فناوری های فضایی که پا به زندگی روزمره ما گذاشته اند - مجله سفرنامه دبی

از پروفایل ما وبلاگ بخار دیدن نمایید.

بسکمک از مردم معتقدند که هزینه دولت ها برای سفرهای فضایی کاری بی فایده است، اما حقیقت چیز دیگری است. ناسا مسئول توسعه بعضی از مهم ترین فناوری های 50 سال اخیر بوده است و تقریبا در تمامی صنایع نقش دارد. به نظر می رسد می توان تحقیقات و توسعه های فضایی را به طور 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 کنیم از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

فوم هوشمند

این فوم هوشمند ابتدا در سال 1966 توسط ناسا ساخته شد. هدف اصلی دانشمندان ناسا ساخت صندلی هایی مخصوص برای فضانوردان بود تا اثرات نیروی گرانش را هنگام برخاستن و فرود کاهش دهد اما کمی پس از آن دانشمندان فهمیدند که شکل بدن فضانوردان با یکدیگر متفاوت است و همچنین در طول زمان تمرینات تغییر می کند. این بدان معنا بود که باید برای هر بار پرواز صندلی ها تنظیم می شدند، پس آن ها نیاز به ماده ای داشتند که شکل بدن فضانورد را به خود بگیرد و هنگامی که از آن استفاده نمی شود به حالت اولیه برشود. سرانجام فوم هوشمند ساخته شد. ناسا این فوم هوشمند را در سال 1980 به طور عمومی عرضه کرد، 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 بچه ها

بسکمک 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 به عنوان عامل بازیافتی در سفرهای فضایی طولانی مدت بود. این تحقیقات سرانجام منجر به تولید روغن گیاهی بر پایه جلبک شد که بعدها آن را فرمولید(Formulaid) نامیدند. این محصول توسط یکی از فضانوردان سابق ناسا که در تحقیقات آن در سال 1980 نیز شرکت داشت به تولید عمومی رسید. گفته می شود که فرمولید برای رشد ذهنی و بینایی نوزادان بسیار مفید است و همچنین مکمل غذایی مناسبی است زیرا شامل دو اسید چرب اشباع نشده ضروری برای بدن است که توسط بدن انسان تولید نمی شود و باید از مکمل های غذایی به دست بیاید. امروزه فرمولید در بیشتر غذاهای بچه ها یافت می شود و به عنوان ماده ای افزودنی در شیرخشک بیش از 65 کشور جهان وجود دارد.

جاروهای شارژی

جاروی شارژی داست باستر (Dustbuster) ابتدا برای بخشی از ماموریت فضایی آپولو ساخته شد و قرار بود از این دستگاه برای نمونه برداری از بخش های عمیق ماه استفاده شود. ناسا برای تولید آن به شرکت بلک اند دکر (Black and Decker) مراجعه کرد. تحقیقات آنها منجر به ساخت جاروهای کوچک، دستی بی سیم شد. اولین جاروبرقی شارژی در سال 1979 معرفی 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 آن یک پلی اتیلن ترفتالات متالیزه(metalized polyethylene terephthalate) است که برای اولین بار در سال 1964 در مرکز فضایی مارشال(Marshall) ناسا برای استفاده در سطوح خارجی فضاپیماها ساخته شد. مواد سازنده این پتوها معمولا طلایی یا نقره ایست و می تواند تا 97 درصد گرما را منعکس کند. برای استفاده در فضا معمولا از یک لایه پلی آمید نیز استفاده می شود تا در برابر محیط نامناسب فضا مقاوم باشد.

پروتز کاشت حلزون گوش

آدام کیسیا(Adam Kissiah)که مهندس سابق ابزار دقیق ناسا بوده است در اواسط دهه 1970 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 مربوط به چگونگی بهبود شنوایی به وسیله اصول مهندسی می کرد. خود او نیز مشکل شنوایی داشت و سه عمل جراحی غیرپیروز برای بهبود شنوایی اش انجام داده بود. تحقیقات او سه سال به طول انجامید و در سال 1977 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 بیش از 320 هزار بیمار، از جمله 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 نیاز 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 جسم را در آشکارسازی به نام ترموفیل متمرکز می کند. این آشکارساز انرژی مادون قرمز را جذب کرده و آن را 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 نیاز به تماس با غشاهای مخاطی اشاره کرد که از گسترش عفونت جلوگیری می کند و نیاز به ضدعفونی کردن پس از هر بار استفاده ندارد. امروزه از این دستگاه استفاده های گوناگونی می شود از جمله بررسی نقاط گرم سیستم های مکانیکی و بررسی دمای بدن بیماران.

محافظ ارتودنسی شفاف دندان

این محافظ که امروزه در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند ابتدا برای کاربردهای نظامی تولید 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 فرایند از آن استفاده کنند. این پوشش محافظتی باید شفاف می بود تا امواج رادار از آن عبور کنند. آن ها دریافتند که آلمونیای پلی کرسیتال(polycrystalline alumina) می تواند این کار را انجام دهد و سپس در سال 1986 شرکت یونیتک(Unitek) پیشنهاد کرد که از این مواد در موارد دندان پزشکی استفاده شود. زیرا هم مستحکم است و هم شفاف. این محصول اگرچه مورد استفاده همگان نیست اما بسکمک را از احساس خجالت داشتن ارتودنسی نجات می دهد. در سال 1987 روزانه 300 هزار واحد از آن تولید می شد که آن را تبدیل به پیروز ترین محصول در زمینه 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 2009 توسط فدراسیون بین المللی شنا به عنوان نوعی دوپینگ شناخته شد و استفاده از آن پس از آن که شناگران در سال 2008 رکورد شنا را شکستند در مسابقات بین المللی شنا ممنوع شد. درزهای آن کاملا محکم بهم وصل شده بود و بافت پارچه آن به گونه ای بود که کشش را تا شش درصد کاهش می داد. این لباس همچنین یک متعادل کننده مرکزی داشت که به عنوان کمربند به کاهش حرکات عضلانی شناگر کمک می کرد. این ویژگی باعث می شد شناگر بتواند برای مدتی طولانی یک زاویه خاص را حفظ کند. همچنین 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 ماموریت های بین ستاره ای کوچک سازی کند. او برای این کار دست به ساخت سنسورهای 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 موقع تا به امروز این فناوری در صنعت تصویربرداری دیجیتال نقش دارد و همچنین 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. پیش از آن لنزها از شیشه های آسیاب شده و صیقل داده شده ساخته می شدند. در سال 1972 سازمان غذا و داروی آمریکا آیین نامه ای را تصویب کرد که طبق آن لنز عینک های طبی و آفتابی باید نشکن می بودند. این امر باعث شد تا تولیدکنندگان به لنزهای پلاستیکی روی آورند. اگرچه این لنزهای پلاستیکی در برابر ضربه و شکستن مقاوم بودند اما خط و خش روی آن ها می افتاد. پس راه حلی جایگزین نیاز بود در آن موقع ناسا سطوحی ضد خش برای کلاه فضانوردان و سایر تجهیزات تولید کرده بود. در سال 1983 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 فناوری تولید می شود.

اعضای مصنوعی بدن

ناسا در زمینه اندام مصنوعی نیز نقش مهمی داشته است. سرمایه گذاری های آن در این بخش باعث شد پیشرفت های دیگری در زمینه فضا به دست آید. همه این ها باعث شد که شرکت های خصوصی پروتزهایی بهتر تولید کنند. با همکاری شرکت هایی مثل Environment Robots 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 دریافتد. از فوم هوشمند ناسا نیز در ساخت این اندام ها استفاده شد تا ظاهری طبیعی تر پیدا کنند. پیشرفت هایی در زمینه کاهش اصطکاک بدن و عضو مصنوعی و همچنین کاهش ایجاد گرمای آن نیز رخ داد.

موس کامپیوتر

موس های کامپیوتر نیز از دیگر اختراعات عصر هوا فضا هستند. اگرچه ثانیه ای هم به فکرتان خطور نخواهد کرد که این اختراعات مربوط به چندهه قبل باشند. به گفته 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 تحقیقاتی استنفورد روی این پروژه کار می کردند قصد داشتند تا راهی برای ایجاد تعاملی بهتر با رایانه 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) تامین 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 بسکمک 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 طور گسترده ای برای اصلاح بینایی به کار می رود توسط نوعی لیزر باعث تغییر شکل قرنیه بیمار می شود. این فناوری توسط برنامه تحقیقات نوآوری مشاغل کوچک ناسا(SBIR) به وجود آمد. از این فناوری آشکارسازی لیزر و مسافت یابی(LADAR) ابتدا برای معین فاصله و قرارگیری فضاپیماها در کنار ماهواره ها استفاده می شد.

دستگاه تصفیه هوا

فناوری تصفیه هوا ابتدا جهت پرورش گیاهان برای تامین منبع غذایی در فضا و به طور بالقوه در جهان های دیگر ساخته شد. در سال 1990 ناسا به دنبال راهی بود تا اتیلن را از هوا حذف کند تا از پیر شدن گیاهان و سریع رسیدن میوه های آن ها جلوگیری کند. این امر موجب ساخت دستگاه پاک کننده اتیلن از هوا شد که به وسیله اکسید تیتانیوم(titanium oxide)و نور یو وی(UV) اتیلن را به آب و دی اکسید کربن تبدیل می کرد. اولین مدل این دستگاه در سال 1995 ساخته و بر روی ایستگاه بین المللی فضایی نصب شد. از آن موقع تا به امروز 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 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 ماموریت آپولو است که به پیروزت تجاری خوبی رسیده است. در سال 1960 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 9 اونسی که کمی از یک پاکت سیگار بزرگ تر است بدون استفاده از کلر و با استفاده از یون های نقره پیروز به از بین بردن باکتری ها شد. این یون ها مزه بدی به آب نمی دادند. اندکی بعد شرکت های تجاری مثل Carefree Clearwater Limited مجوز ساخت نسخه اصلاح شده آن را برای مصارف صنعتی و تجاری دریافتد.

هدفون های بی سیم

هدفون های بی سیم از اختراعات دیگر ناسا است. این هدفون ها برای اولین بار در دهه 1960 برای برنامه آپولو ساخته شد و در دهه 1970 کاربری تجاری پیدا کرد. در دهه 70 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 خود را در اولین 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 برابر شعله و حرارت برای آتش نشانان بسیار ارزشمند بوده اند. در لباس های جدید همچنین از مایع خنک کننده استفاده می شود تا آتش نشانان گرمای زیاد در امان باشند و همچنین سیستم های تنفسی پیشرفته که براساس سیستم های مورد استفاده فضانوردان ساخته شده است.

دستگاه های ورزشی

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

رایانه های قابل حمل

اولین رایانه قابل حمل به نام گرید کامپس(Grid Compass) در چندین مأموریت فضایی در دهه 1980 استفاده شد. این کامپیوتر با نام مستعار SPOC(رایانه قابل حمل شاتل)، می توانست با سایر دستگاه های 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 دستگاه های پزشکی که باعث 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 لیست 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 تولید شده بود. این فناوری در سال 1993 به طور عمومی منتشر شد. تصاویر سی تی اسکن جزئیات بیشتری نسبت به تصاویر رادیوگرافی نشان می دهند و سرعت بالای آن ها به معاینه 100 درصدی کمک می کند.،ایرنا