Wetenschap
De National Aeronautics and Space Administration (NASA), de Amerikaanse overheidsinstantie die het civiele ruimteprogramma van het land beheert, heeft een aantal werkelijk verbazingwekkende prestaties geleverd sinds de oprichting in 1958 -- van het verslaan van de Sovjet-Unie in de race om astronauten op de maan te zetten, om het oppervlak van Mars te verkennen met onbemande robotvoertuigen. Dus je bent waarschijnlijk niet verrast om te horen dat NASA een behoorlijk geweldig hersenvertrouwen van wetenschappelijk en technisch talent in een breed scala van gebieden gebruikt, van astronomie en natuurkunde tot scheikunde, biologie en materiaalkunde.
NASA heeft allerlei soorten technologie uitgevonden om de eigenaardige problemen van ruimteverkenning op te lossen. In de jaren vijftig en begin jaren zestig het creëerde het revolutionaire drie-assige stabilisatiecontroleontwerp waarmee satellieten hun antennes kunnen richten, instrumenten en zonnepanelen met precisie. Vanaf dat moment, het is zo'n productieve probleemoplosser geweest dat ongeveer één op de 1, 000 Amerikaanse patenten worden verleend aan iemand die aan een NASA-project werkt [bron:Rayl].
In feite, het NASA-personeel is zo ingenieus dat nogal wat van zijn uitvindingen nuttig zijn voor degenen onder ons die op de grond blijven. Het bureau heeft zelfs een speciale administratieve tak, het technologiegebruiksprogramma, dat zich richt op het helpen van bedrijven om de ideeën achter ruimtegadgets om te zetten in industriële en consumenteninnovaties.
De lijst met uitvindingen is zeker lang, maar als we een paar favorieten moeten uitkiezen, deze 10 zouden bovenaan de lijst staan.
InhoudIn het begin van de jaren zestig, een luchtvaartingenieur genaamd Charles Yost werkte aan technologie die was ontworpen om ervoor te zorgen dat de Apollo-commandomodule en zijn astronauten na de landing veilig konden worden hersteld. Die ervaring kwam vier jaar later goed van pas, toen Yost werd aangeboord om NASA's Ames Research Center te helpen bij het ontwikkelen van vliegtuigstoelen die de energie van crashes konden absorberen en de overlevingskansen van passagiers konden vergroten. Yost creëerde een speciaal type plastic schuim dat het schijnbaar wonderbaarlijke vermogen had om te vervormen en enorme druk te absorberen, keer dan terug naar zijn oorspronkelijke vorm.
Onderzoekers ontdekten dat het "slow springback foam, " zoals het aanvankelijk heette, niet alleen passagiers veiliger gemaakt, het maakte ook urenlang zitten op lange vluchten comfortabeler omdat het een meer gelijkmatige verdeling van het lichaamsgewicht mogelijk maakte.
In 1967, Yost richtte zijn eigen bedrijf op, Dynamic Systems Inc., die de innovatie op de markt bracht als 'temper foam'. Vanaf dat moment, traagschuim heeft zijn weg gevonden naar tal van toepassingen. In de jaren '70 en '80, Het Dallas Cowboys-team van profvoetbal gebruikte het om de helmen van spelers te lijnen om het trauma van impact op het veld te verminderen. Schoenfabrikanten hebben een beroep gedaan op het schuim om speciale inlegzolen met hoog comfort te creëren. In ziekenhuizen, matrasbeschermers en rolstoelzittingen gemaakt van het schuim ondersteunen patiënten met pijnlijke, gevaarlijke zweren op hun lichaam.
Bedrijven blijven nieuwe toepassingen vinden voor traagschuim en zijn nakomelingen. Een bedrijf uit Colorado gebruikt een soort traagschuim om opblaasbare bumpervlotten te bouwen, die bestand zijn tegen zinken, voor wildwatertochten in themaparken. Een bedrijf in Kentucky bouwt het in paardenzadels en gebruikt het om prothetische beugels te maken voor gewonde dieren [bron:NASA Spinoff].
Volgende, we zullen kijken naar een uitvinding met de slimheid om de hightech-apparatuur van NASA te beschermen tegen de elementen - zowel op als buiten de aarde.
Een uitdaging bij ruimteverkenning is dat apparatuur bestand moet zijn tegen radicale omstandigheden, van de hitte van raketuitlaatgassen tot extreme kou in de ruimte. Verrassend genoeg, een van de meest destructieve krachten is het corrosieve effect van met zout water beladen oceaanspray en mist. Het roest portalen - grote frames die raketlanceringslocaties omringen - en lanceerstructuren bij NASA's Kennedy Space Center in Florida en andere kustfaciliteiten. Gelukkig, In de jaren zeventig, onderzoekers van het Goddard Space Flight Center van het bureau ontdekten dat het coaten van de apparatuur met een beschermende laag met zinkstof en kaliumsilicaat het kostbare roesten zou helpen tegengaan.
In het begin van de jaren tachtig, een bedrijf genaamd Inorganic Coatings Inc. gebruikte het concept om een niet-toxisch, coating op waterbasis, IC 531 zinksilicaat, die gemakkelijk hecht aan staal en binnen 30 minuten droogt tot een harde, keramiekachtige afwerking. De coating is aangebracht op brugliggers, pijpleidingen, olie platform, dok apparatuur, boeien, trekker-oplegger vrachtwagenframes en zelfs aan de buitenkant van tanks van het Amerikaanse leger.
Maar misschien was de meest gevierde toepassing van de coating halverwege de jaren tachtig, toen 225 gallons (852 liter) ervan op de binnenkant van het Vrijheidsbeeld werden aangebracht, om verdere achteruitgang van de eeuwenoude iconische figuur te beteugelen [bron:Space Foundation].
Volgende, we zullen technologie ontmoeten met het vermogen om ons een glimp te laten opvangen van iets zo uitgestrekts als de kosmos en zo klein als de slagaders die wegreizen van het menselijk hart.
NEE, NASA HEEFT DAT NIET UITGEVONDENTwee producten worden vaak ten onrechte toegeschreven aan het ruimteprogramma:
Sinds het midden van de jaren zestig is wetenschappers in het beeldverwerkingslab van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) hebben gewerkt aan het verbeteren van video-imaging-software, zodat astronomen de gegevens van ruimtesondes steeds levendiger kunnen maken, hoge resolutie beelden van verre planeten en andere hemellichamen.
In recente jaren, medische onderzoekers hebben enkele van NASA's software-innovaties toegepast om niet in de lucht maar in de bloedsomloop van patiënten te kijken naar tekenen van atherosclerose, een veel voorkomende ziekte waarbij vettig materiaal zich ophoopt in de slagaders en hartaanvallen en beroertes dreigt te veroorzaken.
Het California Institute of Technology, die JPL beheert voor NASA, de technologie in licentie gegeven aan een particulier bedrijf, Medical Technologies International Inc. (MTI), wiens hoofdingenieur, Robert Seltzer, was een ervaren JPL-onderzoeker. Het resultaat was ArterioVision-software. Het kan worden gebruikt met ultrasone apparatuur om een niet-invasief onderzoek van de halsslagader van een patiënt uit te voeren, die bloed naar de hersenen vervoert.
In combinatie met ultrasone technologieën, ArterioVision kan in zeer vroege stadia tekenen van hart- en vaatziekten detecteren, wanneer het anders aan detectie door conventionele tests zou ontsnappen. Als resultaat, medische experts zeggen dat meer patiënten een kans hebben om de ziekte te beteugelen door veranderingen in voeding en levensstijl, in plaats van medicatie of een operatie langs de lijn [bron:NASA]. Artsenpraktijken in alle 50 Amerikaanse staten bieden ArterioVision-testen [bron:Lockney]. Deze volgende NASA-uitvinding heeft de levensstijlopties voor slechthorenden wereldwijd uitgebreid.
Eind jaren zeventig, Adam Kissiah Jr., een slechthorende ingenieur die werkt aan het spaceshuttle-programma in het Kennedy Space Center van NASA, kende maar al te goed de tekortkomingen van conventionele analoge hoortoestellen. Ze versterkten eenvoudig het geluid dat het oor binnenkomt zonder het te verduidelijken. In een poging het probleem op te lossen, hij gebruikte zijn kennis van NASA's vooruitgang op het gebied van elektronische detectiesystemen, telemetrie, en geluids- en trillingssensoren. Hij bedacht het concept voor een nieuw type hoortoestel -- een implantaat dat digitale pulsen zou produceren om de gehoorzenuwuiteinden te stimuleren, die vervolgens de signalen naar de hersenen zou verzenden.
Kissiah ging aan de slag met BioStim, een particulier bedrijf, om het nieuwe apparaat te ontwikkelen. De gepatenteerde concepten van Kissiah zijn door andere fabrikanten ontwikkeld [bron:Space Foundation]. Vanaf dat moment, volgens de Amerikaanse Food and Drug Administration, 219, 000 patiënten hebben cochleaire implantaten gekregen [bron:NIDCD]. Met de apparaten kunnen mensen die sinds hun geboorte doof zijn voor het eerst horen. Ze hebben ook het gehoor hersteld voor degenen die nog steeds een responsieve gehoorzenuw hebben, maar die het gehoor hebben verloren door trauma of ziekte [bron:Space Foundation].
Deze toepassing van ruimtetechnologie heeft een enorm verschil gemaakt in het leven van mensen als Mike Scheerer, een Peoria, Ziek., man van achter in de vijftig, die in 2009 een cochleair implantaat kreeg en zangvogels hoorde zingen in de bomen in zijn buurt. "Ik zou zeggen dat dit het mooiste is wat ik ooit heb gehoord, " vertelde hij de krant Peoria Star. "Ik had nog nooit vogels gehoord, dat ik me kan herinneren" [bron:Davis].
De rol van NASA bij het revolutioneren van onze zintuigen stopt niet bij het horen. Ontdek vervolgens hoe de organisatie de visie van mensen beschermt.
Het lijkt misschien moeilijk te geloven, maar er was een tijd dat brillen eigenlijk van glas waren. Ze waren niet alleen zwaar, maar als de persoon die ze droeg ergens mee werd geraakt, de lens zou versplinteren en piepklein spuwen, zichtbedreigende glasscherven. Om die reden, in 1972, de Amerikaanse Food and Drug Administration heeft verklaard dat alle zonnebrillen en lenzen op sterkte breukvast zijn, die lensmakers in wezen dwong om over te stappen op duurzamer plastic.
Kunststof zorgde voor betere optica en absorbeerde ultraviolet licht beter, maar er was één probleem:plastic lenzen waren frustrerend gemakkelijk te krassen. Dat is waar NASA-wetenschapper Ted Wydeven van het Ames Research Center van het bureau binnenkwam. Terwijl hij werkte aan een waterzuiveringssysteem voor ruimtevaartuigen, Wydeven bekleedde een filter met een dunne, vershoudfolie, met behulp van een elektrische ontlading van een organische damp. De resulterende coating was verrassend taai, en NASA gebruikte het concept om een slijtvaste coating te ontwikkelen voor vizieren van ruimtehelmen en ruimtevaartapparatuur. In 1983, Foster-subsidie, de fabrikant van zonnebrillen, de krasbestendige coating gecommercialiseerd, en vandaag, de meeste brillen die in de Verenigde Staten worden verkocht, zijn uitgerust met plastic lenzen die 10 keer zo lang meegaan als de oude [bron:Space Foundation].
Kun jij raden welke NASA-uitvinding de titel heeft als de meest gelicentieerde technologie van het bureau vanaf 2010? Lees verder om te zien of je het goed geraden hebt.
Nadat NASA een shuttle de ruimte in heeft gelanceerd, een hoop brandstof en chemisch afval blijft op het lanceerplatform en het omliggende gebied.
Een verbinding in het bijzonder, trichloorethyleen, ook wel "trike, " duurt lang om op natuurlijke wijze in de grond af te breken. Het is ook bekend dat het gezondheidsproblemen veroorzaakt, inclusief schadelijke effecten op het zenuwstelsel en de ontwikkeling [bron:EPA].
De situatie wordt alarmerender als je bedenkt dat opruimen geen prioriteit was tijdens de hoogtijdagen van NASA's shuttle-programma vóór het midden van de jaren zeventig [bron:Waymer]. In feite, trike afval werd in de grond gegooid, in de veronderstelling dat de verbinding zou verdampen (dat gebeurde niet).
Maar NASA begreep het en bedacht een methode om het afval af te breken. In plaats van het fysiek te verwijderen, NASA-wetenschappers Jacqueline Quinn en Kathleen Brooks Loftin hebben een oplossing bedacht die trike helpt af te breken tot niet-toxische bijproducten zonder schade aan het milieu. Ze wonnen in 2005 zowel de commerciële uitvinding als de overheidsuitvinding van het jaar.
De dikke oplossing genaamd geëmulgeerd nulwaardig ijzer , in het grondwater kan worden geïnjecteerd, waar het giftige chemicaliën neutraliseert die een bedreiging vormen voor het milieu. De technologie ging gemakkelijk over in commerciële markten, met chemische, productie- en oliemaatschappijen die de oplossing kopen voor het saneren van land dat verontreinigd is met giftige stoffen van hun bedrijven. In feite, de oplossing werd zo populair, het is de meest gelicentieerde technologie van het bureau vanaf 2010 [bron:Spinoff Magazine].
Diabetes en NASA samen in dezelfde zin? Ontdek hun relatie op de volgende pagina.
Wat hebben NASA en diabetes gemeen?
Voor starters, het agentschap heeft de behandeling van de aandoening gemakkelijker gemaakt, dankzij onderzoekers die aan het Mars Viking-ruimtevaartuig werken. Destijds, de kans om verder de ruimte in te reizen vormde ook een uitdaging bij het bewaken van de gezondheid van astronauten, wat het team ertoe aanzet nieuwe manieren te vinden om de vitale functies van astronauten te overzien.
Gelijkaardige monitoringsystemen werden ingevoerd om personen met insulineafhankelijke diabetes te helpen behandelen, ook wel diabetes type 1 genoemd. Als resultaat van het werk van het Goddard Space Flight Center, medische experts hebben geïmplanteerde apparaten gemaakt die de bloedsuikerspiegel van een persoon kunnen controleren en signalen kunnen sturen om indien nodig insuline in zijn of haar lichaam af te geven [bron:NASA]. De technologie, tegenwoordig bekend als an insuline pomp , heeft sinds het einde van de jaren '80 geholpen bij het monitoren van de gezondheid van mensen met diabetes.
De uitvinding verschilde van eerdere insulinedispensers doordat het apparaat mensen een voorgeprogrammeerde snelheid bood die aanpasbaar was op basis van de behoeften van de persoon. Het maakte ook de noodzaak voor dagelijkse insuline-injecties overbodig [bron:NASA Spinoff].
Het blijkt dat dezelfde technologie waarmee NASA shuttles van raketten kan scheiden, ook ingesloten slachtoffers kan bevrijden. Ga verder om erachter te komen hoe.
Nadat een NASA-spaceshuttle de atmosfeer van de aarde heeft ingeruild voor de diepten van de melkweg, het maakt zich los van zijn raketboosters. De technologie die verantwoordelijk is voor het maken van die vlekkeloze overgang, biedt ook levensreddende toepassingen op de grond [bron:Barrett].
Naast Hi-Shear Technology Corporation uit Torrance, NASA hielp bij de ontwikkeling Reddingsschaar in 1994, een soort snijuitrusting die van pas komt tijdens nood- en reddingssituaties [bron:Spinoff Magazine]. De sterke punten van de uitvinding putten uit de lagere kosten, gewicht en geluid -- dit alles legt minder druk op slachtoffers en reddingswerkers in vergelijking met grote hydraulica en slangen die nodig waren voor eerdere operaties. In plaats daarvan, deze scharen zijn "pyrotechnisch aangedreven, " wat betekent dat ze een lading ontlenen aan een pyrotechnische reactie in de cartridge van het apparaat. Het is hetzelfde concept dat NASA gebruikt om shuttles te scheiden van hun booster-raketten in de lucht, behalve op kleinere schaal.
Lifeshears hebben reddingsteams geholpen om personen te redden die vastzaten in autowrakken of ingestorte gebouwen. De uitvinding maakte slachtoffers van gevaarlijk puin onmiddellijk na de bomaanslag in Oklahoma City in 1995 en de aanslagen van 9/11 op de World Trade Centers in 2001.
Volgende:een kleine uitvinding met een groot potentieel.
Als je in de Hubble-ruimtetelescoop zou kijken, je zou veel hightech sensoren en bedrading vinden. Maar één stuk in het bijzonder heeft zijn weg gevonden naar de medische wereld op aarde.
Oplaadbare apparaten (CCD's) hebben het vermogen om licht in gegevens te "digitaliseren". Met andere woorden, ze bieden een eenvoudigere manier om lichtenergie (van fotonen) om te zetten in digitale beelden dan andere beeldvormingsmethoden. In 1997, NASA creëerde een "supergevoelige" CCD voor Hubble om de kwaliteit en breedte van fenomenen die het in de kosmos kon afbeelden, te vergroten.
Maar de LORAD Corporation pakte het idee op voor een nieuwe manier om vrouwelijke patiënten te scannen op borstkanker [bron:NASA]. Net zoals de supergevoelige sensor Hubble in staat stelde meer details te verzamelen over structuren en gebeurtenissen in de ruimte, de CCD stelt artsen in staat preciezere tests uit te voeren op vrouwen die mogelijk borstkanker hebben.
In plaats van een grotere biopsie te nemen, of weefselmonster, van patiënten, de CCD geeft meer details bij het lokaliseren van zorgpunten in het menselijk lichaam. Als resultaat, vrouwen kunnen een minder invasieve, goedkopere procedure in vergelijking met andere technieken.
Dezelfde uitvinding die de dorst van astronauten in de ruimte lest, heeft ook zijn sporen achtergelaten op die op aarde.
Ook al doen astronauten hun werk mijlenver van het aardoppervlak, ze vertrouwen nog steeds op basisbehoeften die we als vanzelfsprekend beschouwen. Neem schoon water, bijvoorbeeld. Hoe zorgt NASA ervoor dat het water dat astronauten drinken veilig is?
Deze vraag spoorde het bureau aan om in de jaren zeventig speciale waterfilters te maken om ervoor te zorgen dat bepaalde astronauten schoon water in de ruimte hadden [bron:Marconi]. Werken met Umpqua Research Company in Oregon, NASA maakte filterpatronen die jodium gebruiken om de watervoorziening van de shuttles te reinigen.
De technologie, genaamd de microbiële terugslagklep, heeft een impuls gekregen in het reinigen van water voor gemeentelijke waterplanten. Het heeft de weg vrijgemaakt voor het bedenken van andere manieren om de bron voor menselijke consumptie te filteren. Dergelijke filters worden vooral belangrijk in gebieden waar chemicaliën de grondwatervoorraden hebben verontreinigd.
In recente jaren, NASA heeft de lat hoger gelegd met zijn waterstudies door eenheden te creëren die menselijk afval zoals urine efficiënter kunnen recyclen tot veilig drinkbaar water voor astronauten [bron:Beasley]. Hoewel het vooruitzicht om naar Mars te gaan lichtjaren verwijderd lijkt, het potentieel om de ruimtebemanning te voorzien van het water dat het nodig heeft, is misschien niet zo.
Voor meer details over NASA's uitvindingen en andere handige bronnen, kijk op de volgende pagina.
Oorspronkelijk gepubliceerd:17 januari, 2011
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com