Podbój kosmosu może się wydawać marnotrawieniem ogromnych pieniędzy. Tylko program Apollo, którego celem było lądowanie człowieka na Księżycu, kosztował ponad 25 mld dol., co, z uwzględnieniem inflacji, obecnie stanowiłoby równowartość ok. 215 mld dol. Aktualnie realizowany program powrotu na Srebrny Glob – misja Artemis pochłonie ok. 93 mld dol. Tylko jeden start rakiety Space Launch System to wydatek rzędu ponad 4 mld dol. A przecież są to koszty tylko paru misji. Jaki jest efekt tych niebotycznych nakładów? Zaledwie kilka osób postawiło nogę na Księżycu, kilkaset innych mogło znaleźć się w przestrzeni kosmicznej. Czy wobec tego astronomiczne kwoty wydawane na programy kosmiczne to pieniądze wyrzucone w błoto? Nic podobnego! Gdyby nie urządzenia zaprojektowane pierwotnie z myślą o kosmicznych podróżach i badaniu wszechświata, nasze ziemskie życie byłoby znacznie uboższe w praktyczne technologie, z których dobrodziejstw korzystamy każdego dnia. Przyjrzyjmy się zatem kilku z nich.

Selfie z Ziemią

Lubimy robić zdjęcia, co potwierdzają statystyki. Przeciętny użytkownik smartfona w Polsce ma na swoim urządzeniu średnio tysiąc fotografii. W skali globu wynik jest jeszcze bardziej imponujący – każdego dnia na świecie robi się ponad 90 mln selfie. Rekordzistą w robieniu selfie jest Akshay Kumar, gwiazdor Bollywood i jeden z najlepiej opłacanych aktorów świata. Wystarczyły mu zaledwie 3 min, aby zrobić sobie selfie ze 184 fanami. Wykonywanie zdjęć nigdy nie było tak proste, a dostęp do aparatów tak powszechny jak obecnie. Nie byłoby to możliwe bez technologii opracowanej dla NASA.

Astronauci potrzebowali lekkich, zajmujących niewiele miejsca kamer. Prace trwały długo, aż w latach 90. ubiegłego wieku inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory – instytucji od końca lat 50. działającej w ramach NASA – opracowali przełomową technologię – czujnik CMOS. W przeciwieństwie do dotychczas stosowanych rozwiązań matryca CMOS odznaczała się niskim zapotrzebowaniem na energię. Ta zaleta okazała się nieoceniona wraz z pojawieniem się wideo o wysokiej rozdzielczości, ponieważ duża liczba pikseli wymaga znacznie większego zużycia energii, co w przypadku starszej technologii powodowało przegrzanie i błyskawiczne wyczerpanie akumulatorów. Tymczasem technologia CMOS, charakteryzująca się niskimi kosztami produkcji i kompaktowością, szybko stała się wiodącą technologią nie tylko w kosmosie. CMOS zrewolucjonizowała kulturę, prowadząc do masowego rozpowszechniania aparatów cyfrowych oraz telefonów z aparatem, a to wpłynęło na rozwój mediów społecznościowych i narodzin współczesnego selfie.

Kosmiczne menu

Jurij Gagarin był nie tylko pierwszym człowiekiem w kosmosie, ale także pierwszą osobą, która spożyła posiłek poza Ziemią. Jedzenie w przestrzeni kosmicznej sprawia wiele problemów. Ze względu na stan zerowej grawitacji może uciekać, drugim wyzwaniem jest jego przechowywanie. Dlatego posiłek Gagarina znajdował się w metalowych tubkach. Rosjanin najpierw zjadł przecier z mięsa, a na deser sos czekoladowy – wyciskając je z tubek. Takie rozwiązanie nie należało do najlepszych, ograniczało możliwości kulinarne, a na dodatek posiłek nie smakował dobrze.

Pierwszy Amerykanin w przestrzeni kosmicznej – John Glenn, który z aluminiowej tubki wycisnął przecier z wołowiny i warzyw, określił smak takiego kosmicznego posiłku jako ohydny. Przez kolejne lata kosmonauci pożywiali się w ten sposób, aż NASA zwróciło uwagę na znaną wcześniej ludzkości i stosowaną w armii amerykańskiej w czasie II wojny światowej liofilizację – jest to proces schładzania pożywienia, a następnie pozbawiania go wody pod niskim ciśnieniem. NASA na potrzeby misji Apollo dopracowała tę technologię do perfekcji, co umożliwiło astronautom jedzenie pełnowartościowych całych dań. Liofilizowana żywność jest lekka i zajmuje niewiele przestrzeni, co ma kluczowe znaczenie w lotach kosmicznych. Obecnie technologia ta jest wykorzystywana na przemysłową skalę, z jej zalet korzystają już nie tylko astronauci i wojskowi, ale także alpiniści czy podróżnicy.

Mleko dla dzieci

NASA na początku lat 80. XX wieku, w ramach programu System podtrzymywania życia w zamkniętym środowisku (Closed Environment Life Support System – CELSS), zleciła grupie naukowców badania nad zastosowaniem glonów podczas długich lotów kosmicznych. Chciano sprawdzić, czy mogą one być wydajnym źródłem tlenu na statkach i w bazach kosmicznych.

W trakcie wieloletnich eksperymentów naukowcy zdali sobie sprawę z szerszego potencjału glonów dla zdrowia ludzkiego. Zauważono właściwości pewnych gatunków alg, których nikt się nie spodziewał. Wytwarzały one kwasy tłuszczowe prawie identyczne z kwasami zawartymi w mleku matek karmiących. Od tego odkrycia badaczy dzielił już tylko jeden krok do stworzenia mleka modyfikowanego, będącego ratunkiem dla dzieci, które z różnych przyczyn nie mogły być karmione w sposób naturalny. Dzięki badaniu alg (zawartym w nim kwasom omega-3) nastąpił przełom w karmieniu dzieci, bo jak wykazywały wcześniejsze analizy, śmiertelność wśród dzieci karmionych sztucznie była bardzo wysoka. Przekraczała 50% u maluszków karmionych wyłącznie butelką w pierwszych 3 miesiącach. Również naukowcom z NASA zawdzięczamy opracowanie sposobu próżniowego pakowania żywności, które jest wykorzystywane także przy pakowaniu sproszkowanego mleka modyfikowanego.

Zmierzyć temperaturę planecie

Każdy obiekt, którego temperatura przekracza 0, bezwzględne emituje promieniowanie cieplne. Od tego stwierdzenia naukowców z NASA dzielił już tylko krok do idei badania planet za pomocą promieniowania podczerwonego i na tej podstawie określania ich temperatur. Zadania opracowania odpowiedniej aparatury podjęli się w latach 70. XX wieku inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory, którzy na potrzeby sondy Infrared Astronomical Satellite (IRAS) opracowali czujnik podczerwieni zdolny do mierzenia temperatur planet na odległość. Z potencjału opracowanej przez inżynierów NASA technologii skorzystała firma Diatek, tworząc pierwszy komercyjny termometr z czujnikiem podczerwieni. Termometr ważący nieco ponad 200 g dawał odczyt w mniej niż 2 s. Obecnie tego typu urządzenia znajdują się na wyposażeniu niemal każdej domowej apteczki.

I wiele więcej...

Technologie, które początkowo zostały opracowane na potrzeby podboju kosmosu, obecnie służą nam na polach medycyny, przemysłu, nauki, a nawet rozrywki. Gdyby nie wysiłek inżynierów m.in. z NASA, nie mielibyśmy np.: pompy insulinowej, jednorazowych pieluszek dla dzieci, ubrań termoaktywnych, kasków rowerowych, opakowań przedłużających świeżość jedzenia, czujników dymu, filtrów wody, bezprzewodowego odkurzacza, sztucznej komory serca i wielu innych praktycznych urządzeń.