مهم ترین اختراعات ناسا که در زندگی روزمره از آنها استفاده می‌کنیم

در این مطلب به مهم ترین اختراعات ناسا می‌پردازیم که در کمال ناباوری، از آزمایشگاه این آژانس فضایی به زندگی روزمره ما ورود پیدا کرده‌اند.

احتمالا از دانستن این موضوع که چه تعداد از وسایل و ابزارهای روزمره و مورد استفاده ما، برای اولین بار در آزمایشگاه‌های ناسا طراحی و توسعه یافته، شوکه خواهید شد. این آژانس فضایی در طول سال‌ها، با هدف افزایش ایمنی و راحتی فضانوردان، از اختراعاتی جالب رونمایی کرده که اکنون در زندگی معمول بشریت نیز نقش عمده‌ای را ایفا می‌کنند. در ادامه با مهم ترین اختراعات ناسا آشنا می‌شنویم که در زندگی روزمره از آنها استفاده می‌کنیم.

مهم ترین اختراعات ناسا که در زندگی روزمره کاربرد دارند

1- دوربین‌های تلفن همراه – از مهم ترین اختراعات پراستفاده ناسا

با توجه به گستردگی پروژه‌هایی که آژانس فضایی ناسا در طول سال‌ها با هریک درگیر بوده است، انتخاب تنها یک مورد واحد در میان اختراعات ناسا که در زندگی مستمر ما تاثیرگذار هستند، دشوار است. با این حال، از لحاظ تعداد دفعات استفاده از دوربین‌های تلفن همراه و میزان اهمیت آنها در زندگی روزمره ما، سخت است که بتوان با اختراعی این چنین همه‌گیر بحث را آغاز کرد.

از ثبت تصاویر زیبا از دوستان، خانواده و حتی حیوانات خانگی خود گرفته تا ثبت لحظاتی تاریخی که گفتمان عمومی را تغییر می‌دهند، دوربین تلفن همراه حضور گسترده‌ای در زندگی مدرن ما ایفا می‌کنند. مقدمه آغاز این اختراع بزرگ، از دهه 90 میلادی در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL)، پس از آنکه تیمی به سرپرستی اریک فوسوم، دانشمند ناسا، با موفقیت یک حسگر نیمه‌هادی اکسید فلزی (CMOS) را فشرده‌سازی کردند، آغاز شد.

این حسگرها به‌طور مشخص، در مقایسه با سنسورهای CCD که در آن زمان استفاده می‌شد، برتری داشتند؛ اما فرآیند پذیرش این فناوری، با کندی انجام گرفت. خوشبختانه، فوسوم و همکارش سابرینا کمنی، در این راه پشتکاری فراوان از خود نشان دادند. آنها شرکتی به نام “Photobit” تاسیس کردند که در زمینه استفاده از حسگر CMOS در حوزه‌های صنعتی و تجاری، پیشگام شد.

تحقیقات مستمر آنها، راه را برای حسگرهای کوچک موجود در گوشی‌های همراه و هم‌چنین کاربری‌های دیگر مانند دوربین‌های امنیتی کوچک خانگی، زنگ‌های ویدیویی، دوربین‌های مداربسته و موارد دیگر هموار کرد.

2- مموری فوم

از بالش‌‌ها، تشک‌ها و حتی صندلی‌های خودرو که از مموری فوم استفاده می‌کنند، نقش برجسته ناسا در اختراع و توسعه این فناوری به‌چشم می‌خورد. در دهه 60 میلادی، فناوری موسوم به “Temper Foam” در ابتدا برای ایجاد بالشتک‌های عمیق و منطبق بر بدن، برای استفاده خلبانان در هواپیماهای ناسا و سپس برای فضانوردان با هدف محافظت از آنها در برابر فشار شدید پرتاب‌های فضایی و اثرات لرزش بدن ناشی از بازگشت به زمین، طراحی شد.

پس از گذشت چند سال از این اختراع و اعمال اصلاحاتی در فرمول اصلی این نوع فوم که بیش‌تر به‌منظور کاهش عایق آن اعمال شد، در نهایت فوم مموری ساخته شد. این فناوری اکنون تقریبا در وسایل راحتی یا خواب هر خانه‌ای یافت می‌شود.

3- هدفون بی‌سیم – از مهم ترین اختراعات پرکاربرد ناسا

پس از اینکه گاس گریسوم، فضانورد پروژه مرکوری، به دلیل از هم پاشیده شدن کپسول ریکاوری، نتوانست از تجهیزات ارتباطی رادیویی خود استفاده کند و تا پای مرگ رفت، در دهه 60 میلادی، ناسا با یک آزمایشگاه تحقیقاتی به نام ITT Labs، قراردادی را برای توسعه یک سیستم رادیویی بی‌سیم قابل حمل، به‌منظور اطمینان از اینکه فضانوردان به ارتباطی فراتر از کشتی دسترسی داشته باشند، منعقد کرد.

آزمایشگاه ITT در ابتدا مدلی را براساس یکی از هدست‌های هوانوردی ساخت پلنترونیکس ساخت و سپس ناسا طی همکاری مستقیم با شرکت سازنده هدفون، از یک نسخه بی‌سیم و جمع‌وجور برای استفاده در کلاه‌ ایمنی رونمایی کرد. این اختراع، سرآغازی برای همکاری طولانی‌مدت میان ناسا و پلنترونیکس شد که باعث شکل‌گیری نوآوری‌های مختلفی در زمینه فشرده‌سازی، بهبود ارتباطات بی‌سیم، حذف نویز و دیگر مزایای امروزی هدفون‌های بی‌سیم که از آنها استفاده می‌کنیم، شده است.

4- لپ تاپ کشویی

در دوران ابتدایی بازار رایانه‌های شخصی و قابل حمل، ناسا و سایر سازمان‌های ایالات متحده با GRiD Systems قراردادی را منعقد کردند تا به رایانه قابل حمل Grid Compass این شرکت دسترسی داشته باشند. این لپ تاپ کشویی دارای نمایشگری با وضوح 240×320 پیکسل، یک پردازنده اینتل 8086، رم 340 کیلوبایتی و قابلیت پشتیبانی از هارد اکسترنال و ماژول‌های درایو فلاپی بود.

بنا به درخواست ناسا، تغییرات مختلفی طی سال‌ها نظیر اضافه شدن فن به لپ‌تاپ صورت گرفت. این لپ‌تاپ که در ابتدا به روشی غیرفعال خنک می‌شد، در شرایط میکروگرانش، عملکرد مطلوبی نداشت و بدین ترتیب، فن خنک‌کننده به آن اضافه شد. عناصر طراحی لپ‌تاپ‌های اولیه مورد استفاده ناسا، هم‌چنان تا به امروز نیز در دستگاه‌های جدید تقریبا بدون تغییر مانده است.

5- لنزهای ضدخش محافظ UV

چه از عینک‌های گران‌قیمت مقاوم یا نمونه‌های ایمنی و بادوام برای کار در گاراژ استفاده کنید، مقاومت آنها در برابر خط و خش را تا حد زیادی مدیون ناسا هستیم. محققان این آژانس طی همکاری با شرکت Foster Grant، با هدف ایجاد محافظت بیش‌تر در برابر اشعه ماوراء بنفش و افزایش مقاومت در برابر خراشیدگی کلاه ایمنی فضانوردان، در هر دو زمینه به ارتقای قابل توجهی دست یافتند.

از اوایل دهه 80 میلادی، پوشش‌های بدون خش ساخته شده توسط نئودور وایدون در مرکز تحقیقات ناسا، بر روی میلیون‌های عینک و حتی دیگر سطوح آسیب‌پذیر مورد استفاده قرار گرفته است.

6- نوآوری‌های LED

تاریخچه نمونه‌های اولیه LED به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد و این فناوری اولین بار توسط نیک هولونیک جونیور، دانشمند جنرال الکتریک در سال 1962 اختراع شد. با این وجود، ناسا برای توسعه این فناوری مبالغ زیادی را برای تامین مالی تحقیقات مبتنی بر LED در زمینه‌های گسترده از نورهای رشد گیاه در ایستگاه فضایی بین‌المللی تا چراغ‌های LED مادون قرمز برای درمان زخم صرف کرده و هم‌چنین در حال تحقیقاتی وسیع در حوزه نور متمرکز بر حفظ ریتم شبانه‌روزی است.

در واقع، تحقیق اخیر، راه را به سوی طراحی نورپردازی خانه و حتی ابزارها و برنامه‌های خواب نیز هموار کرده است. فناوری مورد استفاده در چراغ‌های خواب هوشمند یا برنامه‌های این حوزه نظیر Sleep Cycle (چرخه خواب)، از دهه‌ها تحقیقات ناسا نشات گرفته است.

7- دماسنج مادون قرمز – از جمله مهم ترین اختراعات ناسا در زمینه پزشکی و صنعت

دماسنج‌های مادون قرمز ساده موجود در بازار که با ورود به کانال گوش یا قرارگیری بر روی پیشانی، دمای بدن را اندازه‌گیری می‌کنند، اولین بار از طریق همکاری ناسا با دو شرکت دیاتک و JPL ساخته شد.

روش اندازه‌گیری دما از این طریق، بر اساس فناوری مادون قرمزی است که ناسا برای محاسبه منابع انرژی مادون قرمز موجود در اعماق فضا به‌کار گرفته و برای ارائه بازخوانی دمای بدن انسان، تغییر کاربری داده است. این فناوری در نهایت به طیف وسیعی از ابزارها نظیر دماسنج‌هایی که در هنگام بیماری از آنها استفاده می‌کنیم تا انواع ترمومتر که برای اندازه‌گیری سطوح کاربرد دارند، راه یافته است.

8- غذاهای خشک منجمد

اثر تحقیقات انجام شده در زمینه خشک‌کردن انجمادی غذا توسط ناسا، امروزه در نمونه‌های مختلف نظیر بسته‌بندی‌های غلات که حاوی تکه‌های کوچک توت‌فرنگی خشک شده هستند نیز موجود است. ناسا در خلال ماموریت آپولو 7، محموله‌های بستنی خشک‌شده انجمادی را به فضا ارسال کرد که با استقبال چندانی مواجه نشد. اما در دهه 70 میلادی، فناوری به حدی پیشرفت کرد که فضانوردان اسکای‌لب قادر بودند همان بستنی معمولی و زمینی را بخورند و لذت ببرند.

9- بهبود فرمول شیر خشک نوزاد

ناسا با اینکه مخترع اولیه شیر خشک نوزاد نبود، اما تحقیقاتی را در مورد راهکارهایی برای کاهش قیمت و بهبود ارزش غذایی آن به عنوان غذای ارائه شده به فضانوردان انجام داد. در دهه 80، ناسا و شرکت مارتین مارین به تحقیق در مورد استفاده از ریزجلبک‌ها برای اهداف مختلف از جمله غذا، تولید اکسیژن و دفع زباله پرداختند. این تلاش‌ها برای ایجاد امکان استقرار طولانی‌مدت فضانوردان در مدار و فراتر از آن صورت گرفت.

در این فرآیند، دانشمندان کشف کردند که یک اسید چرب کلیدی به نام دوکوزاهگزانوک (DHA) را می‌توان با استفاده از گونه‌های جلبک، به طور انبوه تولید کرد. آنها در قدم بعد، راهی برای تولید اسید چرب کلیدی دیگر، به نام اسید آراشیدونیک (ARA) با استفاده از قارچ پیدا کردند.

اسید DHA، در تولید شیر خشک کودک و سپس تقویت فرمول آن بسیار اهمیت یافت. در واقع، اگر امروز به برچسب روی یک قوطی شیر خشک نگاهی بیندازید، متوجه خواهید شد که DHA مورد استفاده از آن، از یک منبع جلبکی تامین می‌شود. DHA برای رشد مغز بسیار مهم است و از زمان کشف این روش تولید ارزان، میلیون‌ها نوزاد در سراسر جهان به دلیل اضافه شدن آن به فرمول شیر خشک، از رشد و نمو بهتر مغزی برخوردار شده‌اند.

10- ابزار برقی شارژی – از جمله مهم ترین اختراعات ناسا

شرکت بلک‌انددکر، از جاروبرقی کوچک دستی خود به نام DustBuster که از یک باتری داخلی نیرو می‌گرفت، برای اولین بار در سال 1979 رونمایی کرد و انقلابی را در عرصه لوازم خانگی و ابزار برقی قابل شارژ برپا کرد.

با این وجود، موج گسترده تولید ابزارهای مصرفی باتری‌خور، تا حد زیادی توسط تحقیقات انجام شده از سوی ناسا صورت گرفته است. ناسا طی همکاری با بلک‌انددکر به ساخت نسخه‌های باتری‌خور از ابزارهای مختلفی مانند مته‌هایی که برای نمونه‌برداری از ماه استفاده می‌شود، پرداخته است. تحقیقات و مدل‌سازی رایانه‌ای که برای ساخت موتورهای با راندمان بالا از طریق این برنامه انجام شد، به عنوان زیربنایی مهم برای تامین نیروی جاروبرقی شارژی DustBuster و دیگر ابزارها به‌کار گرفته شد.

11- بهبود در سیستم تشخیص حریق

سیستم‌های اعلام حریق یونیزه، محبوب‌ترین نمونه‌های تشخیص‌دهنده دود و آتش هستند که به لطف همکاری ناسا و هانیول در دهه 70 میلادی، توسعه یافته است. این همکاری با هدف ایجاد سیستم تشخیص و هشدار دود در ایستگاه فضایی اسکای‌لب متمرکز بود. آشکارسازها دارای طیف وسیع‌تری از قابلیت تشخیص ذرات بودند، به‌طوری که ذرات کوچک باعث ایجاد اختلال در آنها نمی‌شد و نسبت به مدل‌های تجاری وقت، به‌روز شده بودند.

در گام‌های بعد نیز پیشرفت‌هایی در فناوری تشخیص دود، مانند حسگرهای فوتوالکتریک، این سیستم را تا حد زیادی بهبود بخشید، با این حال، سیستم تشخیص دود یونیزه هم‌چنان گزینه‌ای ارزان و در دسترس برای مصارف خانگی و تجاری است.

ناسا هم‌چنان با تداوم تحقیقات خود در این زمینه، به کشف راه‌های جدید و پیشرفته در زمینه سیستم تشخیص آتش‌سوزی‌های فضایی ادامه می‌دهد. در عکس فوق (سمت راست)، نوعی دستگاه تشخیص دود با لیزر مادون قرمز قابل مشاهده است که برای ایستگاه فضایی بین‌المللی هانیول طراحی شده است. شاید یک روز بتوان به فناوری جدید سیستم تشخیص حریقی دست یافت که هرگز از کار نیفتد.

12- بریس‌های نامرئی دندان

ماده مورد استفاده در بریس‌های نامرئی دندان، آلومینای پلی‌کریستالی نیمه‌شفاف (TPA) نام دارد که برای اولین بار توسط ناسا، در حین تحقیق بر روی پلیمرهای فوق‌العاده قوی که می‌توانند تجهیزات رادار را بدون انتقال سیگنال پوشش دهند، کشف شد.

فناوری اولیه و پایه ارتودنسی (مکانیزم هدایت صحیح دندان) در دندانپزشکی، استفاده از بریس بر روی هر دندان بود که با سیمی مانند بریس‌های سنتی به یکدیگر متصل هستند. بعدها، شرکت‌هایی مانند اینویزیلاین به ساخت سینی‌هایی قابل تراز پرداختند که قادرند کل دندان را بدون سیم‌های متصل بپوشانند.

13- لاستیک‌های بهبودیافته

در دهه 70 میلادی، همکاری ناسا و گودر تایر برای توسعه مواد قوی‌تر با هدف پوشش چتر نجات مورد استفاده در فرودگرهای وایکینگ، منجر به تقویت و بهبود فناوری موجود در لاستیک‌ها شد. در زمانی‌که از الیاف در ساخت لاستیک‌های رادیال استفاده شد، لاستیکی با استحکام پنج‌برابر تایرهای سنتی فولادی رادیال تولید شد که افزایش عمر آج را به دنبال داشت.

علاوه بر سایر نوآوری‌های صنعت تایر در طول‌ سال‌ها، مانند توسعه لاستیک‌های غیر پنوماتیک مبتنی بر زنجیر، ناسا هم‌چنین نقش قابل توجهی در ایمنی بزرگراه‌ها، از جمله توسعه شیارهای ایمنی ایفا کرده است. این شیارها ابتدا برای باندهای مورد استفاده در شاتل فضایی، به‌منظور کاهش لغزش اعمال شد و از آن زمان در جاده‌ها، پیاده‌روها و سایر سطوح بتنی نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

14- ابزارهای استخراج اضطراری – از مهم ترین اختراعات تکامل یافته ناسا

ابزارهای استخراج اضطراری که سابقا برای باز کردن ماشین‌های مچاله شده یا بریدن زیرساخت‌های خرد شده یک ساختمان فروریخته، استفاده می‌شد، وزن بسیار سنگین و ابعاد بزرگی داشتند. همکاری ناسا با آتش‌نشانان و شرکت فناوری Hi-Shear منجر به تغییر کاربری هوشمدانه فناوری موجود در این زمینه شد.

با فشرده‌سازی دستگاه‌ بزرگ قیچی آتش‌نشانی برای جداسازی تقویت‌کننده‌های جامد از شاتل‌ها به یک دستگاه دستی که می‌توان از آن برای برش فلز استفاده کرد، ابزاری قابل حمل و بسیار قدرتمند برای کمک به نجات افراد گرفتار در داخل و زیر محفظه‌های فلزی ایجاد شد. این محصول “Lifeshears” نام دارد و از دهه 90 میلادی مورد استفاده قرار گرفته که از جمله موارد کاربرد آن، می‌توان به عملیات نجات حمله 11 سپتامبر اشاره کرد.

15- پتوهای عایق فویل

دلیل نام‌گذاری پتوهای اضطراری بازتابنده که امدادگران اورژانس به دور بازماندگان و مجروحین حوادث می‌پیچند، این است که مواد فلزی بازتابنده‌‌ آنها توسط ناسا، برای کمک به محافظت و عایق‌بندی تجهیزات و حتی کل بخش‌های ایستگاه‌های فضایی اختراع شده است.

این فناوری نه تنها به شکل پتوهای فضایی مورد استفاده برای مواقع اضطراری و هم‌چنین استفاده ورزشکاران وجود دارد، بلکه شرکت‌های مختلفی این فناوری را در قالب دستکش و لباس نیز عرضه کرده‌اند که با توجه به سابقه طولانی ناسا در نوآوری‌های حوزه نساجی، جای تعجبی ندارد.

16- عایق‌بندی خانه

استفاده از فناوری ناسا در عایق‌بندی منازل، ارتباط نزدیکی با خصوصیات عایق پتوهای فضایی دارد. بسیاری از شرکت‌ها از روش‌های ضدتابش عایق‌سازی بر اساس این فناوری استفاده کرده‌اند که برای اولین بار در دهه 60 میلادی برای کمک به عایق‌کاری فضانوردان پروژه آپولو در برابر دمای فضا، توسعه یافته بود.