我们每天使用的 16 项 NASA 发明

已发表: 2022-09-23
NASA 研究使产品成为可能,例如非接触式温度计。
iHealth/苹果/Invisalign

您可能会对我们每天使用的多少物品在 NASA 实验室开始生活感到震惊。 有时你试图让宇航员安全回家,在这个过程中,你发明了属于每个家庭或工具包的东西。

因此,无论是 NASA 彻底发明了这个东西,还是投入了大量时间和金钱来改进现有的东西,以下是航天局改善我们生活的一些方式。

目录

手机相机
记忆泡沫
无线耳机
翻盖式笔记本电脑
防刮和防紫外线镜片
LED创新
红外线温度计
冻干食品
更好的婴儿配方奶粉
无绳吸尘器和电动工具
改进的烟雾探测器
隐形牙套
改进的轮胎
紧急提取工具
箔毯
家庭绝缘
更多 NASA 资助的技术

手机相机

Eric Fossum 和 Sabrina Kemeny 提供了早期 CMOS 传感器的早期示例。 美国国家航空航天局/Photobit

鉴于该机构多年来参与的事情的广泛性,很难选择一件特定的事情来排在美国宇航局发明的对我们的生活产生持续影响的日常事物列表的首位。

但就我们使用它们的频率以及它们在我们日常生活中的突出程度而言,很难超越手机摄像头。 从为我们的宠物和孩子拍摄可爱的照片到记录改变公众话语的历史时刻,手机摄像头在现代生活中占有重要地位。

这一切都始于 1990 年代 NASA 喷气推进实验室 (JPL),当时由 NASA 科学家 Eric Fossum 领导的一个团队成功地将互补金属氧化物半导体 (CMOS) 传感器小型化。 这些传感器明显优于当时使用的电荷耦合器件 (CCD) 传感器,但采用速度很慢。

值得庆幸的是,Fossum 和他的同事 Sabrina Kemeny 坚持不懈。 他们创办了 Photobit 公司,并率先在工业和商业应用中使用 CMOS 传感器。

他们的研究和坚持为您的手机中的微型传感器以及许多其他应用铺平了道路,例如紧凑型家庭安全摄像头、视频门铃、行车记录仪以及其他任何需要微型摄像头套件但效果显着的地方。

记忆泡沫

一张美国宇航局航天飞机和一只手压缩记忆泡沫的照片。
美国宇航局/动态系统

从记忆海绵枕头到整个记忆海绵床,甚至是汽车中的高级记忆海绵座椅,你都可以感谢美国宇航局提供的所有这些轻松的好处。

早在 1960 年代开发的“回火泡沫”最初旨在为 NASA 飞机上的试飞员和后来的宇航员提供深度和贴合身体的缓冲,以保护他们免受太空发射的巨大压力和返回太空时身体嘎嘎作响的冲击。回收舱中的地球。

最初的泡沫配方花了几年时间和一些修改——主要是为了降低其绝缘性——但最终,记忆泡沫变得无处不在。 你很难在美国找到一个没有一个(或十几个)带有记忆海绵的东西的家庭。

无线耳机

尼尔阿姆斯特朗的照片和阿波罗任务期间使用的无线耳机。
尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和早期的无线耳机,从飞行帽中取出。 美国国家航空航天局/保利

在商业环境中度过任何时间,您一定会遇到 Plantronics 这个名字(近年来更名为 Poly)。 他们的无线耳机是各地办公室的必备品。

早在 1960 年代,NASA 就与 ITT Labs 研究实验室签订了合同,以开发一种便携式无线电系统,以确保宇航员不仅仅依赖于舰载通信。 在水星计划宇航员 Gus Grissom 几乎丧生后,这一发展弧线对他们来说尤为紧迫,因为他的回收舱中的水淹没了他的无线电设备而没有备份。

ITT 实验室围绕 Planctronics 的一款航空耳机构建了一个模型,NASA 最终直接与 Plantronics 合作,在头盔中构建了一个紧凑的无线版本。

这促成了 Plantronics 和 NASA 之间的长期合作,在小型化、改进的无线通信、降噪以及我们今天都享受的各种无线耳机优势方面产生了各种创新。

翻盖式笔记本电脑

博物馆收藏和太空中的 GRiD Compass 笔记本电脑示例。
第一台陆地和太空中的翻盖式计算机。 史密森学会/NASA

虽然 NASA 没有发明便携式计算机,但该组织在笔记本电脑开发的早期阶段产生了关键影响。

早在个人电脑和便携式电脑市场还处于起步阶段时,NASA 和其他美国机构就与一家名为 GRiD Systems 的公司签订了合同,以确保能够访问他们坚固的蛤壳式电脑 GRiD Compass——配备 320×240 像素屏幕,一个 Intel 8086 处理器,340 KB 的 RAM,并支持外部硬盘驱动器和软盘驱动器模块。

多年来,应 NASA 的要求,进行了各种修改,包括引入笔记本电脑风扇。 笔记本电脑最初是被动冷却的,但在微重力环境下,被动冷却效果不佳,需要风扇将空气推过组件。 那些早期笔记本电脑的设计选择一直持续到现在,在此后的几十年里,我们从未超越翻盖式笔记本电脑。

防刮和防紫外线镜片

一张穿着太空服的宇航员的照片和一个带有新镜头的广告。
从宇航员护目镜到太阳镜镜片,这项技术随处可见。 美国国家航空航天局/福斯特格兰特

无论您是否为防刮眼镜支付了额外费用,或者您只是在车库或工作中享受了一副似乎特别长寿的安全眼镜,您都可以将这种防刮擦性追溯到 NASA。 如果你买了一些便宜的太阳镜或更贵的焊接头盔,你也可以感谢 NASA。

为了使宇航员的头盔面罩更能抵御紫外线并更耐刮擦,NASA 研究人员与 Foster Grant 眼镜公司合作,在这两个方面都取得了显着进展。 自 1980 年代初以来,美国宇航局艾姆斯研究中心的 Theodore Wydeven 创造的防刮涂层已应用于数以百万计的眼镜和其他表面——首先是在 Foster Grant 的太阳镜上,不久之后几乎所有的东西上。

LED创新

太空中的 LED 生长灯和 LED 治愈灯。
从太空种植手术到伤口愈合,美国宇航局在 LED 上投入了大量资金。 美国国家航空航天局

NASA 没有发明 LED。 原型 LED 的历史可以追溯到 20 世纪初,而我们现在所知道的 LED 最早是由通用电气公司的科学家 Nick Holonyak, Jr. 于 1962 年发明的。

但是 NASA 所做的是投入大量资金来资助基于 LED 的研究,从帮助宇航员在国际空间站种植植物的生长灯到用于伤口治疗的红色和红外 LED 灯,当然,各种各样的研究进入专注于昼夜节律维持的照明。

事实上,后者的研究已经进入家庭照明设计甚至睡眠工具和应用程序。 当您使用飞利浦 Hue 灯设置睡眠程序或启动 Sleep Cycle 等应用程序时,您就是在利用 NASA 数十年来对该主题的研究。

红外线温度计

一个深空望远镜和一个用耳朵探头检查体温的女人。
无论是在太空深处还是在你耳边不那么深,NASA 的技术都能做到这一切。 美国国家航空航天局

市场上易于使用(且对儿童友好)的红外温度计只需要快速插入耳道或前额轻拍即可,最初是由 Diatek Corporation 和 JPL 之间的 NASA 合作推出的。

测温方法基于美国宇航局用于测量深空红外能源的相同红外技术,重新用于提供人体温度读数。

该技术最终进入了从我们生病时使用的温度计到我们用来检查比萨饼烤箱和其他表面的方便温度枪的所有领域。

冻干食品

冻干食品的例子。
实际的 NASA 口粮,以及来自 Astronaut Foods 的一些陆地产品。 美国宇航局/宇航员食品

我们中的大多数人并不是每天都在吃着冻干的宇航员口粮——尽管如果你至少没有尝试过一次冻干冰淇淋,你就会错过一次奇怪的经历。

但不可否认的是,冷冻干燥和其他食品保存方法极大地受益于 NASA 的影响,并为改善世界各地的食品安全和储存方法做出了巨大贡献。

NASA 资助的冷冻干燥研究就是为什么今天你可以购买含有少量冷冻干燥草莓的谷物食品,例如,当浸泡在牛奶中时,它们似乎“神奇地”重组为柔软而甜美的东西。

想要路上的冻干事实吗? 在阿波罗 7 号任务期间,NASA 确实在太空中飞行了冻干冰淇淋,但它并不是特别受欢迎。 事实上,到 1970 年代,技术已经足够先进,Skylab 的宇航员可以吃普通的旧冰淇淋

您可以感谢 NASA 礼品店和好奇的孩子们让“宇航员”冰淇淋经久不衰,以及 Astronaut Foods 的人们为礼品店的顾客保持冻干太空食品的梦想。

更好的婴儿配方奶粉

1970 年代太空餐和婴儿配方奶粉罐的示例。
Skylab 膳食刺激了改善营养的竞标,这也改善了婴儿配方奶粉。 美国国家航空航天局/雅培

美国宇航局并没有发明婴儿配方奶粉,但研究以廉价和安全的方式提高太空中为宇航员提供的食物的营养价值。

早在 1980 年代,美国宇航局和马丁玛丽埃塔公司就在研究将微藻用于多种用途,包括食物、氧气产生和废物处理——所有这些都是为了使在轨道上和更远的地方停留更长时间。

在这个过程中,他们发现一种关键的脂肪酸,二十二碳六烯酸 (DHA),可以使用藻类菌株大量生产。 他们后来找到了一种利用真菌生产另一种关键脂肪酸花生四烯酸 (ARA) 的方法。

后者 DHA 在生产改进的婴儿配方奶粉以及后来的强化牛奶方面变得至关重要。 事实上,如果您今天查看婴儿配方奶粉或 DHA 强化牛奶的标签,您几乎肯定会发现 DHA 是由藻类来源提供的。

DHA 对大脑发育至关重要,自从发现这种廉价的生产方法以来,世界各地数以百万计的婴儿由于将其包含在配方中而享有更好的大脑发育。

无绳吸尘器和电动工具

使用月球钻头和 DustBuster 的宇航员,是通过相同的电机技术实现的。
阿波罗计划对人类和整个技术来说是一个巨大的飞跃。 NASA/美国工业设计师协会

Black & Decker DustBuster 于 1979 年推出市场,当时颇为新颖。 这是一个小型手持式真空吸尘器,由内部电池供电。 这在今天听起来并不令人惊奇——现在几乎所有东西都是手持式和电池供电的——但它开启了家用电器和电动工具的电池供电革命。

然而,这一波消费电池供电工具是由代表 NASA 进行的研究推动的。 布莱克在 1960 年代后期,美国宇航局与百得公司签订合同,制造各种工具的电池供电版本,例如用于采集月球样本的钻头。 为该程序制造高效电机的研究和计算机建模成为驱动 DustBuster 和其他工具的电机的基石。

改进的烟雾探测器

一张显示 Skylab 和烟雾探测器模块的照片。
空间站火灾是一件严肃的事情,NASA 努力发现它们。 美国国家航空航天局

电离烟雾探测器是世界上最流行的烟雾探测器类型,我们要感谢 NASA 和霍尼韦尔在 1970 年代合作改进它们。

该合作的重点是为 Skylab 制造烟雾警报器,该警报器可以检测火灾但不会产生误报,这导致了霍尼韦尔将其推向市场时最初宣传为“无干扰”的烟雾探测器。 这些探测器具有更广泛的微粒检测功能,因此一点点微粒都不会引起它们,并且是对现有商业模型的升级。

后来对烟雾探测的改进,如光电传感器,进一步改进了事情,但电离烟雾探测器仍然是一种廉价且广泛可用的选择。

NASA 继续在该领域进行研究,以创造新的和先进的方法来探测太空中的火灾——右上方的照片显示了霍尼韦尔为国际空间站设计的一种红外激光反向散射烟雾探测装置。 也许有一天,他们甚至会发明一种不会过期的烟雾探测器。

隐形牙套

两种类型的透明陶瓷牙套。
从透明的“玻璃”牙套底座到隐形矫治器,牙套在四十年来发生了很大变化。 3M/隐适美

记忆泡沫连接和冻干食品可能与 NASA 有相当著名的连接,但大多数人没有意识到 Invisalign 和类似的“隐形”牙套也有。

所讨论的材料是半透明的多晶氧化铝 (TPA)。 它最初是由 NASA 在研究超强聚合物时发现的,这种聚合物可以覆盖雷达设备而不会减少信号传输。

最初的牙科应用是用于每颗牙齿上的牙套底座,但仍像传统牙套一样通过金属丝连接在一起。 后来,Invisalign 等公司制造了无需连接线即可覆盖整个牙齿的对齐托盘。 虽然这对牙科做出了重大贡献,但它并不是美国宇航局唯一做出的贡献。

改进的轮胎

维京任务的渲染图和固特异档案馆的照片。
“你说太空轮胎? 我会拿四个给我,一打给回家的小伙子。” 美国国家航空航天局/固特异

1970 年代,美国宇航局和固特异轮胎合作开发更坚固的材料用于维京登陆器上使用的降落伞罩,从而改进了适用于所有人的轮胎。

当纤维用于子午线轮胎设计时,它生产出的轮胎强度是传统钢子午线轮胎的五倍,并提高了胎面寿命。

除了多年来的其他轮胎创新,如基于链条的非充气轮胎,NASA 还为公路安全做出了重大贡献:安全开槽。 如果您曾经开车经过一段高速公路并注意到高速公路上刻有纵向凹槽,那么您已经看到了美国宇航局的创作。

这些凹槽最初应用于航天飞机着陆的跑道以减少打滑,后来也被应用于道路、人行道和其他混凝土表面以达到同样的目的。

紧急提取工具

航天飞机发射和一套 Lifeshear 工具。
当秒很重要时,剪切金属是一件严肃的事情。 NASA/Hi-Shear 技术

谢天谢地,这是一项我们每个人都不必每天都经历的发明,甚至,如果幸运的话,一生中只有一次。

从历史上看,用于打开皱巴巴的汽车或切开倒塌建筑物的破碎基础设施的紧急提取工具很重。 例如,标志性的“生命之颚”救援工具是一种又大又重的液压工具。

NASA、消防员和 Hi-Shear Technology 公司之间的合作导致了对现有 NASA 技术的非常巧妙的重新利用。 通过将用于将固体助推器与航天飞机分离的烟火剪切装置缩小到可用于剪切金属的手持设备中,他们创造了一种非常便携且非常强大的工具,可以帮助营救被困在金属中和金属下的人。

由此产生的产品 Lifeshears 自 1990 年代以来一直在使用,甚至在 9/11 袭击后的救援工作中也使用过。

箔毯

使用中的箔毯示例。
对于太空装备和古怪的 Better Call Saul 角色来说已经足够了。 美国宇航局/AMC

你会经常听到反光紧急毯,比如那些紧急救援人员包裹在车祸幸存者身上等等,被称为“太空毯”。 这是因为它们所用的反射金属材料是 NASA 发明的,用于帮助屏蔽和绝缘设备,甚至是空间站的整个部分。 闪亮的金属箔外观与太空计划密不可分是有原因的。

该技术不仅以用于紧急情况和表演运动员的太空毯形式持续存在,而且许多公司也将该技术融入手套、服装和其他服装中。 鉴于美国宇航局推动纺织品创新的悠久历史,这不足为奇。

家庭绝缘

如果它足以为哈勃太空望远镜隔热,那么它对你的房子来说就足够了。 美国国家航空航天局/放射源

与太空毯的绝缘特性密切相关的是 NASA 技术在家庭绝缘中的使用。 许多公司根据 1960 年代首次开发的技术制造辐射屏障样式的绝缘材料,以帮助将阿波罗时代的宇航员与太空极端温度隔离开来,如右上方的 RadiaSource。

通过在两层镀铝聚合物之间夹入一层轻质隔热层,这种隔热层可以帮助稳定家庭温度,其尺寸和质量仅为传统隔热层的一小部分。

在最初的太空毯和辐射屏障创新之间,NASA 的研究已经进入了从我们的家到我们的午餐盒的所有事物。

更多 NASA 资助的技术

说到找到它进入所有领域的方式,我们可以写几个月而不涵盖美国宇航局的努力为公共领域带来的一切。 如果您感兴趣地阅读了这些亮点,我们强烈建议您查看 NASA Spinoff。

这是一个由 NASA 维护的档案,重点介绍了 NASA 发现或资助的技术在太空计划之外的所有使用方式。 作为早期太空计划及以后的一部分,您会惊讶于您周围有多少小东西开始生活。 从改善眼科手术的望远镜镜技术到像人类肾脏一样工作的滤水器,您周围的世界有数量惊人的 NASA 技术。

如果有“NASA值得吗?”的问题。 你应该会想到,这就像你会发现的一样多的灌篮投资。 多年来对 NASA 资助的各种经济分析,例如 2020 年的经济影响研究,一致发现,对于 NASA 的每一美元资金,直接和间接的经济收益在 7 到 14 美元之间。 毫无疑问,只要看看这个列表,就很容易明白为什么。