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阿波罗登月计划衍生4大“网红”技术

2019-07-05 07:22 来源:科技日报

  “阿波罗17”号宇航员哈里森·施密特在收集月球岩石图片来源:物理学家组织网

  美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗计划是人类在20世纪最具挑战性的技术成就之一。自“阿波罗11”号登月至今已有50年的历史,这一计划除了掀起太空竞赛和宇宙探索热潮之外,还贡献了一些让我们的日常生活变得更加便捷美好的小发明、小创新。

  物理学家组织网在7月3日的报道中,为我们列出了4项由阿波罗登月计划衍生出的“飞入寻常百姓家”的技术创新,包括水净化设备、呼吸面罩、聚合物织物以及无绳设备。

  “无心插柳”的水净化设备

  水净化设备是NASA“无心插柳”的一个举动。最初,NASA开发出了一种小型轻便的装置,为人类的太空旅行净化水。这一设备能可靠地工作,无需专门监测并使用银离子来杀菌。

  后来的研究表明,这套设备对地球上的水净化也非常有用。因为,那时人们经常使用的氯会因阳光或热量而消散,而且在使用氯为游泳池消毒时,还会引发刺痛眼睛和漂白的问题。

  NASA的这套系统现被用于保持冷却塔中的水清洁,有助于支持全球的空调运行。而且,这套系统也已经开始用于清洁水池。“无忧无虑的清水”(Carefree Clearwater)公司已经应用它来净化整个美国的水疗池和游泳池。

  呼吸面罩更轻便有用

  世界各地的消防员使用的呼吸系统也与NASA有关。虽然NASA本身并没有发明它们,但NASA使它们变得更轻便有用。

  1971年,美国许多消防队的队长都抱怨称,他们的呼吸装置使用起来很麻烦,而且非常笨重——重约30公斤,导致一些消防员甚至在救火时弃用这种呼吸系统。

  凭借为登月宇航员开发装备的经验,NASA随后与国家消防技术部门合作,开发出了更好的呼吸系统。改进后的系统更轻便,更易于佩戴,并且还添加了一款面罩,让消防员拥有更宽泛的视野。

  聚合物织物惠及消防防护

  聚合物是由长链分子制成的材料,其拥有优越的性能,例如韧性和耐热性。20世纪50年代,美国化学家卡尔·马维尔首次合成出了聚合物织物聚苯并咪唑。但如果NASA没有大力使用它,它不可能变得如此普及。

  1967年1月27日,执行“阿波罗1”号载人飞行任务的3名宇航员在进行发射前测试时,指挥舱内起火,3人全部壮烈牺牲。当时人们就认为材料易燃是一个原因,这一悲惨事件也为NASA敲响了警钟。

  随后,NASA一直试图开发不易燃且稳定的纺织纤维。1971年,NASA与国际消防员协会合作开展了FIRES项目,将开发出的新材料纳入消防员的防护装备中。

  这种织物在上世纪70—80年代进入美国的消防服务体系,以增强他们防护服的性能。目前,其仍然用于各种领域,包括应急响应、汽车运动、军事和工业等。

  无绳设备融入医疗和清洁领域

  阿波罗任务宇航员希望将岩石带回地球,同时也希望在月球上进行一些测量,为此,他们需要高效的无绳电钻。幸运的是,百得(Black&Decker)公司于1961年开发了一些粗糙的产品。随后,NASA与百得以及马丁·玛丽埃塔公司签订了合同,携手开发更多定制设计的工具,例如用于采集月球样品的无绳电锤钻等。

  在零重力下用扳手拧紧漂浮的螺栓而不使宇航员自己旋转,这一挑战让科学家们研制出了零冲击扳手。NASA帮助启动了无绳设备的重要创新,并将其经验融入了医疗设备和真空清洁等领域。

  需要澄清的几大谣传

  除了上述从“高大上”到“接地气”的技术,物理学家组织网在报道中指出,也有几大谣传需要澄清。

  其中影响最广泛的一个谣言是:特氟隆(Teflon)是由NASA研制的。这听起来似乎合情合理,因为特氟隆是一种极其耐热的材料——太空任务需要这种材料。但实际上,它是由美国杜邦公司的罗伊·普朗克特于1938年偶然发明的,当时他正在研究新的制冷剂。

  魔术贴(Velcro)是另一个谣言,它实际上是由乔治·德梅斯特拉尔于1940年代在瑞士发明的。当然,它在太空日常生活中的巨大用途不容否认。想象一下,在没有任何重力的情况下,让自己安全地在床上睡个甜美的觉是多么困难的一件事。

  当然,人类太空飞行的重要意义并不总是通过物质发明来衡量,也应该通过它如何改变我们的思维来评估。但不管怎样,科技创新的终极目标都是为了让我们的生活变得更加便捷美好,NASA的很多创新的确做到了这一点。

(责任编辑:王蔚)

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