2012 Kovo 17

Kosmoso užkariavimas ir lenktynės – progreso varikliai

veidas.lt


Dažnai retoriškai klausiama, kam reikalingi kosmoso tyrinėjimai, kai čia, Žemėje, tiek problemų. Pažvelkime, kiek kosminių technologijų virto kasdieniais daiktais.

Praėjusių metų rudenį Vokietijos buitinės technikos gamintoja „Miele“ pristatė naują dulkių siurblį, skirtą alergiškiems žmonėms, „Medicair“. Šiame siurblyje  įtaisytas specialus jutiklis, parodantis, ar siurbiamoje vietoje dar liko dulkių, ar ji jau švari. Labai naudingas patobulinimas, kuris, ko gero, netrukus bus diegiamas kiekviename dulkių siurblyje ir kiekviena namų šeimininkė juo naudosis, net nežinodama, kad šis išradimas gimė kosmose.
Na, ne visai kosmose: dulkių jutiklį daugiau nei prieš dešimtmetį sukūrė austrų mokslininkas Heinrichas Iglsederis. Šis įtaisas buvo skirtas tarpžvaigždinių dulkių cheminei sudėčiai, greičiui ir judėjimo krypčiai nustatyti. Tokios dulkės, dideliais greičiais skrisdamos beorėje erdvėje, gali pažeisti itin svarbias palydovų detales, pavyzdžiui, saulės elementų paviršių. Be to, jose gali slypėti ir gyvybės mūsų planetoje atsiradimo priežastys, tad astrochemikams ypač svarbu kuo geriau ištirti šias dulkes. H.Iglsederis, sukūręs dulkių jutiklį aplink Marsą besisukančioms dalelėms tirti, vėliau atsigręžė ir į Žemėje įprastas problemas.
„Keli mano draugai, kenčiantys nuo alergijos, jau seniai manęs prašė, ar negalėčiau rasti kokio sprendimo. Tad aš sumaniau patobulinti savo kosminių dulkių jutiklį, kad šis tiktų naudoti Žemėje“, – paprastai savo motyvaciją aiškina H.Iglsederis.
Ko gero, galima suskaičiuoti kelis tūkstančius tokių išradimų, kurie iš pradžių buvo sukurti mokslininkų bei inžinierių, dirbančių tokiose kosmoso tyrimų organizacijose, kaip amerikiečių NASA ar europiečių ESA. Šiandien dauguma jų palengvina kasdienį mūsų gyvenimą ar net gelbėja gyvybes, o mes net nesusimąstome, kad šios technologijos ar įrenginiai dar neseniai dalyvavo aukščiausio lygio kosminėse misijose.

Iš žvaigždžių į sapnus

Skrydžiai į kosmosą, šią nesvetingą žmogui aplinką, yra vienas stipriausių katalizatorių, priverčiančių įvairių sričių mokslininkus bei inžinierius pasukti galvą ir sukurti genialiausius išradimus bei technologijas, kurios vėliau „nuleidžiamos“ ant žemės. Vienas didžiausių pasaulyje tokių idėjų inkubatorių yra JAV esanti Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso tyrimų agentūra (NASA). Nuo 1976 m. NASA netgi leidžia specialų žurnalą „Spinoff“, kuriame aprašomi ryškiausi organizacijos mokslininkų išradimai, – jo puslapiuose jau publikuota daugiau nei 1,7 tūkst. idėjų, suradusių kelią į paprastų žmonių namus.
„Ir tai tik dalis visų idėjų, kurios gimsta NASA. Štai vien pernai buvo įregistruota apie 1400 išradimų – ne visi jie taps realiais produktais, tačiau šis skaičius rodo, kiek daug naujovių atsiranda šioje organizacijoje“, – pabrėžia NASA atstovas Danielis Lockney, atsakingas už naujų technologijų perkėlimą į pramonę.
Iš žvaigždžių į sapnus – taip galima būtų apibūdinti vieną seniausių NASA laboratorijose gimusių medžiagų „temper foam“. Šią medžiagą 1966 m. sukūrė aeronautikos inžinerius Charlesas Yostas – ji buvo skirta NASA lėktuvų sėdynėms bei kitoms erdvėlaivių dalims, kurios turėjo apsaugoti astronautus nuo smūgių bei perkrovų. Tai polimerinė elastinga medžiaga, kurią sudaro daugybę panašios formos ertmių, primenanti sustingusias putas. Išskirtinė tokios medžiagos savybė – ji puikiai sugeria kūno svorį ir paskirsto spaudimą, tačiau vėliau iš lėto sugrįžta į prieš tai buvusią formą, tad miegant prisitaiko prie individualių žmogaus formų.
Turbūt daugelis yra girdėję apie tarptautinę kompaniją „Tempur-Pedic“, kuri iš NASA perėmė šią technologiją ir pritaikė ją savo gaminamiems ortopedinėmis savybėmis pasižymintiems čiužiniams ir pagalvėms, – šiandien jų galima įsigyti ir Lietuvoje. Tačiau ši medžiaga naudojama ir kitose srityse, kuriose ypač svarbus jos gebėjimas sugerti smūgius: ugniai atsparūs šių putų variantai naudojami lenktyniniuose automobiliuose, taip pat jomis padengiamas apsauginių šalmų bei neperšaunamų liemenių ar karinių transporto priemonių vidus.

Dirbtinė širdis – be pulso
Skaitmeniniai fotoaparatai šiandien yra taip paplitę, kad jų rasime beveik kiekvieno žmogaus kišenėje – retas šiandien neturi mobiliojo telefono su fotoaparatu. Bene svarbiausia tokių įrenginių detalė – nedidukas puslaidininkis šviesai jautrus jutiklis, kuris „sugaudo“ į jį patenkančius šviesos fotonus ir paverčia juos vaizdu. Pirmą tokį prietaisą septintajame XX a. dešimtmetyje sukurė NASA reaktyvinių technologijų laboratorijoje (JPL) dirbęs inžinerius Eugene’as Lally, siekdamas sukurti nedidelį, lengvą ir ekstremalias kosmoso sąlygas ištveriantį fotoaparatą. 1990-aisiais JPL tokį sensorių pavyko patobulinti, pritaikius naujas puslaidininkes medžiagas.
Neapsikentęs lėto laboratorijoje vykstančių darbų tempo, mokslininkas Ericas Fossumas su žmona 1995 m. įkūrė kompaniją „Photobit Corporation“ ir ėmėsi gaminti vaizdo jutiklius. 2001 m. firmą nusipirko puslaidininkių milžinė „Micron“ ir pervadino į „Aptina Imaging“, kuri šiandien per dieną pagamina po 1 mln. vaizdo jutiklių, naudojamų daugelyje skaitmeninių fotoaparatų, nešiojamųjų kompiuterių, stebėjimo kamerų ir kitų prietaisų.
Tuo tarpu daugkartinio naudojimo erdvėlaivio, vadinamojo šatlo, programa žmonijai padėjo ne tik pastatyti Tarptautinę kosminę stotį, bet ir sukurti dirbtinę širdį, išgelbėjusią daugelį gyvybių.
Praėjusio amžiaus devintajame dešimtmetyje vieno NASA inžineriaus Dave’o Sauciero liga paguldė jį ant operacinio stalo – legendinis chirurgas Michaelas DeBakey jam atliko širdies transplantaciją. Pasveikęs D.Saucieras pradėjo domėtis dirbtinės širdies patobulinimais, mat prieš kelerius metus jis dirbo kuriant degalų siurblius šatlo varikliams. Kartu su daktaru M.DeBakey ir Budu Frazieru jis inicijavo bendrą Johnsono kosminių tyrimų centro ir Bayloro medicinos koledžo projektą – šio tikslas buvo sukurti dirbtinę širdį, kuri pumpuotų kraują ne ritmiškai, o tolygiai, tam panaudojant Archimedo sraigtą. Tokia dirbtinė širdis užima mažiau vietos krūtinėje, todėl ypač tinka implantuoti mažiems vaikams.
1996-aisiais gimė kompanija „MicroMed“, o 1998 m. buvo implantuota pirma dirbtinė širdis su Archimedo sraigtu. Dažniausiai šis įtaisas padeda dirbti tikrai širdžiai, tačiau yra žmonių, kurių tikroji širdis nustoja veikti ir kraują pumpuoja tik dirbtinė, – tada žmogus neturi pulso. Šiandien pasaulyje suskaičiuojama keliasdešimt tūkstančių žmonių, gyvenančių su tokiais prietaisais, tarp jų ir buvęs JAV viceprezidentas Dickas Cheney, kurį Amerikos spauda yra sarkastiškai pavadinusi „žmogumi be pulso“.
Dar viena NASA laboratorijose gimusi technologija paverčia realybe dalykus, aprašytus žymiojoje Franko Herberto mokslinės fantastikos serijoje „Kopa“. Šiandien naujausios technologijos astronautams, gyvenantiems Tarptautinėje kosminėje stotyje, leidžia išvalyti visą panaudotą vandenį – net ir iškvepiamą drėgmę bei šlapimą. Galima tikėtis, kad netolimoje ateityje ši technologija pravers valstybėms, kuriose dėl klimato atšilimo pradės trūkti geriamojo vandens.

„Formulė 1“ idėjos padeda medikams

Šiandien žmonėms padeda ne tik kosmoso tyrimų metu gimę atradimai. Štai dvi „Formulės 1“ lenktynėse dalyvaujančios komandos „McLaren“ bei „Williams“ yra įsteigusios inovacijų centrus, kuriuose bandomi aukščiausio lygio inžineriniai sprendimai už lenktynių trasos ribų.
Bene labiausiai paplitęs kasdienio gyvenimo patobulinimas – ypač lengvas ir ištvermingas anglies pluoštas. Tiesa, jį „Formulės 1“ inžinieriai perėmė iš tos pačios NASA, tačiau šiandien ši medžiaga naudojama ne tik lenktynių bolidams. Įvairus sporto inventorius, tarkim, dviračiai ar teniso raketės, jau yra gaminami iš šios patvarios medžiagos.
O štai „Formulės 1“ inžinierių darbo vaisiai labiausiai pritaikomi medicinoje: anglies pluoštas vis dažniau naudojamas neįgaliųjų vežimėliams ar vaikams iš greitosios pagalbos sraigtasparnio pernešti skirtiems „BabyPod“ įtaisams gaminti.
Tačiau medikams padeda ne tik apčiuopiami išradimai – kartais jiems prireikia ir patarimų. Štai prieš keletą metų „Great Ormond“ ligoninės Londone medikai paprašė „McLaren“ ir „Ferrari“ komandų narių peržiūrėti vaizdo įrašus iš operacinių ir įvertinti gydytojų bei personalo komandinį darbą. „Formulės 1“ komandų nariai pasirinkti ne veltui – juk boksuose viskas priklauso ne nuo bolido vairuotojo, bet nuo aptarnaujančios komandos. O ši turi dirbti ypač operatyviai ir susiderinusi – čia per keliasdešimt sekundžių atliekama daugybė sudėtingų darbų. Šis eksperimentas pasiteisino: „Formulės 1“ komandų patarimai padėjo beveik perpus sumažinti techninių bei informacijos perdavimo klaidų skaičių.
Dar viena ypač gerai „Formulės 1“ lenktynių profesionalų išnagrinėta sritis – telemetrinės sistemos. Visi lenktynių bolidai tiesiog prifarširuoti įvairiausių jutiklių – iš jų į komandų valdymo centrus tiesiogiai patenka daugybė informacijos. Čia ir vėl į pirmą eilę stoja medicina: „McLaren Applied Technologies“ inžinieriai jau atliko keletą bandymų su ligoniais, kurių sveikatos būklę nuolat matavo įvairūs jutikliai, o visa informacija iš karto buvo siunčiama gydytojui. „Anot mūsų bandymų programoje dalyvavusių ligonių, jie visada su savimi kišenėje nešiojosi savo gydytoją“, – juokauja „McLaren“ atstovas Geoffas McGrathas.
Šios srities žinios taip pat labai praverčia sportininkams: keli Didžiosios Britanijos kanojininkai treniruojasi irklais, kuriuose įmontuoti miniatiūriniai jutikliai. „Šie jutikliai padeda sportininkui žinoti, kokiu greičiu jis plaukia, kada jis irkluoja geriausiai, kada pavargsta, ir pagal tai planuoti bei keisti savo veiksmus“, – aiškina Scottas Draweris iš viešosios įstaigos „UK Sport“.

Daugiau šia tema:
Skelbimas

Komentuoti

Žurnalas "Veidas"

Pirk šį numerį PDF

"Veido" reitingai

Gimnazijų reitingas 2016
Pirk šį straipsnį PDF
Skelbimas

VEIDAS.LT klausimas

  • Kaip vertinate galimybę, kad S.Skvernelis vadovaus naujai Vyriausybei?

    Apklausos rezultatai

    Loading ... Loading ...