نور، تبخیر آب و یا همرفت رخ می دهد. ماده تشکیل دهنده ی آن یک پلی اتیلن ترفتالات متالیزه(metalized polyethylene terephthalate) است که برای نخستین بار در سال ۱۹۶۴ در مرکز فضایی مارشال(Marshall) ناسا جهت استفاده در سطوح خارجی فضاپیماها ساخته شد. مواد سازنده ی این پتوها معمولا طلایی یا نقره ایست و می تواند تا ۹۷ درصد گرما را منعکس کند. جهت استفاده در فضا معمولا از یک لایه پلی آمید نیز استفاده می شود تا در مقابل محیط نامناسب فضا مقاوم باشد.



پروتز کاشت حلزون گوش
آدام کیسیا(Adam Kissiah)که مهندس سابق ابزار دقیق ناسا بوده است در اواسط دهه ۱۹۷۰ پروتز کاشت حلزون گوش را طراحی و تولید کرد. او زمان ناهار و زمان استراحتش را در "کتابخانه فنی کندی" می گذراند و وقتش را صرف مطالعه کتاب های در ارتباط با چگونگی بهبود شنوایی به وسیله ی اصول مهندسی می کرد. خود او نیز مشکل شنوایی داشت و سه عمل جراحی غیرموفق برای بهبود شنوایی اش انجام داده بود. تحقیقات او سه سال به طول انجامید و در سال ۱۹۷۷ حق ثبت این وسیله را دریافت کرد. سمعک های قدیمی تنها صداها را برای بیمار تقویت می کردند اما این پروتز به بهبود شنوایی کمک کرد. از زمان اختراع آن، زندگی بیشتر از ۳۲۰ هزار بیمار، همچون کسانی که از بدو تولد ناشنوا بوده اند، با دریافت این ایمپلنت های اصلاحی بهبود یافته است.



دماسنج ها
ناسا برای ساخت این دماسنج های بدون احتیاج به تماس با بدن با شرکت دیاتک(Diatek) همکاری کرد. این دستگاه تابش حرارتی ساطع شده از لاله گوش بیمار را به همان روشی اندازه گیری می کند که دمای ستاره ها و سیارات اندازه گیری می شود. این دستگاه که از یک لنز تشکیل شده نور اندازه گیری شده ی جسم را در آشکارسازی به نام ترموفیل متمرکز می کند. این آشکارساز انرژی مادون قرمز را جذب کرده و آنرا به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. دستگاه سینگنال ها را تبدیل به دما کرده و نمایش می دهد. از مزیت های این دستگاه می توان به عدم احتیاج به تماس با غشاهای مخاطی اشاره نمود که از گسترش عفونت جلوگیری می کند و احتیاج به ضدعفونی کردن بعد از هر بار استفاده ندارد. امروزه از این دستگاه استفاده های گوناگونی می شود همچون بررسی نقاط گرم سیستم های مکانیکی و بررسی دمای بدن بیماران.



محافظ ارتودنسی شفاف دندان
این محافظ که امروزه در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند ابتدا برای کاربردهای نظامی ساخته شده بود. ناسا و شرکت سرادین(Ceradyne) که مشترکا این محصول را تولید کردند به دنبال ماده ای بودند که در پوشش رادارهای مادون قرمز که برای یافتن موشک به کار می روند از آن استفاده کنند. این پوشش محافظتی باید شفاف می بود تا امواج رادار از آن عبور کنند. آنها دریافتند که آلمونیای پلی کرسیتال(polycrystalline alumina) می تواند این کار را انجام دهد و سپس در سال ۱۹۸۶ شرکت یونیتک(Unitek) پیشنهاد کرد که از این مواد در موارد دندان پزشکی استفاده گردد. برای اینکه هم مستحکم است و هم شفاف. این محصول باآنکه مورد استفاده همگان نیست اما بسیاری را از احساس خجالت داشتن ارتودنسی نجات می دهد. در سال ۱۹۸۷ روزانه ۳۰۰ هزار واحد از آن تولید می شد که آنرا تبدیل به موفق ترین محصول در زمینه ی دندانپزشکی کرد.



لباس شنای مخصوص
لباس شنای تولید شرکت اسپیدو(Speedo) با کمک ناسا ساخته شد. این لباس طراحی ساده با اصطکاک کم داشت و به قدری موثر بود که در سال ۲۰۰۹ توسط فدراسیون بین المللی شنا بعنوان نوعی دوپینگ شناخته شد و استفاده از آن بعد از آن که شناگران در سال ۲۰۰۸ رکورد شنا را شکستند در مسابقات بین المللی شنا ممنوع گردید. درزهای آن کاملا محکم بهم وصل شده بود و بافت پارچه ی آن بگونه ای بود که کشش را تا شش درصد کاهش می داد. این لباس همینطور یک متعادل کننده مرکزی داشت که بعنوان کمربند به کاهش حرکات عضلانی شناگر کمک می کرد. این خصوصیت سبب می شد شناگر بتواند برای مدتی طولانی یک زاویه خاص را حفظ کند. همینطور تحقیقات نشان داد که حباب های هوا که بین لباس و بدن شناگر گیر می کنند به بالا آمدن شناگر کمک می کنند تا اصطکاک کمتری با هوا در مقایسه با آب ایجاد شود.



دوربین تلفن های هوشمند
دوربین های تلفن های همراه تا حدودی ریشه در کارهای اریک فوسوم(Eric Fossum) دانشمند ناسا دارد که قصد داشت دوربین ها را برای مأموریت های بین ستاره ای کوچک سازی کند. او برای این کار دست به ساخت حسگرهای تصویر نیم رسانای اکسید-فلز مکمل زد که امروزه بسیار گسترش یافته اند. این فناوری پیش از این نیز مورد استفاده قرار گرفته بود اما تصاویر حاصل از آن مناسب نبودند و نویز داشتند. فوسوم با استفاده از فناوری دستگاه بارجفت شده به بهبود آن کمک کرد و در نتیجه از آن زمان تابحال این فناوری در صنعت تصویربرداری دیجیتال نقش دارد و همینطور راه را برای افزودن دوربین های کوچک به تلفن های هوشمند هموار کرد.



لنزهای ضدخش عینک ها
این لنزها با همکاری مرکز تحقیقات ایمز(AMES) ناسا و شرکت فاستر گرنت(Foster-Grant) ساخته شدند. قبل از آن لنزها از شیشه های آسیاب شده و صیقل داده شده ساخته می شدند. در سال ۱۹۷۲ سازمان غذا و داروی آمریکا آئین نامه ای را تصویب کرد که طبق آن لنز عینک های طبی و آفتابی باید نشکن می بودند. این امر سبب شد تا تولیدکنندگان به لنزهای پلاستیکی روی آورند. باآنکه این لنزهای پلاستیکی در مقابل ضربه و شکستن مقاوم بودند اما خط و خش روی آنها می افتاد. پس چاره ای جایگزین نیاز بود در آن زمان ناسا سطوحی ضد خش برای کلاه فضانوردان و سایر تجهیزات تولید کرده بود. در سال ۱۹۸۳ شرکت فاستر گرنت مجوز تولید سطوح ضدخش را از ناسا گرفت که منجر به فناوری لنزهای ضد خش شد. امروزه لنز بیشتر عینک های طبی و آفتابی در ایالات متحده و سراسر جهان با استفاده از این تکنولوژی تولید می شود.



اعضای مصنوعی بدن
ناسا در زمینه اندام مصنوعی نیز نقش مهمی داشته است. سرمایه گذاری های آن در این بخش سبب شد پیشرفت های دیگری در زمینه ی فضا به دست آید. همه این ها سبب شد که شرکتهای خصوصی پروتزهایی بهتر تولید کنند. با همکاری شرکت هایی مثل Environment Robot's Inc پیشرفت هایی چون سیستم عضلات مصنوعی، حسگرها و محرک ها به سرعت بهبود یافت و در اندام های مصنوعی جدید که حرکت می کنند مورد استفاده قرار گرفتند. از فوم هوشمند ناسا نیز در ساخت این اندام ها استفاده شد تا ظاهری طبیعی تر پیدا کنند. پیشرفت هایی در زمینه ی کاهش اصطکاک بدن و عضو مصنوعی و همینطور کاهش ایجاد گرمای آن نیز رخ داد.



موس کامپیوتر
موس های کامپیوتر نیز از دیگر اختراعات عصر هوا فضا هستند. باآنکه ثانیه ای هم به فکرتان خطور نخواهد کرد که این اختراعات در ارتباط با چندهه قبل باشند. به قول باب تیلور(Bob Taylor) که بودجه ساخت موس را از ناسا فراهم کرد: این دستگاه یک "مولفه کوچک و بسیار ساده" از هدفی برزگ تر بود. تیلور و دوگ انگلبارت(Doug Englebart) که در موسسه ی تحقیقاتی استنفورد روی این پروژه کار می کردند قصد داشتند تا راهی برای ایجاد تعاملی بهتر با کامپیوتر ها پیدا کنند.



پمپ انسولین
پمپ انسولین توسط رابرت ای فیشل(Robert E. Fischell) از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز(Johns Hopkins ) اختراع شد. این موسسه بودجه اش را مرکز پرواز فضایی گودارد(Goddard) تأمین می کرد. این دستگاه وقتی در بدن بیمار قرار گیرد می تواند مقادیر دقیق و از پیش برنامه ریزی شده ای از انسولین را آزاد کند و جایگزینی برای لوزالمعده انسان است. از زمان اختراع آن این دستگاه جان خیلی از بیماران مبتلا به دیابت را نجات داده است.



عمل جراحی لیزیک چشم
یکی دیگر از فناوری های فضایی جراحی لیزر چشم است. لیزیک(LASIK) که به صورت گسترده ای برای اصلاح بینایی به کار می رود توسط نوعی لیزر سبب تغییر شکل قرنیه بیمار می شود. این فناوری توسط برنامه ی تحقیقات نوآوری مشاغل کوچک ناسا(SBIR) به وجود آمد. از این تکنولوژی آشکارسازی لیزر و مسافت یابی(LADAR) ابتدا برای تعیین فاصله و قرارگیری فضاپیماها در کنار ماهواره ها استفاده می شد.



دستگاه تصفیه هوا
فناوری تصفیه هوا ابتدا جهت پرورش گیاهان برای تأمین منبع غذایی در فضا و به صورت بالقوه در جهان های دیگر ساخته شد. در سال ۱۹۹۰ ناسا به دنبال راهی بود تا اتیلن را از هوا حذف کند تا از پیر شدن گیاهان و سریع رسیدن میوه های آنها جلوگیری کند. این امر باعث ساخت دستگاه پاک کننده ی اتیلن از هوا شد که به وسیله ی اکسید تیتانیوم(titanium oxide)و نور یو وی(UV) اتیلن را به آب و دی اکسید کربن تبدیل می کرد. نخستین مدل این دستگاه در سال ۱۹۹۵ ساخته و بر روی ایستگاه بین المللی فضایی نصب گردید. از آن زمان تابحال این دستگاه برای تصفیه هوا مصارف تجاری و خانگی دارد.



کفش های ورزشی
کفش های ورزشی نیز حاصل سفرهای فضایی هستند. فرایندی به نام "قالب گیری بادی پلاستیک" ابتدا در طول برنامه ی فضاپیمای آپولو به وجود آمد و درنهایت منجر به ساخت کفش های ورزشی شد. فرانک رودی(Frank Rudy) یکی از مهندسان سابق ناسا ایده ساخت یک ضربه گیر را به شرکت نایک داد. ایده رودی این بود که کفی کفشی از سلول های هوای بهم پیوسته ساخته شود و زیر پاشنه و بخش جلویی قرار گیرد تا شدت ضربه را مهار کند. ایده رودی به تولید کفش ایر(Air) نایک شد.



سیستم تصفیه آب
سیستم تصفیه آب از دیگر اختراعات ناسا برای مأموریت آپولو است که به موفقت تجاری خوبی رسیده است. در سال ۱۹۶۰ مرکز پروازهای سرنشین دار ناسا که به مرکز فضایی لیندون بی جانسون شناخته می شود با همکاری شرکت گرت (Garrett) طی برنامه ای تحقیقاتی دست به تولید دستگاهی کوچک و سبک برای تصفیه آب فضاپمای آپولو زدند دستگاهی که نیازی به بازرسی دائم فضانوردان نداشته باشد و با نیروی حداقلی کار کند. این دستگاه کوچک ۹ اونسی که کمی از یک پاکت سیگار بزرگ تر است بدون استفاده از کلر و با استفاده از یون های نقره موفق به از بین بردن باکتری ها شد. این یون ها مزه بدی به آب نمی دادند. اندکی بعد شرکتهای تجاری مثل Carefree Clearwater Limited مجوز ساخت نسخه اصلاح شده آنرا برای مصارف صنعتی و تجاری گرفتند.



هدفون های بی سیم
هدفون های بی سیم از اختراعات دیگر ناسا است. این هدفون ها برای نخستین بار در دهه ۱۹۶۰ برای برنامه ی آپولو ساخته شد و در دهه ۱۹۷۰ کاربری تجاری پیدا کرد. در دهه ی ۷۰ میلادی این فناوری بهبود یافت و اندازه آن کوچک تر شد و مورد استفاده خلبانان قرار گرفت و از آن موقع محبوبیت زیادی پیدا کرده است. شاید معروف ترین استفاده از نوع اصلی این هدفون ها زمانی است که نیل آمسترانگ نطق جاودانه خویش را در نخستین سفر به ماه ایراد کرد. پس دفعه بعدی که از این هدفون ها استفاده می کنید به یاد داشته باشید که قطعه ای از تاریخ را بر گوش دارید.



لباس آتش نشانی
تولید لباس های آتش نشانی نیز نتیجه کار فضانوردان است. پلیمرهای مورد استفاده در لباس های فضایی در ایجاد لباس های مقاوم در مقابل شعله و حرارت برای آتش نشانان بسیار پرارزش بوده اند. در لباس های جدید همینطور از مایع خنک کننده استفاده می شود تا آتش نشانان گرمای زیاد در امان باشند و همینطور سیستم های تنفسی پیشرفته که برپایه سیستم های مورد استفاده فضانوردان ساخته شده است.



دستگاه های ورزشی
از آنجائیکه قرار گرفتن طولانی در معرض جاذبه صفر منجر به از دست دادن استخوان و تحلیل رفتن عضلات می شود، ناسا دستگاههای ورزشی تمرینی ساخت تا فضانوردان بتوانند آمادگی جسمانی خویش را در فضا حفظ کنند.



رایانه های قابل حمل
نخستین کامپیوتر قابل حمل به نام گرید کامپس(Grid Compass) در چندین مأموریت فضایی در دهه ۱۹۸۰ استفاده شد. این کامپیوتر با نام مستعار SPOC(رایانه قابل حمل شاتل)، می توانست با سایر دستگاههای موجود در فضاپیما ارتباط برقرار کند و برای پرتاب ماهواره ها از فضاپیما مورد استفاده قرار بگیرد.



ال ای دی
فناوری ال ای دی(LED) ناسا برای رشد گیاهانی که در فضاپیما بودند مورد استفاده قرار می گرفت، امروزه این فناوری در ساخت دستگاههای پزشکی که سبب شل شدن عضلات و تسکین درد در سربازان، بیماران سرطانی و مبتلایان به پارکینسون می شود به کار می رود.



دستگاه سی تی اسکن
سرانجام به آخرین فناوری اختراع شده این فهرست توسط ناسا می رسیم. سی تی اسکن که امروزه ابزار تشخیصی مهمی در پزشکی است در ابتدا برای شناسایی نقص های اجزا و ساختارهای فضایی ساخته شده بود. این فناوری در سال ۱۹۹۳ به صورت عمومی منتشر گردید. تصاویر سی تی اسکن جزئیات بیشتری نسبت به تصاویر رادیوگرافی نشان می دهند و سرعت بالای آنها به معاینه ی ۱۰۰ درصدی کمک می نماید.



1399/11/12
13:31:06
0.0 / 5
321
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۷ بعلاوه ۳