黃忻然

美國(guó)宇航局自從1958年成立以來(lái)，為人類的航天事業(yè)做出了很多貢獻(xiàn)。為了探索宇宙，他們發(fā)明了很多高科技產(chǎn)品，也提出了很多怪異的想法，其中很多新奇的科技發(fā)明并沒(méi)有作為機(jī)密封鎖起來(lái)，而是“逃到”了民間，廣泛應(yīng)用于我們的生活中。那么，這些技術(shù)都是什么呢？

奶粉中的太空技術(shù)

“人是鐵，飯是鋼”，盡管宇航員在太空中吃不到美味的食物，但營(yíng)養(yǎng)均衡還是需要保證的，因此，美國(guó)宇航局對(duì)太空食物的研究從未停止。而宇航員每一次被送上太空都要花一大筆錢，所以，如果所用的物品可以兼具幾種功能，那就再好不過(guò)了，因?yàn)檫@樣可以節(jié)省能源。正是基于這種能省則省的原則，美國(guó)宇航局希望開(kāi)發(fā)出的太空食物也具備其他功能。

20世紀(jì)80年代，美國(guó)宇航局開(kāi)啟了一項(xiàng)名為“封閉環(huán)境生命保障系統(tǒng)”的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目中就包含了開(kāi)發(fā)一種特殊的太空食物的研究計(jì)劃。他們與美國(guó)馬泰克生物科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室簽訂了合作協(xié)議，并提出了要求——用藻類來(lái)制作食物。這種太空食物還具有三種功能——除了能吃，還要具備制造氧氣和處理有機(jī)廢物的功能。

然而，這種太空食物最終并沒(méi)有被開(kāi)發(fā)出來(lái)。有趣的是，一些參與該項(xiàng)目的科學(xué)家后來(lái)成立了馬泰克生物科學(xué)有限公司，利用該項(xiàng)目的一些研究成果，開(kāi)發(fā)出了生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)添加劑的技術(shù)。如果你小時(shí)候曾喝過(guò)配方奶粉，那么你就曾受益于這項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)楹芏嗯浞侥谭壑卸继砑恿薉HA。DHA被認(rèn)為是人體中非常重要的一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不過(guò)大多數(shù)人并未從每天所吃的食物中獲得充足的DHA。這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在一些海魚(yú)中大量存在，而這些魚(yú)體內(nèi)的DHA其實(shí)來(lái)自海藻。馬泰克生物科學(xué)有限公司就是利用生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)添加劑的技術(shù)，從海藻中提取出DHA的。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在美國(guó)生產(chǎn)的99%以上的配方奶粉中都添加了DHA，其他國(guó)家的配方奶粉中絕大多數(shù)也添加了這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這項(xiàng)最早起源于美國(guó)宇航局的技術(shù)，正在為全球大多數(shù)嬰兒提供營(yíng)養(yǎng)。

來(lái)來(lái)來(lái)自空間站的凈水技術(shù)

在太空之旅中，水不僅攜帶起來(lái)比較麻煩，而且如何儲(chǔ)存水也是一個(gè)問(wèn)題，怎樣才能讓宇航員在太空?qǐng)?zhí)行任務(wù)時(shí)用上干凈的水呢？

盡管水過(guò)濾技術(shù)在20世紀(jì)50年代就已出現(xiàn)，但是簡(jiǎn)單的過(guò)濾達(dá)不到美國(guó)宇航局的要求，他們希望找到一種能夠在極端環(huán)境下實(shí)現(xiàn)凈化水并能將其長(zhǎng)期保存的方法。于是，美國(guó)宇航局進(jìn)一步改進(jìn)了水過(guò)濾技術(shù)，在水過(guò)濾器中放入活性炭，這些活性炭不僅能殺死水中的病原體，而且能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，同時(shí)還能去除異味。

說(shuō)到活性炭，很多人都不會(huì)陌生。在剛裝修的房子里、新買的家具里放上幾個(gè)竹炭包，可以吸附其中的有害物質(zhì)。有些人家里還裝了凈水器，如果仔細(xì)觀察，就能看到其中含有微小的炭顆?！@就是活性炭。由于在其中加入了銀離子，因此，它不僅能殺死水中的細(xì)菌，還能防止細(xì)菌滋生。而這種利用活性炭來(lái)過(guò)濾、吸附有害物質(zhì)的方法，就曾用在美國(guó)宇航局的水凈化系統(tǒng)中。

曾是宇航員座椅的床墊

20世紀(jì)60年代，美國(guó)啟動(dòng)了“阿波羅登月計(jì)劃”。在各種實(shí)驗(yàn)中，宇航員乘坐飛船飛向太空和返回地面時(shí)，都承受著高速運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的痛苦，而巨大的顛簸更是讓人難以承受。為了解決這些問(wèn)題，美國(guó)宇航局委托發(fā)明家韋斯特·查爾斯發(fā)明了一種有效的減震物品。于是記憶泡沫誕生了，它是一種開(kāi)孔式含硅聚氨酯塑料，能夠?qū)⑵涑惺艿膲毫椭亓科骄峙涞奖砻妫瑥亩鴾p少劇烈顛簸和著陸時(shí)帶來(lái)的巨大沖擊力。這種記憶泡沫被應(yīng)用在“阿波羅”系列載人飛船的宇航員座椅中。這樣說(shuō)起來(lái)，它還為“阿波羅11號(hào)”登月成功做出了不小的貢獻(xiàn)呢。

經(jīng)過(guò)改良，這種材料被應(yīng)用到了更廣泛的領(lǐng)域，其中最常見(jiàn)的就是記憶床墊，此外還有摩托車座椅、馬鞍和裝修用的隔層夾板，等等?，F(xiàn)在一些飛機(jī)也在座椅中使用了這種材料，而在20世紀(jì)70年代至80年代，這種材料甚至還被應(yīng)用到美國(guó)的達(dá)拉斯牛仔橄欖球隊(duì)隊(duì)員的頭盔中，以保護(hù)球員的頭部。

而在醫(yī)療上，它也發(fā)揮著重要的作用。記憶泡沫柔軟舒適，在被壓縮10%之后仍能恢復(fù)原狀，因此，對(duì)于那些長(zhǎng)期臥病在床的患者或身體嚴(yán)重殘疾的人來(lái)說(shuō)，它是很好的選擇。它不僅能減少病人身體特定部位的壓力，而且能防止褥瘡的產(chǎn)生。此外，這種記憶泡沫還被應(yīng)用到義肢中，因?yàn)樗粌H從外部看起來(lái)像皮膚，摸起來(lái)也和皮膚相似，并且它還能減少義肢和關(guān)節(jié)之間的摩擦。

見(jiàn)識(shí)過(guò)浩瀚宇宙的圖像傳感器

在數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、計(jì)算機(jī)等可拍照和攝像的電子產(chǎn)品中，有一項(xiàng)技術(shù)——圖像傳感器——就源自美國(guó)宇航局。圖像傳感器也稱感光元件，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的設(shè)備。如果沒(méi)有圖像傳感器，我們就無(wú)法用數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品來(lái)拍照或進(jìn)行視頻聊天。

事實(shí)上，手機(jī)、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品的拍攝功能最早是應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上的，而第一個(gè)提出“數(shù)碼相機(jī)”概念的，是美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的工程師尤金·拉利。根據(jù)這個(gè)概念，美國(guó)宇航局的科學(xué)家一直在研究開(kāi)發(fā)體積小、重量輕、耐用的圖像傳感器，以制造出能夠在太空極端環(huán)境中使用的產(chǎn)品。

起先，美國(guó)宇航局航天器的相機(jī)里，裝配的是電荷耦合裝置（CCD）圖像傳感器，這種傳感器讓人們不用再耗時(shí)費(fèi)力地去沖洗膠卷。不過(guò)，盡管靈敏度高、分辨率高，但是CCD傳感器也有缺點(diǎn)，比如成本高、耗能高、抗輻射性能弱。

后來(lái)，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的埃里克·福薩姆和他的同事開(kāi)發(fā)了CMOS主動(dòng)式像素傳感器。這種傳感器雖然在分辨率上略遜于CCD傳感器，但是它的反應(yīng)速度更快、耗能更低、整合能力和抗輻射的能力更強(qiáng)、曝光控制方面更出色，此外它還有一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)——價(jià)格比CCD傳感器便宜。1995年，福薩姆和他的同事創(chuàng)立了Photobit公司，這家公司得到噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的授權(quán)，成為第一家商業(yè)化生產(chǎn)CMOS傳感器的公司。由此，CMOS傳感器從美國(guó)宇航局走向了普通大眾。

在這個(gè)數(shù)碼時(shí)代，CCD和CMOS這兩種圖像傳感器都有自己的市場(chǎng)：CCD傳感器通常用于更專業(yè)的辦公設(shè)備中，比如掃描儀、傳真機(jī)、監(jiān)視攝影機(jī)等；而CMOS傳感器不僅兼具了CCD傳感器的性能，還有自己的特點(diǎn)，它能應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦等更平民化的電子設(shè)備中，也能用于專業(yè)的醫(yī)療設(shè)備中。

當(dāng)我們?cè)谑褂檬謾C(jī)等電子設(shè)備拍照、視頻聊天時(shí)，我們使用的很可能就是曾服務(wù)于美國(guó)宇航局的CMOS傳感器技術(shù)。

曾為空間站服務(wù)的報(bào)警器

現(xiàn)在很多公共場(chǎng)所都安裝了煙霧探測(cè)器，這種裝置能在發(fā)生火災(zāi)時(shí)發(fā)出警報(bào)，為人們逃生爭(zhēng)取時(shí)間。而這些煙霧探測(cè)器的前身曾服務(wù)于美國(guó)的第一個(gè)空間站——太空實(shí)驗(yàn)室。

20世紀(jì)70年代，美國(guó)宇航局啟動(dòng)“太空實(shí)驗(yàn)室”任務(wù)，在為實(shí)驗(yàn)室做設(shè)計(jì)時(shí)，火情預(yù)警是必須考慮的。那么，如何才能快速讓宇航員知道是否存在火情，或者是否有有毒氣體泄漏呢？為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)宇航局與美國(guó)霍尼韋爾公司合作，開(kāi)發(fā)了一款配備能自動(dòng)充電的煙霧探測(cè)器，并裝備在太空實(shí)驗(yàn)室中。

雖然這并不是世界上第一款煙霧探測(cè)器，但它是第一款可調(diào)節(jié)的煙霧探測(cè)器，它具有不同的敏感度設(shè)置，可以防止誤報(bào)火情。而參與開(kāi)發(fā)的霍尼韋爾公司在他們投放到市場(chǎng)上的產(chǎn)品中也用到了這種技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)被越來(lái)越多的煙霧探測(cè)器的生產(chǎn)商使用，現(xiàn)在很多公共場(chǎng)所配備的煙霧探測(cè)器，其實(shí)都在使用曾經(jīng)為美國(guó)宇航局航天事業(yè)服務(wù)的技術(shù)。

美發(fā)與美容中的航天技術(shù)

在我們的生活中，還有很多發(fā)明的靈感與美國(guó)宇航局有關(guān)。比如，美國(guó)的法魯克系統(tǒng)公司的創(chuàng)始人法魯克·薩米，受到美國(guó)宇航局的丹尼斯·莫里森博士的納米陶瓷材料的啟發(fā)，開(kāi)發(fā)出了由陶瓷和金屬?gòu)?fù)合材料制成的美發(fā)工具和納米銀制成的美發(fā)工具。燙過(guò)鬈發(fā)、拉直過(guò)頭發(fā)的人在聽(tīng)理發(fā)師介紹時(shí)，或許就聽(tīng)到過(guò)“陶瓷”“納米”這樣的字眼，這里用的大概就是源于美國(guó)宇航局的技術(shù)。

另一項(xiàng)與我們的臉有關(guān)的技術(shù)也與美國(guó)宇航局有關(guān)。美國(guó)的生物學(xué)研究員羅伯特·康拉德發(fā)明了一種消滅暗瘡的方法：通過(guò)加熱的方式殺死引起暗瘡的痤瘡丙酸桿菌。而他最初發(fā)明的產(chǎn)品很笨重，制造成本也很高，這樣的產(chǎn)品很難在市場(chǎng)上推廣。要把這個(gè)產(chǎn)品做得更小，最好是能夠讓顧客手持，然后按摩臉部，那么就需要給它配備更小、更高效的加熱元件。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期為美國(guó)宇航局工作的工程師艾倫·薩阿德的改進(jìn)，康拉德的產(chǎn)品尺寸被大大縮小，成本也大大降低。最終這個(gè)產(chǎn)品不僅成功被推上市場(chǎng)，還受到了追捧，現(xiàn)在很多愛(ài)美人士經(jīng)常使用這種美容儀。

以上這些只是美國(guó)宇航局發(fā)明中的鳳毛麟角，從美國(guó)宇航局里“逃出”的技術(shù)到底有多少，這個(gè)很難說(shuō)。要知道，自1976年以來(lái)，美國(guó)宇航局出版的Spin off年冊(cè)，每年都會(huì)介紹各種與其研究相關(guān)的商業(yè)化產(chǎn)品和技術(shù)，即使40年過(guò)去了，這本年冊(cè)也還在出版。