美國宇航局 10 大發明

宇宙飛船並不是 NASA 唯一的偉大發明。

美國國家航空航天局 ( NASA ) 是負責管理該國民用太空計劃的美國政府機構，自 1958 年成立以來，它已經取得了一些真正令人驚歎的成就——從在將宇航員送上月球的競賽中擊敗蘇聯，用無人駕駛機器人車輛探索火星表面。因此，當您聽到 NASA 在從天文學和物理學到化學、生物學和材料科學的廣泛領域聘請了非常棒的科學和工程人才的智囊團時，您可能不會感到驚訝。

NASA 發明了各種技術來解決太空探索的特殊問題。在 1950 年代和 1960 年代初期，它創造了革命性的三軸穩定控制設計，使衛星能夠精確地指向其天線、儀器和太陽能電池板。從那時起，它一直是一個多產的問題解決者，每 1,000 項美國專利中就有一項被授予從事 NASA 專案的人。

事實上，美國宇航局的工作人員非常聰明，他們的很多發明對我們這些留在地面上的人都有用。該機構甚至有一個特別的行政部門，即技術利用計劃，專注於幫助公司將太空裝置背後的想法轉化為工業和消費者創新。

發明清單當然很長，但如果我們必須挑出一些最喜歡的，這 10 項將位居榜首。

10：記憶海綿

在 1960 年代初期，一位名叫 Charles Yost 的航空工程師致力於研究旨在確保阿波羅命令艙及其宇航員在著陸後能夠安全恢復的技術。四年後，這一經驗派上了用場，當時約斯特被邀請幫助美國宇航局艾姆斯研究中心開發可以吸收碰撞能量並增加乘客生存機會的飛機座椅。Yost 創造了一種特殊型別的塑膠泡沫，它具有看似神奇的變形和吸收巨大壓力的能力，然後恢復到原來的形狀。

研究人員發現，最初被稱為“緩慢回彈泡沫”，不僅使乘客更安全，而且還使長途飛行中的坐幾個小時更舒適，因為它可以更均勻地分佈體重。

1967 年，約斯特成立了自己的公司 Dynamic Systems Inc.，該公司將該創新產品稱為“回火泡沫”。從那時起，記憶泡沫已進入數十種應用。在 1970 年代和 1980 年代，職業橄欖球的達拉斯牛仔隊使用它來排列球員的頭盔，以減少在球場上受到撞擊的創傷。鞋類製造商呼籲使用泡沫製造特殊的高舒適度鞋墊。在醫院裡，由泡沫製成的床墊墊和輪椅座椅可以為身體上有疼痛危險的瘡的患者提供支援。

公司繼續尋找記憶泡沫及其後代的新用途。科羅拉多州的一家公司使用一種記憶泡沫來建造可防止下沉的充氣救生筏，用於主題公園的激流遊樂設施。肯塔基州的一家公司將其製成馬鞍，並用它為受傷的動物製作假肢。

接下來，我們將研究一項具有智慧的發明，可以保護 NASA 的高科技裝置免受地球內外元素的影響。

9：防腐塗層

太空探索的一個挑戰是裝置必須能夠承受極端條件，從火箭尾氣的熱量到太空中的極冷。令人驚訝的是，最具破壞力的力量之一是充滿海水的海浪和霧氣的腐蝕作用。它會使龍門（圍繞火箭發射場的大型框架）以及位於佛羅里達州NASA肯尼迪航天中心和其他沿海設施的發射結構生鏽。幸運的是，在 1970 年代，該機構戈達德太空飛行中心的研究人員發現，在裝置上塗上一層含有鋅粉和矽酸鉀的保護層將有助於阻止代價高昂的生鏽。

在 1980 年代初期，一家名為 Inorganic Coatings Inc. 的公司利用這一概念生產了一種無毒的水基塗料 IC 531 矽酸鋅，它很容易與鋼結合，並在 30 分鐘內乾燥成堅硬的陶瓷狀飾面。該塗層已應用於橋樑大梁、管道、石油鑽井平臺、碼頭裝置、浮標、拖拉機拖車車架，甚至美國陸軍坦克的外部。

但也許這種塗料最著名的應用發生在 1980 年代中期，當時將 225 加侖（852 升）的塗料塗在自由女神像的內部，以幫助遏制這一具有百年曆史的標誌性人物的進一步惡化。

接下來，我們將遇到能夠讓我們瞥見像宇宙一樣廣闊而像遠離人類心臟的動脈一樣微小的東西的技術。

不，NASA 沒有發明那個。

兩種產品經常被誤認為是太空計劃：

鐵氟龍（實際上是杜邦在 1938 年發明的）
粉狀早餐飲料 Tang（實際上是由 General Foods 開發，現在是 Kraft Foods），儘管它在 1962 年宇航員約翰·格倫在太空中吃喝時出現在選單上。

8：動脈視覺

自 1960 年代中期以來，NASA噴氣推進實驗室 (JPL)影象處理實驗室的科學家們一直致力於改進影片成像軟體，以便天文學家能夠將太空探測資料轉化為越來越生動、高解析度的遙遠行星影象和其他天體。

近年來，醫學研究人員應用了 NASA 的一些軟體創新來觀察動脈粥樣硬化的跡象，而不是觀察天空，而是觀察患者的迴圈系統，動脈粥樣硬化是一種常見的疾病，脂肪物質在動脈內積聚並有可能導致心臟病發作和中風。

為 NASA 管理噴氣推進實驗室的加州理工學院將該技術授權給了一傢俬營公司 Medical Technologies International Inc. (MTI)，其總工程師羅伯特·塞爾策 (Robert Seltzer) 是一名資深的噴氣推進實驗室研究員。結果是 ArterioVision 軟體。它可以與超聲波裝置一起使用，對患者的頸動脈進行無創檢查，頸動脈將血液輸送到大腦。

與超聲波技術相結合，ArterioVision 可以在非常早期的階段檢測到心血管疾病的跡象，否則它會逃避傳統測試的檢測。因此，醫學專家表示，更多的患者可能有機會透過改變飲食和生活方式而不是藥物或手術來控制疾病[來源：NASA ]。美國所有 50 個州的醫生辦公室都提供 ArterioVision 測試。NASA 的下一項發明擴大了全球聽力障礙人士的生活方式選擇。

7：人工耳蝸

助聽器可以放大聲音，但不能澄清聲音。

1970 年代後期，在美國宇航局肯尼迪航天中心從事太空梭計劃的聽力受損工程師小亞當·基西亞 (Adam Kissiah Jr.)非常清楚傳統模擬助聽器的缺點。他們只是放大了進入耳朵的聲音而沒有對其進行澄清。為了解決這個問題，他運用了他在 NASA 在電子感測系統、遙測以及聲音和振動感測器方面的進步知識。他提出了一種新型助聽器的概念——一種植入物，可以產生數字脈衝來刺激聽覺神經末梢，然後將訊號傳輸到大腦。

Kissiah 繼續與私營公司 BioStim 合作開發新裝置。Kissiah 的專利概念是由其他製造商建立的。從那時起，根據美國食品和藥物管理局的資料，已有 219,000 名患者接受了人工耳蝸植入 [來源：NIDCD ]。這些裝置使從出生起就耳聾的人第一次聽到聲音。他們還為那些仍然有反應性聽覺神經但由於外傷或疾病而失去聽力的人恢復了聽力。

太空技術的這種應用給像邁克·舍勒這樣的人的生活帶來了巨大的改變，他是伊利諾伊州皮奧里亞的 50 多歲的男子，他於 2009 年接受了人工耳蝸植入，並聽到了鳴鳥在他附近的樹上唱歌。“我會說這是我聽過的最美好的事情，”他告訴皮奧里亞星報。“我以前從未聽過鳥，我記得”。

NASA 在徹底改變我們的感官方面的作用並不止於聽覺。接下來了解組織如何保護人們的視力。

6：防刮眼鏡片

似乎很難相信，但曾經有一段時間眼鏡實際上是由玻璃製成的。它們不僅很重，而且如果佩戴它們的人被什麼東西擊中，鏡片會破碎並噴出微小的、威脅視力的玻璃碎片。出於這個原因，1972 年，美國食品和藥物管理局宣佈所有太陽鏡和處方鏡片都是防碎的，這從根本上迫使鏡片製造商轉向更耐用的塑膠。

塑膠提供了更好的光學效能並更好地吸收紫外線，但存在一個問題：塑膠鏡片非常容易劃傷。這就是該機構艾姆斯研究中心的NASA科學家 Ted Wydeven 的用武之地。Wydeven 在研究航天器的水淨化系統時，使用有機蒸汽的放電，在過濾器上塗上一層薄薄的塑膠薄膜。由此產生的塗層非常堅韌，美國宇航局利用這一概念為太空頭盔開發了一種耐磨塗層遮陽板和航空航天裝置。1983 年，太陽鏡製造商 Foster-Grant 將防刮塗層商業化，如今，在美國銷售的大多數眼鏡都配備了使用壽命是舊眼鏡的 10 倍的塑膠鏡片。

您能猜出哪項 NASA 發明獲得了該機構截至 2010 年獲得最多許可的技術的稱號嗎？請繼續閱讀，看看您是否猜對了。

5：修復環境：乳化零價鐵

太空梭在光榮離開後留下了大量的清理工作。美國宇航局至少想出了一個解決這個問題的辦法。

經過NASA啟動一個太空梭進入太空，燃料和化學廢物的擺留在發射臺及周邊地區。

特別是一種化合物，三氯乙烯，也稱為“三氯乙烯”，需要很長時間才能在地下自然分解。眾所周知，它會導致健康問題，包括對神經系統和發育的有害影響。

當人們考慮到在1970 年代中期之前美國宇航局太空梭計劃的鼎盛時期清理工作並不是優先事項時，情況變得更加令人擔憂。事實上，三輪車廢物被放入地下，假設化合物會蒸發（它沒有）。

但美國宇航局發現並設計了一種分解廢物的方法。NASA 的科學家 Jacqueline Quinn 和 Kathleen Brooks Loftin 沒有用物理方法去除它，而是發明了一種解決方案，可以幫助將三輪車分解成無毒副產品，而且不會對環境造成危害。他們在 2005 年贏得了該機構的年度商業和政府發明。

這種被稱為乳化零價鐵的濃溶液可以注入地下水中，在那裡中和對環境構成威脅的有毒化學物質。該技術很容易進入商業市場，化學、製造和石油公司從他們的業務中購買了修復被有毒物質汙染的土地的解決方案。事實上，該解決方案變得如此流行，截至 2010 年，它是該機構獲得許可最多的技術。

4：胰島素泵

NASA和糖尿病有什麼共同點？

首先，由於研究人員在火星維京號航天器上工作，該機構使治療這種疾病變得更容易。當時，更遠的太空旅行的機會也給監測宇航員的健康帶來了挑戰，促使團隊尋找新的方法來監測宇航員的生命體徵。

類似的監測系統被用來幫助治療胰島素依賴型糖尿病患者，也稱為 1 型糖尿病。正如戈達德太空飛行中心的工作的結果，醫學專家建立的植入，可以監控一個人的裝置血需要[來源：NASA]時的血糖水平，併發出訊號，釋放胰島素到他或她的身體。這項如今被稱為胰島素泵的技術自 80 年代末以來一直幫助監測糖尿病患者的健康狀況。

本發明與以前的胰島素分配器的不同之處在於，該裝置為人們提供了一個預程式設計的速率，該速率可根據個人的需要進行定製。它還消除了每天注射胰島素的需要。

事實證明，允許美國宇航局從火箭上切斷太空梭的相同技術也可以釋放被困的受害者。繼續前進，找出方法。

3：生命剪刀

讓我們希望他手上的那些切割器不需要把你從你所處的困境中拯救出來，但如果他們這樣做了，一定要感謝 NASA。

在美國宇航局的太空梭將地球大氣層交換到銀河系深處後，它會與火箭助推器分離。負責實現這一完美過渡的技術還擁有在地面上拯救生命的用途。

1994 年，NASA 與託倫斯的 Hi-Shear Technology Corporation 一起幫助開發了Lifeshears，這是一種在緊急情況和救援情況下派上用場的切割裝置。本發明的優勢在於其降低的成本、重量和噪音——與以前的操作所需的大型液壓系統和軟管相比，所有這些都對受害者和救援人員造成的壓力更小。相反，這些剪刀是“煙火驅動的”，這意味著它們從裝置墨盒內的煙火反應中吸取電荷。這與 NASA 用來將太空梭與空中助推火箭分離的概念相同，只是規模較小。

Lifeshears 幫助搜救隊拯救了被困在失事汽車或倒塌建築物中的人。1995 年俄克拉荷馬城爆炸案和2001 年 9/11 世界貿易中心襲擊事件發生後，該發明立即使受害者從危險的碎片中解脫出來。

接下來：一項具有巨大潛力的小發明。