Запуски ракет и космонавтов на МКС, а также суммы, потраченные на исследования и подготовку экспедиций, у «простых смертных» порой вызывают раздражение. Мол, такие деньги тратят, но какое это имеет отношение к моей жизни. Как ни странно, самое прямое, ведь многие технологии, разработанные для использования в космосе, находят применение на Земле, иногда самое неожиданное.
Если посчитать все примеры, их число точно перевалит за сотню. Космическое агентство NASA даже запустило сайт, чтобы показать, какие космические технологии стали частью нашей обычной жизни на Земле. В этой статье расскажем о самых значимых открытиях, которые сегодня каждый из нас так или иначе использует в своей повседневной жизни.
Хотите приобрести цифровую камеру или кроссовки? Оплачивайте покупки зарплатной картой «Твой Плюс» с кешбэком до 7% по трем выбранным категориям и 1% на все покупки! К ней прилагается цифровая карта МИР, которая сохраняет реквизиты вашего основного счета.
Космос в кармане — мобильные технологии
Цифровая камера, матрица для съемки (Hasselblad)
Шведская компания Hasselblad в 1960-х годах обеспечивала технологическое оснащение для съемки экипажей NASA вплоть до момента высадки экипажа «Аполлона-11» на Луну. Знаменитые кадры стали классикой. Тогда фотокамеры были пленочными и громоздкими и стояла задача облегчить их конструкцию и внутреннюю начинку. Поэтому была создана технология CMOS-сенсоров, позволившая кратно уменьшить устройства. CMOS-матрица оснащена активными чувствительными пикселями (Active Pixel Sensor), у каждого из которых есть свой усилитель, способный преобразовать заряд чувствительного элемента в напряжение. Это позволяет управлять каждым пикселем практически в индивидуальном порядке.
Технология, созданная NASA в целях уменьшения размеров камер для полетов беспилотных аппаратов по Солнечной системе, используется во всех современных смартфонах, в камерах видеонаблюдения. CMOS-изображения легко поддаются обработке, масштабированию и другим изменениям.
Технология Lidar
Технология автоматического фокусирования на объекте в современных камерах основана на принципе определения дальности объекта с помощью измерения скорости отражения света. Так называемая технология LIDAR (Light Detection and Ranging) основана на работе трех основных компонентов: сканера, лазерного излучателя и GPS-приемника. Другими элементами, играющими важную роль в сборе и анализе данных, являются фотоприемник и оптика. Данная космическая технология использовалась для определения дальности объекта в космосе, пристыковки кораблей, а также для построения карт. Она была внедрена компанией Apple в 12-ю модель iPhone.
К слову, дальномеры с LIDAR также используются в микрохирургии глаза, в геодезии, в навигационных системах для автомобилей и еще в ряде сфер.
GPS, геолокация
Технология GPS зародилась в эпоху спутников, когда ученые смогли отслеживать их положение по сдвигам радиосигнала, что известно как «эффект Доплера». Сегодня группировка спутников GPS (космический сегмент) состоит из более чем 30 действующих спутников, каждый из которых оснащен резервными атомными часами и отслеживается наземной сетью управления (сегмент управления). Каждый спутник передает свое положение и время через равные промежутки времени, и эти сигналы перехватываются приемниками GPS (пользовательский сегмент).
Технология внедрена во все смартфоны и может определять трехмерное положение объекта с точностью до метра и время с точностью до десяти наносекунд.
Одежда и обувь
Амортизационная подошва кроссовок
Подошва из силикона, вопреки расхожему мнению о ее «космическом» происхождении, была разработана компанией General Electric до сотрудничества с NASA. Производство продукции из силикона в 1960-е годы было ведущим направлением бизнеса компании.
Однако система амортизации с полыми подошвами для спортивной обуви была внедрена с подачи астронавтов. В 1970-е инженер NASA Фрэнк Руди придумал способ, как сделать скафандры космонавтов герметичными с помощью воздушных прослоек. Свою разработку он предложил производителям обуви, и только в компании Nike в нее поверили — и оказались правы: она существенно снижает нагрузку на суставы и уменьшает их трение при беге.
Липучки
Липучки были разработаны в 1940-х швейцарцем Жоржем де Местилем еще до того, как космонавты начали использовать их для своих бытовых нужд в невесомости. Однако именно космонавты популяризировали липучки, после чего они начали внедряться в производство детской одежды, спортивной обуви и другой экипировки.
Плавательный костюм (ныне запрещенный)
Производитель спортивной одежды Speedo совместно с NASA разработал купальный костюм, снижающий сопротивление воды на 38%. Ранее технология встречалась в производстве скафандров. Благодаря сверхлегкой ткани с водоотталкивающими свойствами, состоящей из нитей эластана-нейлона и полиуретана, купальник увеличивает скорость пловцов примерно на 4%, а в некокторых случаях и на 10%.
Приняв во внимание влияние материала купальника на результаты спортсменов, Международная федерация плавания запретила их в 2010 году.
Дом
Тефлон
Данный материал был изобретен еще в 1930-е годы. Ученые из компании DuPont в рамках экспериментов случайно обнаружили, что закачанный в баллоны под давлением газообразный тетрафторэтилен сам собой полимеризовался в белый порошок, напоминающий парафин. Изучение материала показало, что он обладает удивительными свойствами. Одним из главных преимуществ тефлона стал низкий коэффициент трения, что сделало материал одним из главных компонентов подшипников, прокладок, теплоизоляции электрических схем космических кораблей.
Позже разработку применили в изготовлении различных приспособлений в химической, электротехнической и пищевой промышленности, для производства мембранной одежды, в медицине, в транспортных средствах, а также для производства знаменитых сковородок.
Беспроводные технологии, умный дом
В 1990-е годы NASA разработали интернет-технологию Embedded Web Technology для дистанционного управления предметами на борту кораблей и МКС с помощью специального программного обеспечения. Таким образом, космонавты смогли подключаться к приборам из любого уголка станции.
Позже, в 2000-е, американский предприниматель Дэвид Мэнсбери обратился к инженерам-разработчикам Исследовательского центра Гленна (Glenn Research Center), ранее создавшим удаленную систему управления для космонавтов на МКС. Он предположил, что было бы здорово научить кухонные приборы работать удаленно с помощью специальной цифровой тезнологии. Теперь было достаточно подключить, например, духовку к интернету, задать время старта и режим работы и наслаждаться горячим ужином к своему возвращению.
Изобретение с 2003 года дало начало эре технологий «умный дом».
Солнечные батареи
Попытки переработать энергию солнца в электричество предпринимались с XIX века. Первые батареи имели КПД 1%. Однако эффективные солнечные батареи с КПД от 10%, состоящие из кристаллического кремния, который преобразует световую солнечную энергию в электричество, были изобретены в лабораториях NASA в начале 1980-х. Сегодня они используются в качестве источника энергии для искусственных спутников Земли.
Та же технология сейчас задействована производителями солнечных панелей.
Вместо заключения
Итак, мы перечислили адаптированные для жизни на Земле космические технологии — правда, далеко не все. Существуют еще десятки менее заметных открытий, упрощающих нашу повседневность.
Они касаются пищевой промышленности, медицины, переработки пластиковых отходов и многого другого. Благодаря усилиям международного космического научного сообщества скоро в нашу жизнь могут прийти такие вещи, о которых мы и не мечтали.