10 alltägliche Erfindungen und Spins der NASA

Mar 22, 2023

Getreu ihrem Motto „zum Wohle aller“ hat die NASA seit ihrer Gründung die Verpflichtung, ihre technologischen und wissenschaftlichen Durchbrüche zu fördern und in die öffentliche und kommerzielle Sphäre zu übertragen

Viele Werkzeuge, Maschinen und Einrichtungen in Ihrem Zuhause haben ihren Ursprung in der Forschung der NASA in den letzten 50 Jahren.

Technologie, die ursprünglich dazu gedacht war, die Erforschung des Weltraums zu unterstützen und einen Menschen auf dem Mond zu landen – ein Unterfangen, das 1961 von US-Präsident John F. Kennedy ins Leben gerufen wurde und bei dem er eine Reihe aufregender neuer Missionen ankündigte, darunter das bahnbrechende Apollo-Programm – wurde erfolgreich ausgegliedert einige der Grundnahrungsmittel des täglichen Bedarfs, die wir heute für selbstverständlich halten.

Von Golfbällen über Gamepads und Computer bis hin zu Sturzhelmen wurde die Technologie der NASA von spezialisierten Unternehmen aufgegriffen und angepasst, die sie in den öffentlichen kommerziellen Bereich gebracht und neue und revolutionäre Produkte geliefert haben, die die Art und Weise, wie Menschen ihr Leben leben und mit ihrer Umwelt interagieren, verändert haben .

In diesem Artikel tauchen wir tief in die NASA-Archive ein, um die innovativen Forschungen und Erfindungen zu entdecken, die zehn der gängigsten alltäglichen Haushaltsprodukte möglich gemacht haben.

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Ausgliederung aus:Filterung von Raumfahrzeugen

Mission:Apollo-Programm

Datum:1963 bis 1972

Obwohl es bereits seit Mitte der 1950er-Jahre einfache Wasserfilter gab, entstanden moderne Filtersysteme erst, als die NASA 1963 Ressourcen in ihre Forschung für das Apollo-Programm investierte. Die NASA leitete die Forschung in diesem Bereich, da große Wassermengen unter extremen Bedingungen über lange Zeiträume hinweg unverunreinigt gehalten werden mussten.

Um dieses Ziel zu erreichen, hat die NASA ein System entwickelt, das die Fähigkeit von Holzkohle nutzt, im Wasser vorhandene Schadstoffe und Partikel zu absorbieren, wenn diese speziell behandelt werden. Diese Behandlung – im Wesentlichen ein Oxidationsprozess, der Millionen winziger Poren zwischen den Kohlenstoffatomen in der Holzkohle öffnet – verstärkte die Absorptionsfähigkeit der Holzkohle, die mit ihrer großen, porösen Oberfläche viele Orte bot, an denen sich Schadstoffe durch Anziehung chemisch mit ihr verbinden konnten. Dadurch blieb das resultierende Wasser frei von Verunreinigungen.

Ausgliederung aus:Integrierte Schaltkreise

Mission:Apollo-Programm

Datum:1963 bis 1972

Technisch gesehen hat die NASA den integrierten Schaltkreis, der 1958 dem Elektroingenieur Jack Kilby zugeschrieben wurde, nicht erfunden, sondern stattdessen neuere und fortschrittlichere Varianten davon. In der Tat lässt sich leicht argumentieren, dass das Apollo-Programm der NASA die Mikrochip-Revolution angestoßen hat, indem die Regierung in den gesamten 1960er Jahren mehr als 60 Prozent der integrierten Schaltkreise Amerikas kaufte und so der Industrie bewusst ermöglichte, sich an die Massenproduktion zu gewöhnen und sie im Vergleich zu wenigen anderen Märkten zu stabilisieren existierte.

Eine der ersten hochkarätigen Anwendungen der Mikrochip-Technologie war der Apollo Guidance Computer mit seiner DSKY-Schnittstelle, die für die Berechnung und Steuerung der Navigation an Bord sowie für die Steuerung des Kommandomoduls und des Mondmoduls verwendet wurde. Integrierte Schaltkreise sind heute in fast allen Lebensbereichen zu finden, von Mobiltelefonen und Personalcomputern bis hin zu Mikrowellen und Taschenrechnern, vor allem dank der weltweit kostengünstigen Verarbeitung und Herstellung von Mikrochips.

Ausgliederung von:Stoßabsorbierender Schaumstoff

Mission:Apollo-Programm

Datum:1970er Jahre

In den 1970er Jahren erfand die NASA Temperschaum, ein stoßabsorbierendes Material, das die Sicherheit von Flugzeugkissen verbessern sollte. Der Schaumstoff wurde an den Helmen und Sitzen des Apollo-Raumschiffs angebracht, eine Auskleidung, die dazu beitragen sollte, einige der extremen Kräfte abzumildern, denen Astronauten ausgesetzt sein würden.

Temperschaum ist ein mit zusätzlichen Chemikalien behandeltes Polyurethan, das sowohl eine hohe Viskosität als auch eine hohe Dichte aufweist. Diese Eigenschaften sind ideal, um starke Stöße zu absorbieren und dem Energiefluss zu widerstehen. Der Schaum ist viskoelastisch und temperaturempfindlich, d. h. wenn er gegen eine Wärmequelle, beispielsweise einen Menschen, gedrückt wird. Es passt sich dieser Form an, unterstützt die Passform und reduziert unerwünschte Lücken.

Temperschaum wurde in den frühen 1980er Jahren in die Öffentlichkeit gebracht und bald in medizinischen Geräten wie Temperschaummatratzen und Sportgeräten wie American-Football-Helmen und Fahrradhelmen verwendet

Ausgliederung von:Kabelloser Null-Schlag-Schraubenschlüssel

Mission:Projekt Gemini, Apollo-Programm

Datum:Mitte der 1960er Jahre

Nachdem Kennedy 1961 das Apollo-Programm angekündigt hatte, begann eine Flut von Forschungen zu den praktischen Aspekten der bemannten Raumfahrt. Einer der bemerkenswertesten Durchbrüche war die gemeinsame Erfindung der NASA mit dem Werkzeughersteller Black+Decker zu einem kabellosen Zero-Impact-Schraubenschlüssel, einem Werkzeug, das Schrauben in der Schwerelosigkeit drehen konnte, ohne den Astronauten zu drehen. Daraus entwickelte das Forschungsprogramm Akku-Werkzeuge für verschiedene Zwecke, darunter einen Akku-Bohrhammer, der zum Abbau von Gestein von der Mondoberfläche eingesetzt werden könnte.

Diese Werkzeuge nutzten die neue Technologie kleiner wiederaufladbarer elektrochemischer Zellen, die zu einem Batteriepaket gruppiert werden konnten, das genug Energie liefern konnte, um das erforderliche Drehmoment zu erzeugen, das zum Bohren in die Mondoberflächenkruste erforderlich ist. Heutzutage ist diese Technologie weit verbreitet und die meisten Werkzeuge werden mit einem kabellosen Akku betrieben, der zwischen den Einsätzen aufgeladen werden kann. Interessanterweise entwickelte Black+Decker direkt aus der Forschung der NASA in den 1960er Jahren den kabellosen Handstaubsauger „Dust Buster“.

Ausgliederung von:Kratzfestes Raumanzug-Visier und kratzfeste Glas- und Kunststoffbeschichtungen

Mission:Apollo-Programm

Datum:1963 bis 1972

Nachdem die NASA erkannt hatte, dass Kunststoffe ultraviolettes Licht viel besser absorbieren und beim Herunterfallen nicht zersplittern, wurden Weltraumvisiere aus Kunststoff hergestellt. Unbeschichteter Kunststoff zerkratzte jedoch leicht, und angesichts der Menge an Staub und Schutt in einer Weltraumumgebung wurde beschlossen, kratzfeste Linsen und Beschichtungen zu entwickeln.

Aufgrund der Forschung der NASA sind Weltraumvisiere mittlerweile mit diamantähnlichen Kohlenstoffschichten versehen, die in dünnen Filmen auf die Außenseite des Visiers aufgetragen werden und es massiv härten. Ein Ableger dieser Technologie ist jetzt für Ray-Ban-Sonnenbrillen verfügbar, während Foster Grant in der Vergangenheit die Lizenz erworben hat, frühe Beschichtungen zu reproduzieren und auf das gesamte Sortiment aufzutragen.

Ausgliederung von:Einstellbarer Rauchmelder

Mission:Skylab

Datum:1973

Obwohl der Rauchmelder 1890 von Francis Robbins Upton erfunden wurde, war er nicht einstellbar, bis die NASA 1973 ein Modell mit variabler Empfindlichkeit erfand. Die Einheiten wurden im Skylab installiert, um giftige Dämpfe an Bord zu erkennen.

Sie arbeiteten mit Ionisierung, einem Prozess, bei dem eine kleine Menge des radioaktiven Isotops Americium-241 verwendet wird, um Sauerstoff- und Stickstoffatome in der eingebetteten Luftkammer eines Detektors zu ionisieren, die selbst oben und unten mit zwei an der Batterie befestigten Metallplatten versehen ist. Während der Ionisierung werden die freigesetzten Elektronen von der Platte mit positiver Spannung und die elektronenlosen Atome von der Platte mit negativer Spannung angezogen, wodurch ein elektrischer Strom entsteht. Wenn Rauchpartikel eines Feuers in die Luftkammer gelangen, unterbrechen sie den Strom, indem sie sich an die Ionen heften und diese neutralisieren. Der Rauchmelder erkennt den Stromabfall und löst Alarm aus.

Ausgliederung von:Satellitenkommunikation

Mission:Telstar

Datum:1962

Der erste Satellit, der Fernsehsignale weiterleiten konnte, war Telstar 1. Er wurde 1962 gestartet und war ein gemeinsames Projekt zur Entwicklung eines experimentellen Satellitenkommunikationssystems über dem Atlantischen Ozean. Der Satellit wurde von Bell Laboratories in Zusammenarbeit mit der NASA gebaut.

Der Satellit nutzte einen Transponder zur Weiterleitung von Daten. Es empfing Mikrowellensignale über eine omnidirektionale Anordnung kleiner Antennen, bevor es die Frequenz des Signals in einer Wanderfeldröhre hochskalierte, verstärkte und erneut zum Boden sendete. Die NASA entwickelte diese Technologie weiter und produzierte fortschrittlichere Systeme zur Reduzierung von Rauschen und Fehlern in übertragenen Signalen, was die Übertragung von hochauflösendem Video und Audio ermöglichte.

Ausgliederung von:Mondstiefel

Mission:Apollo-Programm

Datum:1963 bis 1972

Eine der bemerkenswertesten Erfindungen der NASA in ihren Raumanzügen war das spezielle 3D-Abstandsmaterial in den Stiefeln zur Dämpfung und Belüftung. Der Mondstiefel wurde verwendet, um Astronauten beim Stehen eine bessere Kontrolle, Beweglichkeit und Langlebigkeit zu ermöglichen. Er war ein Überschuh, der über den integrierten Druckstiefel des Raumanzugs gestreift wurde.

Die Außenschicht bestand aus metallgewebtem Stoff, mit Ausnahme der gerippten Silikonkautschuksohle, die beim Mondspazieren für zusätzliche Elastizität und Komfort sorgte. Der Zungenbereich wurde aus teflonbeschichtetem Glasfasergewebe gefertigt, während die inneren Schichten daraus bestanden, gefolgt von 25 abwechselnden Schichten Kaptonfolie, um eine effiziente, leichte Wärmeisolierung zu bilden. Daraus haben Schuhhersteller eine Reihe leichter, warmer und federnder Laufschuhe und Turnschuhe geschaffen, die heute weltweit in Geschäften erhältlich sind.

Ausgliederung von:Widerstandsfähige Oberflächen

Mission:Space Shuttle

Datum:1981

Im Rahmen des Space-Shuttle-Programms erforschte die NASA die Maximierung des Widerstandswiderstands der Oberflächen ihres neuen Startsystems, insbesondere des externen Treibstofftanks. Die spezielle, mit Noppen versehene Oberfläche des Tanks ermöglichte es der NASA, ein optimaleres Auftriebs-Widerstands-Verhältnis zu erzielen und so mehr Distanz und Stabilität beim Start zu erreichen.

Nachdem diese aerodynamische Beschichtung der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde, wurde sie von der Wilson Sporting Goods Company untersucht. Die Ingenieure haben herausgefunden, dass der Ball durch das Anbringen von Vertiefungen auf der Oberfläche eines Golfballs sanfter und mit weniger Luftwiderstand gleiten kann. Mithilfe einer 3D-Computergrafiksoftware konnten die Wilson-Ingenieure den Fortschritt des neuen Golfballs vorhersagen und entwarfen einen Golfball mit mittelgroßen Vertiefungen, der sowohl einen hohen Auftrieb als auch ein erhöhtes Gleitpotenzial erzeugte. Heutzutage verwenden alle Golfbälle diese Noppenbeschichtung.

Ausgliederung von:Apollo-Mondlander

Mission:Apollo 15 bis 17

Datum:1971 bis 1972

Wie bei Rauchmeldern gab es Joysticks bereits, bevor die NASA die Technologie aufgriff, aber sie waren von den Produkten, die wir heute sehen, nicht wiederzuerkennen. Tatsächlich haben wir erst durch die Arbeit der NASA an der Joystick-Technologie als Steuerungsmechanismus für ihren Apollo-Mondrover, der bei den letzten drei Apollo-Missionen zum Mond eingesetzt wurde, die digitale Joystick- und Thumbstick-Technologie erhalten, die wir in Autos und Flugzeugen sehen und Videospiel-Steuerpads.

Die Steuerung des Mondrovers war ein T-förmiger Joystick und arbeitete über eine Reihe von Motoren – vier zum Fahren und zwei zum Lenken. Durch Vorwärtsbewegen des Steuerknüppels wurde der Rover vorwärts bewegt, durch Links- und Rechtsdrehung wurde das Fahrzeug nach links oder rechts gedreht und durch Zurückziehen wurden die Bremsen aktiviert. Durch Betätigen eines Schalters am Joystick vor dem Zurückziehen würde der Mondrover in den Rückwärtsgang geschaltet, während durch das vollständige Zurückziehen des Griffs eine Feststellbremse aktiviert würde.

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