登月有什么用?50年前的“阿波罗计划”带来了网红技术!
#载人航天历史#
美国国家航空航天局(NASA)的“阿波罗计划”是人类在20世纪最具挑战性的技术成就之一。自阿波罗11号登月至今已有50年的历史,这一计划除了掀起太空竞赛和宇宙探索热潮之外,它还为我们的日常生活贡献了一下小发明、小创新,让我们的生活变得更加便捷美好。

物理学家组织网在7月3日的报道中,为我们梳理出了四项最初并不由NASA发明研制、但由于“阿波罗登月计划”的使用而“飞入寻常百姓家”的技术创新。包括水净化设备、呼吸面罩、聚合物织物以及无绳设备。

1
无心插柳的水净化设备
水净化设备是NASA“无心插柳柳成荫”的一个举动。最初,NASA开发出了一种小型轻便的装置,为人类的太空旅行净化水。这一设备可以可靠地工作,无需专门监测并使用银离子来杀死细菌。
但后来,研究结果表明,这套设备对地球上的水净化也非常有用,因为,那时人们经常使用的氯会因阳光或热量而消散;而且,在使用氯为游泳池消毒时,还会引发刺痛眼睛和漂白的问题。
NASA的这套系统现在被用于保持冷却塔中的水清洁,有助于支持全球的空调运行。而且,这套系统也已经开始用于清洁水池。“无忧无虑的清水”(Carefree Clearwater)公司已经应用它来净化整个美国的水疗池和游泳池。

2
呼吸面罩更轻便有用
世界各地的消防员使用的呼吸系统也与NASA有关。虽然NASA本身并没有发明它们,但NASA使它们变得更轻便有用。
1971年,美国许多消防队的队长都抱怨称,他们的呼吸装置使用起来很麻烦,而且非常笨重——重约30公斤,导致一些消防员甚至在救火时放弃这种呼吸系统。
凭借其为登陆月球开发宇航员装备的经验,NASA随后与国家局消防技术部门合作,开发出了更好的呼吸系统。改进的系统更轻便,更易于佩戴,并且还添加了一款面罩,让消防员拥有更宽泛的视野。

3
聚合物织物惠及消防防护
聚合物是由长链分子制成的材料,其拥有显著的性能,例如韧性和耐热性。20世纪50年代,美国化学家卡尔·马维尔首次合成出了聚合物织物聚苯并咪唑。但如果NASA没有大力使用它,它不可能变得如此普遍。
1967年1月27日,执行阿波罗1号载人飞行任务的三名宇航员正在进行发射前测试时,指挥舱内起火,三名宇航员全部壮烈牺牲,无一生还。当时,人们就认为材料易燃是一个原因,而且,这一悲惨事件也为NASA敲响了警钟。
随后,NASA一直试图开发出一种在广泛的温度范围内不易燃且稳定的纺织纤维。有鉴于此,1971年,NASA与国际消防员协会合作开展了FIRES项目,将这种新材料纳入消防员的防护装备中。
这一织物在1970-80年代进入美国的消防服务体系,以增强他们防护服的性能。目前,它仍然用于各种领域,包括应急响应、汽车运动、军事和工业等。

4
无绳设备融入医疗和清洁领域
阿波罗宇航员希望将岩石带回地球,同时也希望在月球上进行一些测量。为此,他们需要高效的无绳电钻。幸运的是,百得(Black&Decker)公司于1961年开发了一些粗糙的产品。随后,NASA与马丁·玛丽埃塔公司和该公司签订了合同,携手开发更多定制设计的工具,例如用于采集月球样品的无绳电锤钻等。
使用扳手拧紧在零重力下漂浮的螺栓而不使宇航员自己旋转,这一挑战导致科学家们研制出零冲击扳手。NASA帮助启动了无绳设备的重要创新,并将其经验融入了医疗设备和真空清洁等领域。

需要澄清的几大谣传

物理学家组织网在报道中指出,当然,也有几大谣传需要澄清。

其中影响最广泛的一个谣言是:特氟隆(Teflon)是由NASA研制出的。这听起来似乎合情合理,因为特氟隆是一种极其耐热的材料——太空任务需要这种材料。但实际上,它是由美国杜邦公司的罗伊·普朗克特于1938年偶然发明的,当时他正在研究新的制冷剂。

魔术贴(Velcro)是另一个谣言,它实际上是由乔治·德梅斯特拉尔于1940年代在瑞士发明的。当然,它在太空日常生活中的巨大用途不容否认。想象一下,在没有任何重力的情况下,让自己安全地在床上睡个甜美的觉是多么困难的一件事。

当然,人类太空飞行的重要意义并不总是通过物质发明来衡量,也应该通过它如何改变我们的思维来评估。但不管怎样,科技创新的终极目标都是为了让我们的生活变得更加便捷美好,NASA的很多创新的确做到了这一点。

阿波罗登月计划衍生4大“网红”技术

2019-07-05 14:12:17 来源: 科技日报-中国科技网 作者: 刘霞

美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗计划是人类在20世纪最具挑战性的技术成就之一。自“阿波罗11”号登月至今已有50年的历史,这一计划除了掀起太空竞赛和宇宙探索热潮之外,还贡献了一些让我们的日常生活变得更加便捷美好的小发明、小创新。

物理学家组织网在7月3日的报道中,为我们列出了4项由阿波罗登月计划衍生出的“飞入寻常百姓家”的技术创新,包括水净化设备、呼吸面罩、聚合物织物以及无绳设备。

“无心插柳”的水净化设备

水净化设备是NASA“无心插柳”的一个举动。最初,NASA开发出了一种小型轻便的装置,为人类的太空旅行净化水。这一设备能可靠地工作,无需专门监测并使用银离子来杀菌。

后来的研究表明,这套设备对地球上的水净化也非常有用。因为,那时人们经常使用的氯会因阳光或热量而消散,而且在使用氯为游泳池消毒时,还会引发刺痛眼睛和漂白的问题。

NASA的这套系统现被用于保持冷却塔中的水清洁,有助于支持全球的空调运行。而且,这套系统也已经开始用于清洁水池。“无忧无虑的清水”(Carefree Clearwater)公司已经应用它来净化整个美国的水疗池和游泳池。

呼吸面罩更轻便有用

世界各地的消防员使用的呼吸系统也与NASA有关。虽然NASA本身并没有发明它们,但NASA使它们变得更轻便有用。

1971年,美国许多消防队的队长都抱怨称,他们的呼吸装置使用起来很麻烦,而且非常笨重——重约30公斤,导致一些消防员甚至在救火时弃用这种呼吸系统。

凭借为登月宇航员开发装备的经验,NASA随后与国家消防技术部门合作,开发出了更好的呼吸系统。改进后的系统更轻便,更易于佩戴,并且还添加了一款面罩,让消防员拥有更宽泛的视野。

聚合物织物惠及消防防护

聚合物是由长链分子制成的材料,其拥有优越的性能,例如韧性和耐热性。20世纪50年代,美国化学家卡尔·马维尔首次合成出了聚合物织物聚苯并咪唑。但如果NASA没有大力使用它,它不可能变得如此普及。

1967年1月27日,执行“阿波罗1”号载人飞行任务的3名宇航员在进行发射前测试时,指挥舱内起火,3人全部壮烈牺牲。当时人们就认为材料易燃是一个原因,这一悲惨事件也为NASA敲响了警钟。

随后,NASA一直试图开发不易燃且稳定的纺织纤维。1971年,NASA与国际消防员协会合作开展了FIRES项目,将开发出的新材料纳入消防员的防护装备中。

这种织物在上世纪70—80年代进入美国的消防服务体系,以增强他们防护服的性能。目前,其仍然用于各种领域,包括应急响应、汽车运动、军事和工业等。

无绳设备融入医疗和清洁领域

阿波罗任务宇航员希望将岩石带回地球,同时也希望在月球上进行一些测量,为此,他们需要高效的无绳电钻。幸运的是,百得(Black&Decker)公司于1961年开发了一些粗糙的产品。随后,NASA与百得以及马丁·玛丽埃塔公司签订了合同,携手开发更多定制设计的工具,例如用于采集月球样品的无绳电锤钻等。

在零重力下用扳手拧紧漂浮的螺栓而不使宇航员自己旋转,这一挑战让科学家们研制出了零冲击扳手。NASA帮助启动了无绳设备的重要创新,并将其经验融入了医疗设备和真空清洁等领域。

需要澄清的几大谣传

除了上述从“高大上”到“接地气”的技术,物理学家组织网在报道中指出,也有几大谣传需要澄清。

其中影响最广泛的一个谣言是:特氟隆(Teflon)是由NASA研制的。这听起来似乎合情合理,因为特氟隆是一种极其耐热的材料——太空任务需要这种材料。但实际上,它是由美国杜邦公司的罗伊·普朗克特于1938年偶然发明的,当时他正在研究新的制冷剂。

魔术贴(Velcro)是另一个谣言,它实际上是由乔治·德梅斯特拉尔于1940年代在瑞士发明的。当然,它在太空日常生活中的巨大用途不容否认。想象一下,在没有任何重力的情况下,让自己安全地在床上睡个甜美的觉是多么困难的一件事。

当然,人类太空飞行的重要意义并不总是通过物质发明来衡量,也应该通过它如何改变我们的思维来评估。但不管怎样,科技创新的终极目标都是为了让我们的生活变得更加便捷美好,NASA的很多创新的确做到了这一点。

“阿波罗17”号宇航员哈里森·施密特在收集月球岩石(图片来源:物理学家组织网)

宇宙最高温度达到亿摄氏度以上,你相信吗?

牛顿的苹果

宇宙最高温度纪录:大爆炸瞬间达到1亿亿亿亿摄氏度

太阳自身温度超过1500万摄氏度,但与最高温天体相比,太阳不会列入其中。事实上,科学家在地球上产生的高温记录是太阳温度的数倍(以微观区域动能计算)。

这是我今天看到的消息。从消息来看,宇宙中有这么高的温度的存在。我觉得,这样的存在是不可能的。

但似乎,这又是客观的存在。我们最能直接感受到的就是太阳的温度。白天,当天上万里无云的时候,太阳照射到地球上,我们会感觉到非常热。而我们的地球距离太阳非常非常地遥远。而这样高温的太阳,却能够存在这么久远,存在了比地球还要久远的年代,而没有被高温融化。

要理解这种现象,首先要明白温度的表示办法。我们人类用摄氏度表示温度的刻度。“摄氏度是摄氏温标(C)的温度计量单位,用符号℃表示,是目前世界上使用较为广泛的一种温标。它最初是由瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯于1742年提出的,其后历经改进。摄氏度的含义是指在1标准大气压下,纯净的冰水混合物的温度为0度,水的沸点为100度,其间平均分为100份,每一等份为1度,记作1℃。摄氏度现已纳入国际单位制(SI)。

根据上面的定义,温度是相对的,人类是按照水的形态变化确定刻度的。人类能够生存在地球上,也是地球长久以来选择的结果,是适者生存的结果。事实上,地球运行过程中,产生过无数种生物,但能够生存并长期存在下来的不多。有一些生物无法适应,温度是一个重要的因素。

我们现在认为的宇宙温度、太阳温度,都是相对于地球人来说。正如消息中关于温度的表述那样:“我们最常表达的温度概念特指一些物体(例如:水、烤箱中气体等)处于“热平衡”的状态。”“什么是宇宙最热目标?这个答案取决于“目标”的定义,温度是衡量每个粒子平均能量的一种方法,但只有当大量粒子已经热化(达到类似的平均能量),温度才会起作用。”

上面提到最热目标的问题,目前我们认为的最热,是以地球人类的确定为准。温度是相对的,我们很多时候都能够感受到。比如,我们通常用碰额的办法,判断别人是否发烧。如果对方额头比自己的烫,说明对方发烧了。我们在感冒发烧时,通常会觉得别人额头是冷的。这就是温度的相对效果。

到宇宙来说,太阳所以温度高,只是因为地球温度太低。越靠近太阳的星体,温度可能越高,相对来说,它们感受到的太阳温度反而没有地球强烈。假如,一个星体温度是一千度,另一个星体温度是一千零一度,它们相对来说,就不会感受到对方星体的热度,因为它们只相差一度。假设一个星体是零度,则另一个星体只有一度了。也就是说,温度的强弱,只是相对一个目标而言的。

在人类看来,宇宙很多星体都比地球温度高,都要热。但近距离的两个星体来说,它们彼此的感受也许就完全不同了,温度并没有人类,没有地球感受到的这么强烈。这就是温度的相对性。正是由于有了这个相对性,星体之间才不会由于过高而彼此融化,而能够保持彼此的存在。而不能在相应的距离间保持相应温度的星体,早就被宇宙规则则消灭掉了。因此,宇宙星体之间的温度态,同样也是一种平衡态。

总的来说:一、温度是相对的,地球觉得热的温度,别的星球可能并不是;二、宇宙温度是平衡态的,是宇宙规则作用的结果;三、不能保持温度平衡态的星体是不可能存在的;四是不能适应温度的生存也是不能存在的。从这个角度来说,人类只能生存于地球,但不能证明其他星体没有适应其温度的存在。这就象地球上的金子,能够耐受高温存在,真金不怕火炼。也许,另一个星球上,有比地球人类同样耐受的生物存在,是区别于人,或者比人类更坚强的存在。我们不能以人的角度、人的视野来理解宇宙以及宇宙生物的存在。

宇宙最高温度达到亿摄氏度以上,这只是人类的感受,只是人类的标准,只是相对于地球来说的,也许对于另一个星球,温度可能只相当于地球的零度。比如,太阳上那么高的温度,太阳的物质依然能存在,那是因为它们并不感到热,或者说它们已经能够对抗这种热度,它们是适合太阳而生存的。


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