122
04 февраля 2017 в 8:00
Автор: Никита Ляшкевич. Фото: NASA/JPL-Caltech, NASA/HQ, Pioneer Energy

Космические технологии в быту землян

Услышав словосочетание «космические технологии», большинство жителей Земли, скорее всего, представят себе взлетающую ракету, возможно, Международную космическую станцию или, на худой конец, фантастический космический корабль, неспешно плывущий в кадре через пустоту космоса. Так уж повелось, что большинство наших ассоциаций с этой отраслью мы получили из художественного кинематографа или книг. Те, кто интересуется космонавтикой, знают, что благодаря реальным «космическим технологиям» люди могут добраться до орбиты высоко над Землей или даже запустить станцию к соседней планете.

Кто-то, возможно, вспомнит про GPS, спутниковое телевидение и интернет или даже про метеорологию, а другой просто задастся вопросом: зачем все это нужно, ведь космос так далеко? К счастью, реальность интересней: космос намного ближе к нам, чем вы думаете. Наследие космонавтики подарило нам сотни небольших вещей, которые ежедневно окружают нас в быту и упрощают наши жизни. Сегодня мы расскажем о нескольких из них.

Межконтинентальные ракеты и ваш автомобиль

В 1953 году Норман Ларсен, основатель Rocket Chemical Company, выполнял заказ аэрокосмического подрядчика США компании Convair и разрабатывал новое водоотталкивающее вещество. Популярная корпоративная легенда говорит, что тридцать девять попыток были неудачными, но сороковая дала необходимый результат, в честь чего новую чудо-формулу так и назвали — WD-40 («Водоизместитель-40»).

Convair использовали новую смазку для защиты сверхтонких стенок топливных баков и электроники ракет Atlas во время перевозки и хранения. Межконтинентальные баллистические ракеты Atlas, конечно, разрабатывались как грозное оружие и даже стояли на боевом дежурстве во время Карибского кризиса, но постепенно списывались военными, когда их место занимали более совершенные орудия уничтожения. Заменяемые на ракеты Titan и Minuteman, они передавались NASA для целей вполне научных, а в рамках программы Mercury в 1962 году обеспечили первый американский орбитальный полет астронавта Джона Гленна.

Формула водооталкивающей смазки Нормана Ларсена оказалась настолько удачной, что конструкторы Convair использовали ее и в собственных целях, обрабатывая запчасти личных автомобилей. Осознав потенциальный коммерческий успех, в 1958 году Rocket Chemical Company начинают продажи нового вещества в локальных магазинах в Сан Диего. А в 1969-м компания переименовывается, взяв название самого важного на тот момент предложения в своем портфеле  —  WD-40. Сегодня чудо-смазка продается в более чем половине стран мира и знакома, пожалуй, почти каждому автомобилисту (и просто крепкому хозяйственнику). А в спектре возможных способов ее использования и рекомендаций по применению уже невозможно отличить миф от реальности: от очистки заржавевших деталей до удаления собачьих экскрементов или даже выведения жвачки из волос.

Винтажная упаковка WD-40 и современная

Межпланетные станции и цифровая фотография

В 1992 году Дэниел Голдин, назначенный на место администратора NASA (к слову, прослуживший на этой должности при трех президентах США), обрисовал новый принцип работы агентства через три простых слова: «Быстрее, лучше, дешевле». Этот принцип поставил перед инженерами миссий конкретные задачи (например, миниатюризация цифровых камер с CCD-матрицей, используемых в межпланетных миссиях, без потери научной ценности получаемых снимков).

В результате инженер лаборатории реактивного движения NASA Эрик Фоссум представил CMOS Active-Pixel Sensors. Само по себе использование металл-оксидных полупроводников к девяностым годам XX века не было чем-то новым, как и теоретическая возможность использовать их светочувствительность вкупе с APS, но практическая реализация Голдина совершила переворот на рынке цифровой фотографии. Новые сенсоры потенциально были дешевле в производстве, менее энергозатратны и давали бо́льшие возможности в миниатюризации камеры и работе с изображением.

Первый 10-мегапиксельный CMOS-сенсор Aptina Imaging для компактных цифровых камер. Aptina — правообладатель технологий Photobit. Изображение: Aptina Imaging

Фоссум понял, что его разработка будет востребована и на Земле. В 1995-м он основал компанию Photobit и запатентовал новую технологию. В дальнейшем история компании Photobit — это история поглощений и переименований, а в результате в 2017-м CMOS-матрицы используются почти повсеместно — начиная от мобильных телефонов и заканчивая камерами автомобилей и медицинских приборов. Хотите сделать «селфи»? Вы просто космос!

Кстати, использование слова «пиксель» впервые было зафиксировано в 1965 году в работе инженера лаборатории реактивного движения Фредерика Биллингсли. Он использовал это слово для описания минимальных элементов изображений, получаемых от станций, отправленных к Луне и Марсу.

Марсианские пузырьки в земном пиве

Сложно представить себе что-то более земное, чем бокал пива в конце тяжелого дня. Кстати, это удовольствие недоступно космонавтам на орбите, но, возможно, это справедливая цена за лучший в известной вселенной вид из окна на нашу планету. Роберт Зубрин  — не астронавт, но американский инженер, основатель «Марсианского общества» и, пожалуй, один из самых ярких сторонников немедленной колонизации землянами соседних миров.

Долгое время он работал над концептами планов доставки людей на Марс и инструментами, которые позволят будущим поселенцам получать часть необходимых ресурсов прямо из атмосферы Красной планеты: кислород или топливо для ракетных двигателей и роверов. Некоторые из разработанных его командой технологий нашли применение на Земле — например, в добыче нефти и природного газа. Но и Зубрину не чуждо все земное — из «приземленной» технологии родилась еще более «приземленная».

Будущим колонистам Марса придется использовать ресурсы планеты для развития колонии. Изображение: NASA

При производстве пива углекислый газ образуется естественным образом, но бо́льшая его часть рассеивается в воздухе еще в процессе приготовления. Крупные производители могут позволить себе установку довольно дорогих систем, задерживающих CO2 для последующего повторного обогащения. Небольшие пивоварни закупают дополнительный объем у сторонних поставщиков, что в итоге увеличивает себестоимость конечного продукта. Внезапно на помощь приходят технологии, разрабатываемые для будущих колонистов Марса! Компания Зубрина Pioneer Energy представляет довольно необычный для своей деятельности продукт  —  систему обогащения углекислым газом для крафтовых пивоварен. Компактный комплекс задерживает производимый при приготовлении CO2 и, по подсчетам производителя, может сохранять порядка 5 тонн углекислого газа в месяц и сэкономить до $15 тыс. в год для небольшой пивоварни.

CO2 Craft Brewery Recovery System. Фото: Pioneer Energy

В 2015-м Pioneer Energy получили десятки заказов на новую систему. Согласно оценкам, потенциальный рынок  —  около 20 тыс. крафтовых пивоварен по всему миру. Встретите ли вы пузырьки, полученные с помощью околокосмических технологий в Беларуси, науке вряд ли известно. Но как это обычно бывает, там, где есть новый подход, удешевляющий ваше производство, довольно быстро появляются другие возможности его применения и аналоги, «не уступающие оригиналу».

Одежда и космические аксессуары

Популярная интернет-легенда гласит, что благодаря космонавтике появились застежки-молнии, липучки, спортивные кроссовки и даже тефлон. На самом деле нет. Современные застежки-молнии были запатентованы еще в 1913 году, а липучки — в 1955-м, хотя последние действительно поначалу использовались как элементы одежды для астронавтов, аквалангистов и горнолыжников. Спортивная обувь, конечно, тоже не изобретение космической эры, но амортизирующая подошва как элемент современных кроссовок появилась в быту землян также благодаря ботинкам астронавтов миссий «Аполлон». Тем не менее отрасль сделала мощный вклад в материалы, которые используются в спецодежде и даже в обиходе обычных людей.

Например, в очках. Поколения людей при производстве аксессуаров, защищающих наши глаза, использовали полированное стекло. Но в 1972-м Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США выпустило постановление, согласно которому линзы солнцезащитных и рецептурных очков, продаваемых в стране, должны быть ударопрочными. Производитель выбрал пластик. Он обладал большим рядом достоинств: меньшая стоимость производства, лучшее поглощение ультрафиолета, меньший вес. Но имелся и один существенный недостаток —  намного бо́льшая уязвимость к царапинам.

Решение снова нашлось в космонавтике. Технология защиты пластикового покрытия появилась в работе ученого NASA Теда Уайдевена. Доктор Уайдевен работал над системой очистки воды для космических аппаратов. Для защиты мембраны фильтра он наносил на нее тонкий слой пластиковой пленки. Позже этот же метод стал применяться для нанесения защитного покрытия на визоры шлемов астронавтов и другие пластиковые поверхности. В 1983 году технологию NASA лицензировала компания Foster-Grant, скрестив ее с собственными исследованиями. В итоге потребитель получил материал, который обладал устойчивостью к царапинам и всеми достоинствами пластика.

Космонавтика, как и любая наука на острие прогресса, меняет привычные вещи. Некоторые из них так и не находят применения в космосе, но находят применение на Земле. Американское космическое агентство NASA периодически публикует доклады о «приземленных» технологиях — их уже очень много. В Марокко построена станция очистки воды с использованием технологий европейского агентства ESA, а наследие технологий получения и обработки снимков поверхности Луны сейчас используется в медицинских сканерах и камерах. А также в доставке вашего комментария под эту статью.

Телескопы, через которые видны другие планеты, в каталоге Onliner.by

Читайте также:

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. nak@onliner.by

Автор: Никита Ляшкевич. Фото: NASA/JPL-Caltech, NASA/HQ, Pioneer Energy
ОБСУЖДЕНИЕ