阿波羅11號(hào)登月50周年，全世界人們都在慶祝朝星辰大海邁出的這關(guān)鍵一步。
你可能會(huì)問(wèn)了：人類上不上月球，跟我有啥關(guān)系?其實(shí)，關(guān)系還真挺大的。你日常生活中一些稀松平常的小科技，都要拜航空航天事業(yè)所賜。比如，你的跑鞋和吸塵器。
阿波羅登月計(jì)劃是當(dāng)時(shí)人類的技術(shù)結(jié)晶——雖然當(dāng)年將它送上月球的電腦，還不如你現(xiàn)在天天玩兒的手機(jī)。而要進(jìn)軍太空，完成一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，面臨的挑戰(zhàn)來(lái)自方方面面，需要的東西細(xì)到毫厘——如何保護(hù)宇航員、如何喂飽宇航員、如何操縱一個(gè)不占地兒的機(jī)器。而應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的技術(shù)，后來(lái)也為其它領(lǐng)域所用，造福了人們的生活。
01
跑鞋
阿波羅11號(hào)的登月鞋 | Smithsonian Museum of Air and Space
阿波羅航天員穿的鞋子，不僅在月球上留下了腳印，所使用的技術(shù)也沿用到了現(xiàn)代的運(yùn)動(dòng)鞋生產(chǎn)中。畢竟，要登陸到未知又坎坷的月面，鞋必須堅(jiān)固、防震且為運(yùn)動(dòng)提供足夠多的支撐。
為阿波羅工作過(guò)的一名叫阿爾·格羅斯(Al Gross)的工程師，后來(lái)投身于運(yùn)動(dòng)鞋的制造，他用杜邦公司為航空航天供應(yīng)的聚醚彈性體(Hytrel)代替了鞋中底里的泡沫材料(也就是鞋底和鞋墊之間的那部分)，能夠充分吸收體重帶來(lái)的沖擊。美國(guó)運(yùn)動(dòng)品牌AVIA首先將這種材料做進(jìn)了他們的商品里。
NASA制造航天服頭盔時(shí)用過(guò)的制模技術(shù)(橡膠吹塑成型技術(shù)，blow rubber molding)，也被用在了制鞋上。
而另一位NASA工程師弗蘭克·盧比(Frank Rudy)將另外一項(xiàng)NASA的技術(shù)介紹給了耐克公司——把一些相連的小氣泡鑄進(jìn)鞋墊里，達(dá)到減震的效果。這就是后來(lái)大名鼎鼎的Nike Air。
NIKE Airmax 90 的登月紀(jì)念版，印了月面， 至于好不好看嘛…… | NIKE
你現(xiàn)在腳上穿的跑鞋，也得感謝阿波羅登月計(jì)劃啊。
02
從鉆頭到吸塵器
為了在月面上取礦樣，阿波羅的航天員帶了一個(gè)超小、超輕、無(wú)線的小電鉆，畢竟，大電鉆不僅沉、占地方，航天員穿著笨重的航天服也不好操作。為NASA供應(yīng)電鉆的公司Black & Decker用了特別開(kāi)發(fā)的芯片技術(shù)來(lái)調(diào)控電機(jī)的強(qiáng)度、速度，并且盡可能節(jié)約耗電量。
在月面鉆月巖 | NASA
后來(lái)，這個(gè)技術(shù)經(jīng)過(guò)改良，成為了手持吸塵器DustBuster的內(nèi)核。這種小吸塵器跟阿波羅的電鉆一樣，小巧靈活，不用線、不用軟管，比一本書(shū)還短，隨手拿起來(lái)吸個(gè)桌子啊床啊特別方便，成為了經(jīng)典產(chǎn)品。
手持吸塵器 | Interesting Engineering
03
體育場(chǎng)棚頂
在登月計(jì)劃早期的試驗(yàn)中，阿波羅1號(hào)發(fā)生了嚴(yán)重事故，突然燃起的大火在數(shù)十秒內(nèi)就吞沒(méi)了三名航天員，全部不幸罹難。那之后，NASA開(kāi)始改進(jìn)航天員的航天服設(shè)計(jì)，想要取代之前十分易燃的尼龍材料。最后，他們選擇了一種帶特氟龍涂層的玻璃纖維。這種材料像尼龍一樣高強(qiáng)度、輕量、靈活，但卻能夠充分絕緣和阻燃，而且保溫效率更高。
阿姆斯特朗的登月服 | Smithsonian Museum of Air and Space
后來(lái)，為航天服提供材料的公司Birdair轉(zhuǎn)而將這個(gè)技術(shù)用在了建筑上。阻燃，隔熱，輕量，透光，節(jié)省了照明和空調(diào)的成本，特氟龍的涂層還能減少雨水和濕氣帶來(lái)的侵蝕，的確也是完美的建筑材料�，F(xiàn)在全世界很多體育場(chǎng)的頂棚都是這種纖維制作的。這種淺色、輕透、充滿未來(lái)感的屋頂設(shè)計(jì)(張拉膜結(jié)構(gòu)，Tensioned Membrane Structures)，你一眼就能認(rèn)出來(lái)。
Georgian Dome 的屋頂 | NASA
當(dāng)然，這種防火的航天服的設(shè)計(jì)原理，也被用在了消防服和特警的裝備上，繼續(xù)保護(hù)著更多人免受大火的侵害。
04
泳池凈水
我們都知道，許多泳池都是用氯來(lái)消毒的，但是氯本身水溶性比較差，會(huì)在陽(yáng)光下?lián)]發(fā)，有毒性和刺激性，還會(huì)產(chǎn)生有毒的化合物，比如次氯酸、三鹵甲烷等。
阿波羅計(jì)劃設(shè)計(jì)的生命維持系統(tǒng)中，使用了銀離子來(lái)凈化循環(huán)用水，能夠殺滅細(xì)菌和藻類。游離于水中的銀離子(Ag+)可以強(qiáng)烈地作用于細(xì)菌體中蛋白酶上的巰基(-SH)，使蛋白酶喪失活性，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。而當(dāng)細(xì)菌被銀離子殺死后，銀離子又能從細(xì)菌尸體中游離出來(lái)，再殺下一個(gè)菌。所以，很少很少的銀離子就能殺滅很多細(xì)菌和藻類，且不會(huì)對(duì)人體造成傷害。
水凈化裝置 | Carefree Clean Water
為NASA提供此技術(shù)的公司Caribbean Clear Inc后來(lái)用銀銅離子技術(shù)來(lái)凈化泳池、spa等，最高標(biāo)準(zhǔn)甚至可以直接飲用。現(xiàn)在，另一個(gè)叫Carefree Clearwater的公司也開(kāi)始將這種技術(shù)設(shè)計(jì)成可以替換的水龍頭組件，為不發(fā)達(dá)地區(qū)的人民提供簡(jiǎn)便的凈水設(shè)施。
另外值得一提的是，用來(lái)凈化航天員排泄物的另外一種技術(shù)，被用來(lái)改善尿毒癥患者的透析治療。
05
胰島素
阿波羅登月計(jì)劃早期的研發(fā)中，NASA與一個(gè)叫Parker Hannifin Corporation的公司簽了合同，研制并生產(chǎn)出來(lái)了一種可以給引擎控制燃料供應(yīng)的裝置，這種裝置能夠把燃料箱里的燃料，以滴為單位，精確地泵到引擎里，最后被用在了登月艙，以及NASA以后的宇宙飛船以及人造衛(wèi)星上。
登月計(jì)劃結(jié)束之后，NASA幫助Parker公司轉(zhuǎn)向了醫(yī)藥行業(yè)，把這種芯片精確控制滴灌的技術(shù)用在了藥物上，比如給糖尿病病人用一個(gè)自動(dòng)泵全天候打胰島素。
06
輸油管道
太空的溫度之低，在常壓下的幾乎一切液體都會(huì)凝固;而在壓力幾乎為0的地方，稍微加溫，幾乎一切液體又會(huì)被汽化。如何保存以及輸送飛船和火箭當(dāng)中的液體燃料呢?
阿拉斯加輸油管 | Anchorage Daily News
阿波羅時(shí)代的飛船和火箭，幾乎都采取了結(jié)合金屬的聚氨酸泡沫作為隔溫層。而這種隔溫層的材料設(shè)計(jì)，也被用在了阿拉斯加的輸油管道上。在天寒地凍的北極地帶，這種材料能夠保證一年四季管道中的石油都不會(huì)凍結(jié)。
07
魔術(shù)貼
在太空失重環(huán)境下，各種小零件會(huì)飄在空中，輕的讓人行動(dòng)不便，重的還可能會(huì)造成事故。但是，把所有東西都固定起來(lái)或者釘起來(lái)，又很麻煩——比如，鉛筆怎么辦?
NASA從一家瑞士公司那里找到了一種尼龍刺黏扣，叫“維可牢”(Velcro)，一面是密密麻麻的小鉤子，一面是毛絮狀的尼龍纖維，可以把小部件固定在飛船上。聽(tīng)起來(lái)是不是很熟悉?對(duì)，這就是你衣服上、被子上的尼龍扣。雖然這種尼龍扣不是為阿波羅任務(wù)而專門開(kāi)發(fā)的，但是的確因?yàn)榘⒉_和NASA而成為了一個(gè)被廣泛使用的小工具。
阿波羅14號(hào)謝潑德的宇航服配件 | NASA
今年，維可牢公司為了慶祝登月50周年，制作了一個(gè)MV，請(qǐng)樂(lè)隊(duì)Walk Off the Earth翻唱了警察樂(lè)隊(duì)的老歌《月球漫步》(Walking On The Moon)，伴奏中還加入了撕魔術(shù)貼的聲音。
Velcro 的紀(jì)念單曲 | collect space
因?yàn)镹ASA的空天事業(yè)而進(jìn)入民用領(lǐng)域的技術(shù)還很多。從電腦到飛機(jī)，很多我們現(xiàn)在的技術(shù)都受了早期航空航天領(lǐng)域的影響。當(dāng)年人們?yōu)榱诵浅酱蠛；蛘哕妭涓?jìng)賽而舉社會(huì)之力去做的事情，也推動(dòng)了整體科技的發(fā)展，帶動(dòng)了許多其他非軍用產(chǎn)業(yè)的繁榮，這就是技術(shù)的“衍生”(spin-off)。衍生不僅僅發(fā)生在具體的科技產(chǎn)品上，也發(fā)生在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、品控監(jiān)管、評(píng)估、標(biāo)準(zhǔn)化等等大的領(lǐng)域，切實(shí)地改變著人們的科技和工程思維以及實(shí)踐。
實(shí)際上，這種“衍生”在很大程度上并不是航空航天任務(wù)本身的意圖;航空航天事業(yè)，也不一定會(huì)帶來(lái)民用技術(shù)的高速發(fā)展。畢竟，像阿波羅這樣的任務(wù)是高度專業(yè)化、特質(zhì)化的，所用到的系統(tǒng)和設(shè)計(jì)，也不是給普通產(chǎn)業(yè)使用的，其任務(wù)本身的保密性質(zhì)，也不會(huì)讓核心的技術(shù)輕易落入民用行業(yè)。
圖 | NASA
但是，航空航天產(chǎn)業(yè)是一個(gè)巨大的綜合體，除了核心的研發(fā)和制造之外，涉及到的許多方面的技術(shù)，都是全社會(huì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)成果——例如NASA會(huì)將材料和設(shè)計(jì)的任務(wù)外包給一些本來(lái)就是做民用的公司進(jìn)行設(shè)計(jì);而這些公司在這之后，也會(huì)將相似的原理和材料，用在其它技術(shù)和產(chǎn)品之上，比如跑鞋和吸塵器。
在航空航天和民用產(chǎn)業(yè)之間流動(dòng)的人員，也會(huì)將靈感與想法帶入民間，啟發(fā)人們?nèi)?shí)踐各種各樣的新產(chǎn)品、新發(fā)明、新思路。到了后來(lái)，NASA也會(huì)利用自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，幫助一些公司實(shí)踐航空航天技術(shù)的平民化，也從里面獲得一些經(jīng)濟(jì)支持;甚至NASA自己也有一個(gè)叫做《衍生》(Spinoff)的年刊，報(bào)告這些技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。
Spinoff 2018年年刊 | NASA
最主要的，還是需要整個(gè)社會(huì)有充足的創(chuàng)新力量、有一個(gè)活躍的市場(chǎng)，給這些奇思妙想的人提供足夠的資本和支持。在這樣一個(gè)社會(huì)，科技的投入，總會(huì)在這樣那樣的地方收獲珍貴的閃光。
讓我們期待新的登月和探索計(jì)劃給我們帶來(lái)的驚喜吧!
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