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NASA航天技术对民用技术的帮助

已有 9327 次阅读 2011-10-4 11:54 |个人分类:航天|系统分类:科普集锦| 技术, 航天, nasa

作者:蒋迅

有些网友觉得在航天工业上花费巨资没有实际意义。他们认为,我们上了月球又怎么样?其实航天 工业对民用工业的影响是巨大的,且不说卫星在通讯、气象和成像方面的贡献,还有许多小的产品也是航天工业发展的副产品。现在我就用美国航天局 (NASA) 的需要和随之而来的工业产品为例说明发展航天事业的好处。



1. 感烟探测器 (Smoke Detector):在美国,法律已经规定在个人住宅里全部必须安装感烟探测器。这项技术最早是为了NASA的第一个天空实验室(Skylab)研制的。这项技术已经挽救了世界上无数的生命。



2. 记忆床垫 (Temper Foam):这种床垫是30年前NASA艾姆斯研究中心为改善人们在上时间乘坐飞机时座椅的舒适程度和在发生冲撞时减缓撞击而研制的。现在,这个技术已经被广泛应用到不同地方:床垫、枕头、鞋垫等。



3. 无绳工具 (Cordless Tool):你用过无绳的电钻或无绳的吸尘器吗?这项技术要感谢NASA的阿波罗计划呢。宇航员在月球表面上需要往下钻3米深以便得到所需要的样品。他们 使用的电钻必须足够地小,足够地轻,还必须方便。为此,NASA让一家公司设计出这样一个电钻来。这就是现在闻名美国的Black and Decker公司



4. 鹰牌绝缘垫 (Eagle Shield):鹰盾减少热传到,从而在冬天减少热气和在夏天减少冷气从房屋里流失。这项技术最早是为NASA的阿波罗计划(Apollo program)研制的。



5. 冻干食物 (Freeze-dried food):在计划长时间旅行的阿波罗任务中,NASA进行了大量的太空食物的研究。其中一个技术就是冻干食物 (Freeze Dried Food)。Action Products International公司把这项技术商品化,于是有了包括第一个冻干冰淇淋在内的休闲食品。这种食品保持98%的营养,但只有原来重量的20%。



6. 牙齿整形牙箍 (Transcend Brackets):NASA和一家叫作Ceradyne的公司做了一个项目,跟踪热导导弹。在这个项目中,他们找到了一种叫做ǒ半透明的多晶氧化铝ō (translucent polycrystalline alumina/TPA) 的材料。后来Ceradyne把这种材料介绍给了Unitek Corporation公司,建议他们用这种材料做牙齿矫正材料。这一技术给牙齿矫正带来了革命性的突破。这种材料在人体温度下就活跃起来,可以逐渐地把牙齿向预定的方向推动。



7. 改进了的自行车手的头盔 (A Better Bike Helmet):旧式头盔不仅样式陈旧,而且沉又热。所以厂家Giro请求NASA帮助。在NASA的帮助下,Giro设计出一款流线型的很轻的头盔。它既可以提供给骑车人以安全,又可以减少磨擦。头盔上有通气孔,可以冷却人的头,里面的形状与人的头型相吻合。1989年的法国公开赛的冠军Greg LeMond就戴著这个头盔。



8. 高尔夫球 (Wilson Ultra 500 Golf Ball):1995年,威尔逊体育用品公司 (Wilson Sporting Goods Company) 推出了有五百个小坑的高尔夫球 (目前比较通用的是250到450个小坑)。这种高尔夫球在飞行距离和准确度上都取到了前所未有的记录。领导这个技术创新的是一位名字叫Robert T. "Bob" Thurman的前NASA工程师。他以前的研究工作是航天飞机外储箱。在此之前,这家公司生产的高尔夫球最多只有20个小坑。他们对小坑的形状、大小和 分布进行了大量的分析和试验,最后制造出了近乎完美的威尔逊500高尔夫球产品。对高尔夫球上的小坑的动力学研究有疑问的读者可以阅读这篇文章:“Golf Ball Dimples & Drag”。



9. 赛车的绝热保护材料 (Thermal Protection Materials used for Race Cars):赛车的时速可以达到360公里/小时,座舱的温度可以达到60-70摄氏度 (140-160F)。这样的高温常常会给驾驶员造成伤害。NASA在航天飞机上使用的绝热保护材料使得驾驶舱的温度降低10摄氏度。NASA对赛车的贡 献还有很多,可参见:“Rockets to Racecars”。

这里举的仅仅是NASA技术转为民用的大量例子中的几个。我还可以写出很多来。美国五十年前的阿波罗计划中德许多技术至今仍然在不断转为民用。国际空间站上许多纯粹出于科学家的好奇的实验也在民间有了意想不到的应用。NASA每年有一本“Spinoff”,专门介绍的就是NASA的航天技术在民用上的应用。美国政府从法制上保证NASA技术的公开性,而NASA又从体制上保证NASA技术转为民用。有兴趣的读者可以参阅“NASA Small Business Programs”和“NASA Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer”等网页。

这几天,随着“天宫一号”的顺利升空,前北航国际贸易系主任王福重教授“祈祷天宫一号发射失败”的评论引发争论,爱国的网民们似乎一边倒地谴责他。 我则认为,他有发表自己的意见的权利,而且他说的“以经济学的视角看,我希望在军工投入与民生福祉投入之间保持平衡”也不无道理。我觉得他的问题是没有拿 出 (或者是没有来的及拿出) 有说服力的证据来。我相信中国航天很多成果已经转为民用了,只是这个渠道可能还不够透明,到底有多少?有多大比例?民众知道的太少了。



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