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[科普物理] 穿梭機計劃收山謝幕 創新技術卻落地開花

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發表於 2011-7-23 19:42:24 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
“阿特蘭蒂斯”號穿梭機7月8日發射升空,這是美國穿梭機的第135次飛行,也是穿梭機計劃收山謝幕之舉。

  我們環顧四週,會發現生活中充滿了航太事業的“副產品”,那些最初為宇航特別需求(往往具有挑戰性)設計的產品,不少成為商業“金點子”。果珍飲料、特富龍耐高溫塗料、維克羅尼龍褡扣……它們並沒有貼上美國宇航局的標簽,有些也並非專為宇航局設計,並非全由宇航局完成。它們無處不在,從隔熱材料到嬰幼兒配方奶,從假肢到超級漁網。美國《大眾科學》記者丹·諾索維茨列出了其最愛的10項來自穿梭機計劃的技術。

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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:44:35 | 顯示全部樓層
  嬰幼兒配方奶

  出自穿梭機計劃最受歡迎、無處不在的副產品,無疑是嬰幼兒配方奶。這種基於藻類的營養補充劑,包含原先所知只存在於母乳中的養分,後者被認為對眼睛和大腦脂肪組織的發育非常重要。這是丹尼爾·洛克奈伊與美國航太局技術轉移計劃的合作成果。現在在美國銷售的嬰兒食品中,有95%可見它的存在。你可能沒想到嬰兒食品能得益於穿梭機技術,但確實如此。

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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:46:23 | 顯示全部樓層
       固特異輪胎

  固特異已與宇航局數度合作,最近的合作是一種不需要充氣的彈簧載入輪胎。得益於為美國宇航局開發的一種纖維材料,這種子午線輪胎比一般子午線輪胎可多跑約1.6萬公里。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:47:28 | 顯示全部樓層
  人造心泵

  2008年,99歲高齡的麥可·德貝基博士不幸去世,他為穿梭機燃料泵系統研製一個極小的泵。直徑僅2.5釐米,重量不到113克,整個泵只有一個移動部件,全然不用軸封,即能適應嚴酷的空間環境,它用於人體也十分完美。德貝基發明的心泵每分鐘能提供5公升的血流,功率不到10瓦,小巧的尺寸使其能適應兒童或其他胸洞狹小的患者。至今它已解救了超過200人的生命。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:48:32 | 顯示全部樓層
  超強度漁網

  美國宇航局找到一家名為西岸網業的公司,為在穿梭機軌道器工作的人員生產一張安全網。需求很特別,它必須很小,但又需要有“超群的伸展強度”,既耐火又防紫外線。該公司找到了合適的材料,開發了新的繞轉工藝讓細線合股以增加網的強度,製成了Hyperester網。

  現在它用於捕捉金槍魚。在漁場中,這種網能快速下沉,捕撈到更深處的金槍魚,而它的強度和抗收縮性也使它成為理想的漁網。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:49:29 | 顯示全部樓層
  災難援救設備

  穿梭機發射時背後有兩個火箭助推器,其中的固體燃料用完時,它們需要與穿梭機分離。這裡採用的是火工品引爆式螺栓,屆時電子控制裝置引爆炸藥,將螺栓斷開。

  我們在災難現場時常看到援救人員用特別的手持式破拆器把受害人從廢墟殘骸中營救出來。按美國宇航局的說法,那個破拆器實際上就是“穿梭機與火箭助推器分離”的縮小版。它同樣使用受控爆破的方式,擯棄傳統的轉動圓盤刀,它不需要額外的動力,不需要“煩人的水管”,對援救環境是十分理想的。它還比競爭設備便宜70%。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:49:59 | 顯示全部樓層
本帖最後由 zing_chan 於 2011-7-23 19:54 編輯

  影像穩定軟體

  民眾拍攝穿梭機往往是為了分享樂趣;宇航局則需要可靠的影像分析來了解出毛病時的狀況,以便逐步改善。拍攝巨大的火箭並不容易,為此美國宇航局開發了內部使用的圖像處理和影像穩定軟體,以便“消除由於跳動、旋轉和急劇變焦而產生的影像缺陷”。

  稱為VISAR的視頻穩像軟體能改善粒狀、模糊、搖晃的夜間圖像,將其提升到專業拍攝水準,就像白天完成的那樣。一開始它在MacBook上只能勉強運行,但就在分析1996年亞特蘭大奧運會爆炸事件的影像時著實幫了聯邦調查局的大忙。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:50:59 | 顯示全部樓層
  可降解潤滑脂

  穿梭機發射前,需要滑行5公里從車間來到發射臺。來回移動的平臺空載就重3600噸,移動它並不容易,需要非常厲害的潤滑脂。肯尼迪太空中心位於野生動物保護區內,這種潤滑脂還必須是生物可降解、對野生動物無害的。

  與美國宇航局簽約的太陽海岸化學公司最後交出了X-1R履帶軌道潤滑脂。它後來用於多種日常用品:通用型噴沫潤滑脂(預防銹蝕,潤滑銹蝕的門閂、節頭和鉸鏈)、釣魚線捲筒潤滑脂,以及多種車輛的引擎修理。X-1R潤滑脂的氧化壽命長達1萬小時,且不傷害環境。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:53:36 | 顯示全部樓層
  穿梭機到賽車的隔熱

  在太空的真空環境下,隔熱是保障宇航員生命的關鍵。難以置信的太空隔熱技術在氣候條件相對好些的地球上也能大顯身手,幫助保持適宜的溫度。氣凝膠,被戲稱為“凝固的煙霧”,通體幾乎全是空氣,不可思議的輕盈而堅固。它的隔熱效率遠高於玻璃纖維。穿梭機的隔熱材料阻隔著主要來自飛機引擎的“狂熱”。現在它們正用於成千上萬的民居;而美國賽車協會的車手採用的隔熱保護手段,與穿梭機方案的原理完全相同。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:54:57 | 顯示全部樓層
  圖像處理用於消防

  美國宇航局超靈敏的紅外線攝像機原本用來檢查穿梭機拍攝的羽狀煙雲卷流。它能分析火情,確定起火位置,證明對火箭技術非常有用。它對地球上的消防隊員同樣有用,在撲滅野火的戰鬥中被用來定位焦點地區。經過不斷的改進,現在可以手持攜帶和操作。
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 樓主| 發表於 2011-7-23 19:56:27 | 顯示全部樓層
  骨質疏鬆病人解決方案

  骨質疏鬆是最常見的骨病,由於骨組織的減少,骨頭變得容易斷裂和破碎。在地球上以老年人(特別是女性)更多得此病;而在太空環境下,它影響每個人。由於零重力,人不需要支撐身體,因而身體不會努力把骨組織保持在最佳狀態,結果就容易失去骨中的鈣。這不同於骨質疏鬆症,但效果則相同。從阿波羅計劃開始,宇航員一直進行一些繩索類的鍛鍊,但似乎沒能阻止骨組織的減少。

  美國宇航局研究出一些檢測和對付的方法,包括新型3D斷層攝影術的掃描,它能分析骨的微體系結構,以及一個奇特的震動圓盤。宇航局科學家提出的獨特電療法是:太空人(地球人也一樣)在微微震動的圓盤上每天站立10-20分鐘,同時以彈性繩索負重,可能得到阻止骨組織減少的效果。進一步測試仍在進行中,實驗室的動物試驗則令人鼓舞。
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