گاهی آن محصولی را که میخواهیم درست کنیم، درست از آب درنمی آید و گاهی محصولی می‌شود که اصلا انتظارش را نداشتیم. این ماجرا در مورد بسیاری از فناوری‌های فضایی صدق می‌کند. بسیاری از این فناوری‌های فضایی را دانشمندان ناسا طی سال‌ها و دهه‌ها تلاش و تحقیق به دست می‌آورند اما نتیجه‌ای که حاصل می‌شود محصولاتی است که با کمی تغییر آب و لعاب روی زمین کاربرد آن چنانی پیدا می‌کنند.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
ماوس کامپیوتر
ماوس تقریبا یکی از اجزای لاینفک کامپیوتر است، اما قبلا این طوری نبوده. یک زمانی در اواخر دهه ۱۹۶۰ یک مهندس آمریکایی به نام داگ انگلبارت، ماوسی را برای موسسه تحقیقاتی استانفورد طراحی کرد. بعدها ناسا تحقیقات انگلبارت را تامین مالی کرد تا بتواند کامپیوترهایی را برای سیستم‌های کنترل پرواز و شبیه سازی بسازد که در عین حال تعاملی تر هم باشند.
آنچه که انگلبارت طراحی کرد یک ابزار دستی با دو چرخ عمودی بود که با فشار دادن ابزار روی سطح صاف می‌چرخیدند. حرکت چرخ‌ها موجب می‌شد که نشانگر روی صفحه نمایش به حرکت درآید. انگلبارت از ماوس خود در سال ۱۹۶۸ در کنفرانس کامپیوتر FallJoint جلوی چشم هزاران مهندس برای اولین بار رونمایی کرد. از آن زمان تاکنون ماوس چندین به روزرسانی را تجربه کرده و ترک پدها و ردیابی لیزری به جزئیات آن اضافه شده است.
فوم حافظه‌دار
فوم‌های حافظه‌دار در ابتدا برای بهبود بالشتک‌های صندلی و محافظت از فضانوردان در مقابل سقوط در دهه ۱۹۶۰ توسط ناسا طراحی شد. این فوم‌ها اولین بار توسط مهندسی به نام چارلز یوست در سال ۱۹۶۲ ساخته شد. او در زمینه توسعه سیستم بازیابی ماژول فرماندی آپولو کار می‌کرد و بعدها ناسا از این فوم‌ها برای ساخت صندلی‌های هواپیما برای محافظت در برابر سقوط استفاده کرد.
این فوم‌ها از یک ماده پلاستیکی پلیمری ساخته می‌شوند که انرژی زیادی را در اثر ضربه جذب می‌کنند، اما در عین حال نرم باقی می‌مانند. این فوم‌ها از اوایل دهه ۱۹۹۰ وارد بازار تجاری شد و از آن برای استفاده در بیمارستان‌ها و همچنین به عنوان کف کفش و حتی آستر در کلاه ایمنی بازیکنان فوتبال آمریکا استفاده می‌شود.
نیروگاه انرژی خورشیدی
سلول‌های خورشید نه توسط ناسا اختراع شده و نه به طور انحصاری برای اکتشافات فضایی ابداع شده اما تحقیقات انجام شده ناسا این پروژه را پیش برده است. این تحقیق از اوایل دهه ۱۹۸۰ آغاز شد و هدف این بود که ایستگاه فضایی بین‌المللی به جای اتصال کابل شارژ به زمین، انرژی مورد نیازش را از خورشید جمع‌آوری کند.
در آن زمان سلول‌های خورشیدی آماده سفر فضایی نبودند؛ در نتیجه ناسا با شرکتی همکاری کرد که اکنون با نام PowerFilm شناخته می‌شود، آن‌ها سلول‌های خورشیدی نازکی ایجاد کردند که اندازه ای منعطف بود که جمع می‌شدند و به اندازه‌ای سبک بود که به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال شود. این فیلم خورشیدی ۹۰ درصد نوری را که به سطح آن می‌تابد به برق تبدیل می‌کند. این فناوری مسیر را برای تولید پنل‌های خورشیدی سبک و کارآمد روی زمین باز کرد.
پتوهای فضایی
پتوهای فویلی اغلب پشت دوندگان ماراتن یا در محصولات مربوط به پیک نیک و کمپینگ دیده می‌شوند، اما استفاده ابتدایی آن‌ها برای صرفه جویی در یک ایستگاه فضایی بود که مدت‌هاست از بین رفته است.
اسکای لب اولین ایستگاه فضایی آمریکا در هنگام پرتاب در سال ۱۹۷۳ یکی از سپرهای خورشیدی خود را از دست داد و به قدری گرم شده بود که به دمای ۵۴ درجه سانتی گراد رسید. مهندسان ناسا برای این که تجهیزات این ایستگاه از بین نرود از ورق‌های فلزی نازک برای انحراف گرما استفاده کردند.
آن‌ها یک چتر فلزی درست کردند که با کمک یک خدمه به فضا منتقل و به اسکای لب متصل شد و در نهایت از گرم شدن بیش از حد آن جلوگیری کرد. این ماده سبک از آن زمان تاکنون نه فقط در فضاپیماها و ماهواره‌ها، بلکه به عنوان پتوهای گرم کننده مثل گرم نگه داشتن بدن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پتوها تا ۹۰ درصد گرمای تولید شده بدن را به دام می‌اندازند.
خشک کردن انجمادی
یکی از چالش‌های اصلی فضانوردان نحوه ذخیره غذا در فضا بود. باید به دنبال روشی می‌گشتند که ماندگاری غذا را بالا می‌بردند و حمل آن‌ها را نیز آسان می‌کردند. خشک کردن در یخ یکی از گزینه‌هایی بود که آن‌ها کشف کردند. روند این کار توسط دانشمندان ناسا ابداع نشد. این کار ابداع یک پزشک فرانسوی با نام ژاک آرسن د آرسونوال در جنگ جهانی دوم بود. با این حال این تحقیق با بودجه ناسا در دهه ۱۹۷۰ توسعه پیدا کرد.
خشک کردن با یخ این امکان را می‌دهد که مواد غذایی را برای مدت زمان بسیار طولانی حفاظت کنند؛ در حالی که ارزش غذایی آن حتی در پروسه انجماد و خشک شدن حفظ شود. آن ها ابتدا مواد غذایی را در یک محفظه انجماد، منجمد می کنند و سپس از پمپ خلا برای کاهش فشار هوا در داخل محفظه استفاده می‌کنند.
با افزایش گرما و کاهش فشار هوا، محتوای آب یخ زده در غذا مستقیما به بخار تبدیل و از محفظه خارج می شود و در واقع تصعید رخ می دهد. این فرایند هفت ساعت طول می‌کشد و پس از فرایند خشک شدن کامل غذا، آن‌ها را درون ظرف‌های بدون رطوبت بسته بندی می‌کنند تا از آبرسانی مجددشان جلوگیری شود.
تصفیه هوا
زمانی بود که هوای پاک به اندازه امروز اهمیت نداشته! هم اکنون برخی تولیدکنندگان دستگاه تصفیه هوا ادعا کرده‌اند که بیش از ۵۰ درصد فروششان در طول سال ۲۰۲۰ بوده است. بد نیست بدانید که طراحی این دستگاه نیز مربوط به فعالیت های فضایی ناسا می شود.
برخی از فناوری‌های تصفیه هوا برای جلوگیری از آسیب رساندن محصولات فضایی به فضانوردان طراحی شده اند. این ماجرا به دهه ۱۹۹۰ یعنی زمانی برمی‌گردد که ناسا تحقیقاتی را در زمینه حذف تجمع گازهای طبیعی ساطع شده از گیاهان به نام اتیلن انجام داد این تحقیق در راستای ایجاد امکان پرورش گیاه در طول سفرهای بین سیاره ای در فضاپیما بود.
اتیلن روی زمین بی ضرر است، اما زمانی که درون محفظه داخل فضاپیما محصور می شود مشکلات سلامتی برای فضانوردان به وجود می‌آورد. مهندسان یک اسکرابر اتیلن ماشین مکنده طراحی کردند که این گاز را از هوا می‌گرفت و به محصولات مفید تبدیل می‌کرد.
برای این کار هوای اطراف گیاهان را به سمت لوله‌های پوشیده شده با دی اکسید تیتانیوم می‌کشاند وقتی نور ماورای بنفش از دی اکسید تیتانیوم عبور می‌کند اتیلن موجود در هوا به آب و دی اکسیدکربن تبدیل می‌شود که اتفاقا برای رشد گیاهان مفید است. این فناوری سپس به طور گسترده‌ای برای حذف ذرات باکتری‌ها، ویروس ها و کپک از هوا توسعه پیدا کرد.
غذای کودک
دانشمندان ناسا زمانی که در حال بررسی چگونگی سالم نگه داشتن فضانوردان در فضا بودند، ماده‌ای را کشف کردند که مربوط به دوران جنین انسان می‌شود. این ماده یک اسید چرب امگا ۳ است که در تولید ،مغز چشم و قلب جنین حیاتی به شمار می رود و اسید دو کوزاهگزانوئیک یا DHA نام دارد. این ماده بیشتر در شیر مادر وجود دارد.
دانشمندان ناسا با کمک مهندسان شرکت دیگری که در زمینه علوم زیستی کار می‌کرد، نوعی جلبک تولید کردند که به مقدار زیادی DHA تولید می‌کند. این تحقیق از ابتدا قرار بود برای ارزیابی جلبک‌ها به عنوان منبع غذایی فضانوردان در سفرهای بین سیاره ای انجام شود اما محققان جلبکی را یافتند که در شیر خشک کودکان کاربرد دارد. در حال حاضر بیش از ۹۰ درصد کل فرمول شیر خشک کودکان حاوی DHA است.
علم سلفی
تصور تلفن همراه بدون دوربین خیلی کار سختی است، اما یک زمانی هیچ موبایلی دوربین نداشت؛ تا وقتی که اریک فوسوم، فیزیکدان آمریکایی سنسور تصویر پیکسلی را ابداع و زمینه را برای دوربین‌های هوشمند و وب کم امروزی هموار کرد.
این حسگر در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در سال ۱۹۹۳ اختراع شد. هدف مهندسان ناسا این بود که دوربین‌هایی به اندازه کافی کوچک طراحی کنند که برای سفرهای بین سیاره‌ای به درد بخورد.
فناوری «دوربین روی تراشه فوسوم به سرعت در برخی صنایع از جمله ساخت تلفن همراه بسیار کاربردی شد. دوربین موجود در تلفن هوشمند شما توسعه یافته نیم رسانای اکسید فلز مکمل یا سیماس فوسوم است. این حسگر با استفاده از آرایه ای حسگرهای پیکسلی و ترکیب با فیلترهای رنگی و یک فوتودیود (دستگاه مبدل نور به برق) کار می‌کند.
زمانی که نور از سطح این حسگر عبور می‌کند قبل از این که توسط چندین ترانزیستور تقویت شود، ردیابی و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود که تصویر را شکل می دهند.
