栾玥文
全球定位系統、數碼相機、嬰兒配方奶粉、消防制服、人工耳蝸……你知道嗎,這些看得見、摸得着、用得上的東西,都曾是“高不可攀”的航天産品。如今它們“落了地”,倒不再是什麼稀罕玩意兒。那麼它們是如何從太空回饋大地,提升咱百姓生活的?
測量海洋造就了活地圖
我們出門在外都喜歡用全球定位系統(GPS)來導航,不過它最早可不是為我們普通大衆領路的。1958年,在世界航天事業剛剛起步不久,美國軍方就利用一種名叫“子午儀”的特殊望遠鏡和幾顆衛星組成了供軍方使用的導航和定位系統。随着科技的進步,到20世紀90年代,擁有24顆衛星的GPS完全建成了。美國宇航局(NASA)在其中扮演了重要角色。
1979年,NASA的噴氣推進實驗室為了完成對全球海洋相關數據的測量,開啟了一項名為“跟蹤和數據轉播系統”的衛星計劃。對于NASA來說,發射衛星自然不難,但是衛星發射後,想知道它什麼時候、在哪裡開展測量就是個難題了。于是他們研發了一套程序,專門用來計算和處理飛行器在太空中的位置。1992年,衛星上天後取得的效果讓人十分滿意。
酒香不怕巷子深。2004年,有一家從事地球影像産品和服務的科技公司—美國數字地球公司出于商業目的一直在尋找高分辨率成像衛星精密定軌的先進方法。他們聞着“酒香”找上了NASA。在數字地球公司的運作下,這項技術逐步進入普通老百姓的視野。不過對于大衆而言,知道GPS導航和定位功能可能更多地是因為谷歌地圖。實際上,谷歌公司正是美國數字地球公司最重要的客戶之一,谷歌地圖中所用到的GPS功能就是通過與數字地球公司合作得來的。
GPS民用化後,大大滿足了人們對導航和定位的需求。如今,無論你身在何處,想要尋找什麼地方,都可以通過導航定位系統查詢清楚,它已經徹底融入了我們的生活。
“阿波羅”逼出了新攝影技術
你是攝影愛好者或者自拍達人嗎?你拍照時用的設備也都離不開航天科技呢!
20世紀60年代初,美國開啟了探月計劃。他們先用“阿波羅”飛船拍攝了一些月球表面的模拟圖像照片。不過照片的效果讓人非常失望。因為受到各種宇宙射線的幹擾,飛船傳回地面的模拟圖像信号極其微弱,導緻圖像非常模糊。
“阿波羅”飛船耗費了大量的人力、物力、财力,如果僅傳回這樣一些模糊不清的信号,又有什麼用呢?所以盡快研發一種能夠解決問題的攝影攝像設備是當務之急。
NASA噴氣推進實驗室的一位名叫尤金·拉裡的工程師發明了将光信号數字化的方法,首次提出數碼相機的概念,這實際上是數字圖像傳感器最基本的技術來源。
後來,NASA工程師不斷開發和改進了各種數字圖像傳感器。1969年,航天員奧爾德林手持一架使用了數字成像技術的攝像機,拍攝到清晰的月球表面和同伴阿姆斯特朗的身影,并将信号傳回了地球,而且傳回來的圖像依然非常清晰。至此,人們才真正領略到這種技術的厲害。
從此以後,數字成像技術便成了技術公司的寵兒。1975年,日本柯達公司制造出世界上第一台商業化的數碼相機,就源于此種技術。
經過多年的推廣,數字成像技術早已經代替原來的模拟技術,成為攝影攝像設備所使用的最重要的技術。我們再也不用擔心拍攝出模糊不清的照片了。當然啦,手抖除外!
微藻類隐藏了大營養
嬰兒配方奶粉是保證寶寶健康成長的重要食品。可是很少有人知道,90%的嬰兒配方奶粉在研制中都用到了航天科技!
20世紀60年代,人類進入載人航天時代,航天員們在太空的健康與安全變得尤為重要。他們在太空吃什麼,這裡面大有學問。
20世紀80年代,将航空航天作為主要業務領域之一的馬丁·瑪麗埃塔公司與NASA合作開展了一項涉及航天食品的測試計劃。他們對微藻類植物進行研究,結果發現它們含有對人體非常有益的成分。他們非常開心,因為對于航天員的營養保障而言,這簡直就是意外之喜。
1985年,美國馬裡蘭州專門成立了一家名為馬泰克的生物科技公司,繼續開展針對航天員食品與營養方面的生物學研究。他們提煉、合成了一種特殊的、有益于人體健康的脂肪酸DHA(二十二碳六烯酸)。它的特殊之處在于,人們之前認為它僅存在于母乳當中,沒想到我們還能以科技手段從其他地方獲得。後來,馬泰克生物科技公司便考慮把它添加進嬰兒配方奶粉當中。這樣,嬰兒在缺少母乳的情況下仍然能夠從奶粉中獲得類似營養。
從微藻中提取的DHA既沒有污染,純度也較高,還很利于人體吸收。所以它成了嬰兒配方奶粉中常見的營養成分。如此看來,在天上執行任務的航天員們無異于是喝着營養奶粉的“大寶寶”哦。
小編有話說
2016年起,我國将每年的4月24日設立為“中國航天日”,以紀念自1970年4月24日“東方紅一号”人造地球衛星成功發射以來,我國作為航天大國在向航天強國邁進的道路上取得的舉世矚目的成就。
天上地上都得防火
我們在新聞報道中經常可以看到英勇的消防員在火場裡來回穿梭,卻不會“惹火上身”。原來他們穿的消防服也是特制的。
1967年1月27日,美國“阿波羅1号”飛船在進行一次常規例行測試時,駕駛艙内忽然發生了火災,在艙内參加訓練的3名航天員壯烈犧牲了。這是載人航天曆史上最悲慘的事故之一。這次事故對當時美國的登月計劃造成了很大影響,也讓人們意識到在狹小的密閉空間内發生火災有多麼可怕。于是,盡量杜絕火災的出現,同時尋找火災發生時保護航天員安全的新方法,便成為科學家研究的重點。其中,研發更加耐火的材料就是方法之一。
實際上,早在20世紀50年代,美國空軍就找科學家為他們合成過一種叫作聚苯并咪唑的聚合物,這種聚合物可以在高溫狀态下保持穩定的性能。60年代初,NASA開始用這種聚合物研發可用于航天事業的耐高溫材料。“阿波羅1号”發生事故後,美國在此基礎上加大了對基于聚苯并咪唑的耐高溫材料的研制。
後來,NASA與一家名叫塞拉尼斯的商業機構合作,研發用于航天服和飛船的聚苯并咪唑紡織品,得到了很好的效果,此後便開始在航天任務中使用。
1978年,聚苯并咪唑聚合物被航天科學家介紹給經常與火打交道的消防部門。1986年,這項航天技術因在民用領域發揮了重要的作用而被美國總統授予“國家科學獎章”。
現在,聚苯并咪唑已用于幾乎所有需要防火隔熱的行業,為普通大衆的防火安全作出了巨大貢獻。