Космічні технології: чим ми користуємося щодня

Складно уявити сучасне життя без космічних сервісів: GPS, прогноз погоди, карти, супутниковий зв’язок. До того ж завдяки освоєнню космосу людство отримало нові технології — камери з CMOS-матрицями, безконтактні термометри, систему HACCP і ще сотню інших пристроїв та обладнання.

Навколо цих технологій навіть виникли міфи. Наприклад, досить довго існувало твердження щодо того, що взуття астронавтів місії Apollo-11, які вперше побували на Місяці — це прототипи бігових кросівок.

Насправді це не так. Для астронавтів було створено спеціальне взуття, але не для бігу, а для ходьби. Ефект літаючої ходи забезпечувала місячна гравітація. Вона у шість разів нижча за земну.

Існував ще один міф — про застібку-липучку, яка нібито була створена спеціально для космічних експедицій.

Однак її винайшов швейцарський інженер-електрик Жорж де Местраль у 1941 році — задовго до космічних перегонів.

Местраль після прогулянок з собакою діставав з її шерсті головки реп’яха. Якось він вирішив розглянути їх під мікроскопом і побачив крихітні гачки, за допомогою яких рослини чіплялися за шерсть його собаки.

Так і з’явилася ідея застібки-липучки, що стала популярною і у космічних місіях, і в повсякденному житті.

Тож які технології з’явилися завдяки космосу?

HACCP — система безпеки харчових продуктів

NASA у 1960-х роках, під час підготовки пілотованих польотів хотіла покращити якість космічної їжі, щоб унеможливити ймовірність харчових отруєнь.

Для цього знадобилася нова система сертифікації, тому що наявні стандарти не гарантували безпеки продуктів на всі 100%.

Створенням нової системи зайнялися одночасно два відомства — NASA та Лабораторія збройних сил США. А також компанія Pillsbury — відома у всьому світі своїми продуктами харчування.

Готове рішення Pillsbury презентувала 1971 року на Першій американській національній конференції з питань безпеки харчових продуктів. Представлену концепцію компанія назвала НАССР — (Hazard analysis and critical control points).

Концепція використовувала різноманітні математичні методи, щоб проаналізувати ризики та небезпечні фактори під час виробництва харчових продуктів.

Ця концепція лягла в основу нових стандартів харчової безпеки у США. А пізніше — і в Канаді, Європейському Союзі та інших країнах, оскільки забезпечувала високу якість продукції та знижувала ймовірність отруєнь.

Тепер позначка HACCP — це знак якості, який гарантує безпеку продуктів харчування. Її знайти просто: достатньо подивитися на упаковку продукції.

Система очищення повітря

Астронавти під час роботи на орбітальних станціях помітили цікаву тенденцію: овочі у лабораторіях дозрівали набагато швидше, ніж на Землі.

Причина цього була у газі етилені, який виділяли рослини. На відміну від Землі, у закритих приміщеннях орбітальної станції цей газ може накопичуватись у великій кількості.

Для овочів та фруктів цей газ працює як природний гормон, що стимулює швидке дозрівання. Оскільки це явище дуже заважало експериментам, у 1990-х було створено пристрій scrubber. Він за допомогою спеціальних трубок переробляє повітря та вирішує проблему.

Пізніше для scrubber знайшли застосування на Землі. Вчені виявили, що пристрій не просто перетворює етилен на нешкідливі побічні продукти, а й знищує хвороботворні мікроорганізми. Така властивість сприяла появі систем очищення повітря, що використовують цю технологію. Вони не лише підтримують свіжість продуктів на складах та ринках, а й допомагають знезаражувати повітря.

Інсулінова помпа

У межах дослідження Марсу 1976 року були запущені апарати Viking. Вони здійснювали знімання поверхні та проводили наукові експерименти, щоб знайти ознаки життя на планеті. Для одного з таких експериментів апарат використовував воду та марсіанський ґрунт, які змішувалися у певній пропорції.

Через кілька десятиліть потому підхід до дослідження Марса став у пригоді на Землі. Точні пропорції, які використав Viking, допомогли у медицині. Вчені розробили спеціальну помпу, яка фіксувалася на тілі людей, хворих на діабет першого типу, які потребують регулярних ін’єкцій інсуліну.

Помпа стала штучною підшлунковою залозою. Вона постійно розраховувала та постачала необхідні дози інсуліну.

Пристрій дозволяв доставляти точнішу кількість гормону, на відміну від шприців та шприців-ручок. Це допомогло точніше контролювати рівень цукру в крові, а також зменшило ймовірність розвитку тривалих ускладнень, пов’язаних із діабетом.

Інфрачервоні термометри

В межах однієї із програм з дослідження космосу було запущено орбітальний телескоп IRAS, який першим здійснив огляд всього нічного неба в інфрачервоному діапазоні. Він зробив низку несподіваних відкриттів. Зокрема апарат виявив шість нових комет, ядро галактики, а також виміряв температуру зірок та планет, використовуючи інфрачервоне випромінювання.

Одна американська компанія вирішила пристосувати технологію для вимірювання температури тіла людини. В основі безконтактних термометрів закладені інфрачервоні датчики, подібні до тих, що використовувалися для вимірювання температури планет.

Цифрова фотографія

Практично все, що вміють робити сучасні камери, це результат освоєння космосу.

Наприклад, задля поліпшення якості зображень для міжпланетних місій була створена CMOS-матриця. Світлочутлива матриця — це “очі” відеокамери або смартфона. Вона захоплює світло, що потрапляє в об’єктив відеокамери, і перетворює його на електронний сигнал. Її перевага полягає в тому, що така матриця дає високу якість зображення, при цьому споживає зовсім мало енергії.

Бездротова гарнітура

Астронавтам пілотованих космічних місій, таких як Gemini, Apollo і Skylab, знадобилася компактна бездротова гарнітура для постійного зв’язку з центром управління польотами NASA.

У новому пристрої інженери покращили дизайн мікрофона та додали функцію шумопоглинання. З часом ця технологія перемістилася у Bluetooth-навушники та більшість сучасних гарнітур.