۸ شی شگفت‌انگیز که بدون سفرهای فضایی نداشتیم!

به معنای واقعی کلمه هزاران فناوری فضایی وجود دارد که از زمان سفرهای فضایی راه خود را به زندگی روزمره باز کرده‌اند، از دوربین‌های گوشی‌ها گرفته تا تصفیه‌کننده‌های هوا. برای آشنایی با ۸ شی شگفت‌انگیز که بدون سفرهای فضایی نداشتیم، با اِروتِک همراه باشید.

۰. افسانه تفلون؟!

اگر کسی را در خیابان‌های آمریکا متوقف کنید و از او بخواهید چیزی را نام ببرد که بدون سفر فضایی نداشتیم، مطمئناً می‌گوید تابه‌های نچسب! این ایده که این ماده بسیار لغزنده، تفلون، در ابتدا برای ماموریت‌های ماه توسعه یافته است، عمیقاً در فرهنگ عامه این کشور و بعضی دیگر کشورها جا افتاده است، با این حال درست نیست!

درست است که تفلون، که به درستی به عنوان پلی تترا فلوئورواتیلن یا PTFE شناخته می‌شود، برای برنامه قمری حیاتی بود. اما ما به ماده‌ای نیاز داشتیم که از نظر شیمیایی خنثی باشد و بتواند در برابر سرمای شدید و گرمای شدید مقاومت کند و PTFE کاملاً مناسب بود. اما این ماده برای اولین بار در سال ۱۹۳۸ کشف و به عنوان تفلون نامگذاری شد و به مدت یک دهه کامل قبل از اولین استفاده آن در فضا در تابه‌های نچسب استفاده می‌شد.

اما در حالی که تخم‌مرغ‌های سرخ‌شده ما با یا بدون سفر فضایی از چسبیدن به تابه‌هایمان در امان خواهند بود، فهرست شگفت‌انگیزی از محصولات پیشرفته و کم‌تکنولوژی وجود دارد که توسعه آنها در واقع از برنامه فضایی سرچشمه گرفته است!

۱. دوربین‌های گوشی‌های هوشمند

ناسا به دوربین‌هایی دیجیتالی نیاز داشت که به اندازه کافی کوچک باشند تا در فضای محدود موجود در فضاپیما قرار بگیرند، اما در عین حال وضوح و کیفیت تصویر مورد نیاز برای کاربردهای علمی را نیز فراهم کنند. تولید حسگرهای فشرده با وضوح بالا با استفاده از فناوری حسگر دیجیتال موجود در آن زمان، CCD (دستگاه بارجفت‌شده)، چالش‌برانگیز بود زیرا سیگنال‌های حسگرها به مدارهای تقویت‌کننده جداگانه نیاز داشتند و ماژول‌های دوربین را حجیم می‌کردند.

محققان به معنای واقعی کلمه دهه‌ها روی یک فناوری جایگزین به نام نیمه‌رسانای اکسید فلز مکمل (CMOS) کار می‌کردند. مزیت CMOS این بود که حسگر و تقویت سیگنال را در یک واحد ترکیب کرده و آن را بسیار فشرده‌تر می‌کند. اما مشکل این بود که نویز زیادی تولید می‌کرد زیرا ولتاژ خروجی تحت تأثیر نوسانات تصادفی در ترانزیستورها قرار می‌گرفت. این امر کیفیت را به سطحی کاهش داد که برای استفاده ناسا بسیار پایین بود.

تیمی که در آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) کار می‌کردند، این مشکل را با استفاده از یک رویکرد خلاقانه حل کردند. به جای استفاده از مقدار مطلق ولتاژ از هر پیکسل، آنها ولتاژ را قبل و بعد از گرفتن عکس اندازه‌گیری و از تفاوت بین این دو به عنوان سیگنال استفاده کردند. این روش تأثیر هرگونه نوسان تصادفی را فیلتر کرد.

نتیجه یک ماژول دوربین بود که به معنای واقعی کلمه یک سوم اندازه CCDها بود در حالی‌که همچنان خروجی با کیفیت بالا ارائه می‌داد. این توانایی کوچک کردن یک ماژول دوربین به چنین واحد فشرده‌ای بود که قرار دادن آنها در تلفن‌های هوشمند را عملی کرد.

۲. هدفون‌های بی‌سیم

یک حادثه در دومین پرواز فضایی سرنشین‌دار ناسا منجر به توسعه اولین هدست بی‌سیم، پیشرو هدفون‌های بی‌سیمی شد که امروزه همه ما از آنها استفاده می‌کنیم.

این آژانس توضیح می‌دهد که وقتی کپسول ناقوس آزادی ۷ پس از پرواز موفقیت‌آمیز خود در سال ۱۹۶۱ در اقیانوس اطلس فرود آمد، دریچه انفجاری به‌طور غیرمنتظره‌ای منفجر شد و اجازه داد آب به داخل کپسول سرازیر شود. خلبان فرمانده گاس گریسام مجبور شد بلافاصله بیرون بپرد و او را در آب تنها گذاشت. از آنجایی‌که تمام تجهیزات رادیویی روی کپسول قرار داشت و فقط توسط فضانوردان از طریق اتصال کابل قابل استفاده بود، تمام ارتباطات قطع شد و خدمه هلیکوپتر در ابتدا نتوانستند او را در آب ببینند. خوشبختانه گریسام در نهایت توانست توجه هلیکوپتر را جلب کند و با موفقیت نجات یافت، اما این حادثه باعث شد ناسا توسعه یک هدست بی‌سیم را که می‌توانست در داخل کلاه‌های فضایی استفاده شود، سفارش دهد.

وقتی امروز به موسیقی خود از طریق یک جفت هدفون بی‌سیم گوش می‌دهیم، باید از آن فاجعه نزدیک به مرگ تشکر کنیم!

۳. کفش‌های ورزشی جاذب ضربه

اگر صاحب یک جفت کفش ورزشی نایک ایر مکس، یا هر کفش ورزشی یا کفشی با کفی یا زیره پر از هوا هستید، از فناوری استفاده می‌کنید که برای اولین بار برای لباس‌های فضایی توسعه یافته است.

لباس‌های فضایی سنگین هستند! لباس‌های مورد استفاده در ماموریت‌های آپولو حدود ۱۸۰ پوند وزن داشتند که اساساً وزن فضانورد را دو برابر می‌کرد. این مشکل در شرایط بی‌وزنی یا در گرانش کم ماه مشکلی نیست، اما در زمین مشکل بزرگی است، جایی‌که بالشتک‌های معمولی کاملاً فشرده می‌شوند تا تمام محافظت را از بین ببرند. راه حل ناسا برای این امر اساساً تزریق هوا به داخل زیره بود که سطوح بالایی از مقاومت در برابر فشرده‌سازی را فراهم می‌کرد. این همان رویکردی است که امروزه در کفش‌های ورزشی نایک ایر مکس استفاده می‌شود.

۴. ابزارهای برقی بی‌سیم و گردگیرها

یکی از نقاط دردناک استفاده از هر چیزی از ابزارهای برقی مانند دریل گرفته تا جاروبرقی‌ها این بود که سیم برق همیشه به‌نظر می‌رسد که کوتاه است. امروزه، ابزارهای برقی بی‌سیم با باتری مانند جاروبرقی‌های کوچک و حتی گردگیرها رایج هستند. در واقع، اکنون یک روند رو‌به‌رشد به سمت جاروبرقی‌های بی‌سیم بزرگتر وجود دارد که بین استفاده‌ها در یک پایه شارژ می‌شوند.

این فناوری در ابتدا برای ماموریت‌های ماه توسعه یافته بود. فضانوردان باید نمونه‌های هسته‌ای را از فاصله ۱۰ فوتی زیر سطح استخراج می‌کردند و این امر به یک دریل برقی با منبع تغذیه خودکار نیاز داشت. ناسا به بلک اند دکر سفارش داد تا چیزی را طراحی کند که اولین دریل بی‌سیم باشد!

۵. تصفیه‌کننده‌های هوا

یکی از چالش‌های ناسا در برنامه‌ریزی برای مأموریت‌های سرنشین‌دار طولانی‌تر به مریخ و فراتر از آن، تأمین غذای تازه برای فضانوردان بود. کشت گیاهان در داخل فضاپیما راه‌حلی واضح بود، اما ناسا با مشکلی مواجه شد. گیاهان هنگام رشد، گازی به نام اتیلن آزاد می‌کنند که در فضای محدود فضاپیما تجمع یافته و باعث فساد گیاهان می‌شود. ناسا به دستگاهی نیاز داشت تا اتیلن را از هوا پاک کند.

این سازمان، دانشگاه ویسکانسین-مدیسون را برای توسعه یک فیلتر تخصصی مأمور کرد و این فیلتر با موفقیت در شاتل فضایی استفاده شد. با تشخیص اینکه از همین فناوری می‌توان برای حذف سایر عناصر ناخواسته از هوا استفاده کرد، منجر به تولید Airocide شد—یک تصفیه‌کننده هوا که همه چیز را از باکتری‌ها تا ترکیبات آلی فرار حذف می‌کند. تصفیه‌کننده‌های هوای امروزی از همین فناوری استفاده می‌کنند.

۶. فوم حافظه‌دار

در دهه 1960، ناسا به دنبال ماده‌ای جاذب ضربه بود که بتوان از آن برای کاهش ضربه‌ها در همه چیز، از کپسول‌های فضایی آپولو تا صندلی‌های مورد استفاده خلبانان آزمایشی در هواپیماهای تجربی، استفاده کرد. یک مهندس هوافضا به نام چارلز یوست به توسعه سیستم بازیابی آپولو کمک کرد و سپس توسط ناسا برای بهبود حفاظت از سقوط صندلی‌های هواپیما مأمور شد.

یوست ماده‌ای را توسعه داد که در ابتدا با نام “فوم با بازگشت آهسته” شناخته می‌شد و بعداً به فوم حافظه‌دار تغییر نام داد. آزمایش‌ها نشان داد که این ماده نه‌تنها حفاظت از ضربه را بهبود می‌بخشد، بلکه به‌طور قابل‌توجهی راحتی را نیز افزایش می‌دهد. امروزه این ماده بیشتر به دلیل استفاده در تشک‌ها شناخته می‌شود.

۷. سی‌تی اسکن (CAT Scan)

مأموریت‌های اولیه سرنشین‌دار فضایی، هم فضانوردان و هم فضاپیماهای آن‌ها را در معرض استرس بی‌سابقه‌ای قرار می‌داد و ناسا به روشی برای تشخیص نقص‌های مواد که می‌توانست منجر به خرابی فاجعه‌بار شود، نیاز داشت. اشعه ایکس معمولی فقط تا حدی می‌توانست کار کند، بنابراین رویکرد پیچیده‌تری اتخاذ شد که در آن اشعه ایکس می‌توانست از جهات مختلف ساطع شود و رایانه برش‌های مختلف تصویر را برای ایجاد یک تصویر سه‌بعدی تجزیه و تحلیل می‌کرد.

این فناوری که به عنوان توموگرافی کامپیوتری شناخته می‌شود، اکنون بیشتر با نام‌های مخفف سی‌تی اسکن یا CAT اسکن شناخته می‌شود. این دستگاه‌ها کاملاً تشخیص پزشکی را متحول کرده‌اند، اما هنوز هم برای بازرسی از اجزای فضاپیما تا به امروز استفاده می‌شوند.

۸. لپ‌تاپ‌ها

در نهایت، ادعای ناسا مبنی بر اینکه لپ‌تاپ از مأموریت‌های فضایی مشتق شده است، شاید شامل مقداری اغراق باشد! کامپیوتر قابل حمل روی بورد شاتل یا SPOC در واقع نسخه‌ای اصلاح‌شده از آنچه می‌توان آن را اولین لپ‌تاپ واقعی، یعنی GRiD Compass نامید، بود. این دستگاه یک سال قبل از تصویب ناسا در سال 1983 توسعه یافته بود. اما این درست است که اصلاحاتی که ناسا در این دستگاه انجام داد، سپس در نسخه‌های تجاری گنجانده شد و آن‌ها را برای تصویب بسیار مناسب‌تر کرد.

یکی از اصلاحات کلیدی ناسا، فن بود. ما تقریباً به نقطه شروع برگشته‌ایم، با جدیدترین رایانه‌های قابل حمل مانند MacBook Air فعلی که از طراحی بدون فن استفاده می‌کنند، اما طراحی فن در فرم فاکتور صدفی، گامی حیاتی در اجازه دادن به لپ‌تاپ‌ها برای عمل به عنوان رایانه‌های واقعاً توانمند بود. ناسا قطعاً می‌تواند برای آن پیشرفت و برای نشان دادن اینکه چنین دستگاهی با نرم‌افزار مناسب چقدر توانمند می‌تواند باشد، ادعای اعتبار کند.

منبع: Howtogeek