معرفی الهام از دستاوردهاي فضايي در فناوري‌ها

[YAGHOT SEFID 29,302]

الهام از دستاوردهاي فضايي در فناوري‌ها

جام جم آنلاين: كنجكاوي و بررسي در سوابق تولد و چگونگي ظهور تعدادي از مهم‌ترين و تاثيرگذارترين ادوات و تجهيزات فناورانه امروزي، ما را به يكي از جايگاه‌هاي برتر تحقيقات علمي رهنمون مي‌شود كه به اندازه عنوان بزرگش براي بشريت و آينده ما از درجه اعتبار و اهميت برخوردار بوده و بي‌ترديد به لحاظ مجموعه اقدامات و نتايجش يكي از چالش‌برانگيزترين و خطيرترين حوزه‌هاي دانش و فناوري محسوب مي‌شود؛

صحبت از دانش فضا بنيان و برنامه‌هاي فضايي و نقش آن در بذرافشاني و جوانه‌زني فهرست بلندبالايي از فناوري‌هاي آشناي پيرامون ماست كه هرچند با الهام از دستاوردهاي فضايي رشد و توسعه يافته‌اند، اما هركدام مسيري متفاوت را در جريان زندگي حال و فردا پيدا كرده‌اند.

نيم‌نگاهي به طيف متنوعي از دستاوردهاي فناورانه از بست‌هاي سراميكي دندان، قلب‌هاي مصنوعي و پمپ‌هاي انسولين گرفته تا كيسه‌هاي هواي ايمني و لباس‌هاي شناي ويژه‌سازي شده المپيكي حاكي از اين واقعيت است كه خط شروع اين قبيل اسباب و ادوات فناورانه در آزمايشگاه‌هاي هوافضا كليد خورده است و به بيان ديگر در پاسخ اين سوال كه نقطه مشترك چنين طيف متنوعي از فناوري‌هاي مختلف با كاربردهاي متمايز در چيست، بايد گفت همگي آنها ريشه در فضا دارند و به خاطر آن آغاز و رشد و توسعه پيدا كرده‌اند. تمامي اين قبيل ادوات و تجهيزات و البته صدها نمونه مثال‌زدني ديگر در حكم انشعابات و برنامه‌هاي فرعي مشتق شده از فناوري‌هاي توسعه يافته براي برنامه‌هاي فضايي چند ميليارد دلاري هستند كه از حدود 50 سال قبل و زماني كه يوري گاگارين روسي عنوان نخستين انسان پرتاب شده به مدار زمين را از آن خود كرد، از دل اين دستگاه عريض و طويل فضايي بيرون آمده‌اند.

سير پيشرفت و توسعه دانش و فناوري‌هاي فضايي انسان طي دهه‌هاي گذشته تا به امروز نشان مي‌دهد بسياري از اين انشعابات و جوانه‌هاي فرعي كه طي برنامه‌هاي كلان فضايي پديدار شده‌اند از ابتدا با يك درخواست و جستجو از جانب مهندسان آمريكايي، روسي و اروپايي براي مواد و مصالح ويژه شروع شده‌اند؛ مواد و مصالحي كه بتواند از عهده اجراي وظايف و ماموريت‌هاي جديد برآمده يا در مقابل شرايط مخاطره‌آميزي همچون درجه حرارت‌هاي فوق‌العاده، تشعشعات كيهاني و فشارهاي جاذبه بالا يا جاذبه صفر تاب تحمل و مقاومت را داشته باشد. به عنوان كلاسي از اين‌گونه مواد متفاوت كه مطلوب شرايط ماموريت‌هاي فضايي باشند مي‌توان به موادي اشاره كرد كه اصطلاحا «فلزات حافظه‌اي» ناميده مي‌شوند و در واكنش به گرما پيچ و تاب خورده و شكل خودشان را بازيابي و ترميم مي‌كنند. اين قبيل فلزات براي مواضعي همچون دريچه‌هاي دوش جهت پيشگيري از سوختگي آب جوش، اقلام اصلي كالاهاي جراحي و لوله‌گذاري جهت تقويت كردن عروق مبتلا به تنگي مجرا مورد استفاده واقع مي‌شوند.

امروزه چاقوهاي جراحي سخت و تيزتر از فولاد، ايمپلنت‌هاي پزشكي و حتي چوب‌هاي بازي گلف تقويت شده به لحاظ كارايي و عملكرد كه از تيتانيوم محكم‌تر و در عين حال انعطاف‌پذيري و كشساني پلاستيك را دارند، همگي از يك كلاس مرتبط با آلياژهاي عصر فضا موسوم به فلزات مايع مشتق مي‌شوند. از جمله فناوري‌هاي مربوط به مواد مي‌توان به سيم‌هاي انعطاف‌پذير و خم شدني قاب عينك‌هاي امروزي اشاره كرد كه ممكن است به عنوان مشخصه و تركيب يك پوشش و اندود شيشه‌اي نيز مطرح شوند و از ابتدا براي محافظت چشم فضانوردان از درخشش و تابش خيره‌كننده و شديد نور توسعه يافته‌اند. نكته جالبي كه حول اين قبيل محصولات به چشم مي‌خورد سرنوشت آنهاست، به نحوي كه در بيشتر موارد اين طور به نظر مي‌رسد كه محصول نهايي از فناوري مورد نظري كه آن را بذرافشاني كرده به كلي پرت افتاده و مسير ديگري را اختيار كرده است.

نكته: دانش فضايي و برنامه‌هاي بزرگ فضايي نقش قابل توجه و چشمگيري در توسعه و پيشرفت ساير رشته‌هاي علوم ايفا كرده و خزانه پربار و ارزشمندي را براي جوانه زني طيف متنوعي از فناوري‌هاي برتر امروز و فردا فراهم آورده است

به عنوان مثال، زماني كه يك شركت توليدكننده مطرح پوشاك شنا دست به كار تهيه لباس شناي سريع‌تر و كارآمدتري شد، به سراغ كارشناسان انستيتوي تحقيقات لانگلي ناسا رفت كه در زمينه مطالعات اصطكاك و نيروي كششي مقاوم حركت متخصص و خبره بودند. خط توليد در سال 2008 راه‌اندازي شد و نتايج تحقيقات و محصول نهايي به نحوي بود كه مورد توجه ورزشكاران حرفه‌اي قرار گرفت و براي شركت‌كنندگان رقابت‌هاي شنا سريعا به وسيله‌اي اجباري و لازم براي فتح مسابقات بدل شد؛ به نحوي كه 6ماه بعد 9 نفر از 10 برنده مدال طلاي شناي المپيك پكن آن لباس‌ها را پوشيده بودند. نمونه ديگر اين قبيل افزارها و جامه‌هاي ورزشي كه از مدل مخصوص تقويت شده فضايي بهره گرفته‌اند مي‌توان به كفش‌هاي ورزشي ساخته شده با يك ماده بالشتكي و ضربه‌گير اشاره كرد كه ناسا براي لباس‌هاي فضايي‌اش طراحي كرده است.

ادوات و دستگاه‌هاي پايشگر سلامتي نيز از جمله محصولات فناورانه‌اي به شمار مي‌روند كه از ابداعات و اختراعات مرتبط با فضا سر منشا گرفته‌اند. فناوري برتري كه يك زماني براي سنجش و اندازه‌گيري درجه حرارت ستارگان و سيارات دوردست استفاده مي‌شد، اكنون به ابزاري براي پايش حرارت بدن انسان بدل شده است و قادر است ظرف كمتر از 2 ثانيه دماي بدن را از طريق اندازه‌گيري انرژي ساطع شده از ناحيه پرده گوش كنترل كند. پمپ‌هاي خودكاري كه بي‌وقفه كار انتقال ميكرودوزهاي انسولين را صورت مي‌دهند و نياز به تزريق‌هاي دردناك روزانه را براي بيماران ديابتي برطرف كرده‌اند نيز اصل و اساسي فضايي دارند. اين ادوات خودكار براساس مولفه‌هاي ساختاري ماهواره شكل گرفته‌اند كه ناسا براي ماموريت وايكينگ مريخ توسعه داده است. نمونه جالب ديگر، فناوري ايجاد شده براي رهگيري و تعقيب وضعيت سلامت فضانوردان در اعماق فضاست كه اكنون از ماشين‌هاي تناسب اندام سر درآورده است. در اين فناوري يك فرستنده مادون قرمز ضربان قلب با نواري در مقابل قفسه سينه آويخته شده است كه از آهنگ ضربان قلب براي تعديل و تنظيم مستقيم شدت تمرينات استفاده مي‌كند. شايد يكي از مثال‌هاي شاخص و حساس محصولات فناورانه‌اي را كه خاستگاهي در برنامه‌هاي فضايي دارند بايد در بدن افرادي جستجو كرد كه به لطف وجود آن هنوز زندگي مي‌كنند. يك پمپ قلب مصنوعي كه 10 بار كوچك‌تر از مدل‌هاي پيشين است، مستقيما از سامانه‌هايي الهام گرفته است كه مصرف سوخت در شاتل‌هاي فضايي را كنترل و نظارت مي‌كنند. برخي از اين قبيل كاربردها راه خود را از حوزه كهكشان به حوزه آرايشي و بهداشتي باز كرده‌اند.

به عنوان نمونه يكي از شركت‌هاي طرف قرارداد كاري با ناسا نوعي بست دندان نيمه‌شفاف مقاوم به شكستگي و ترك برداشتن را ابداع كرده كه تا به امروز توسط صدها هزار جوان مورد استفاده واقع شده و لبخندشان را زيباتر كرده است.

فوم‌هاي جاذب ضربه‌اي كه به منظور محافظت فضانوردان از اثرات تكان‌دهنده مغزي ناشي از نيروي جاذبه توسعه يافته‌اند، موارد استفاده گسترده‌اي در زمينه توليد افزارهاي محافظتي سر از جمله كلاه‌هاي ايمني موتورسواران و ورزشكاران پيدا كرده است. نمونه ديگر اين كاربردها يك ماده سبك وزن فيبري با استحكامي 5 برابر قوي‌تر از فولاد است كه در اصل براي چتر فرود خودروي فضايي وايكينگ ساخته شد و قرار است بزودي در لاستيك‌هاي راديال خودروي‌هاي آينده مورد استفاده واقع شود. دامنه كاربردهاي منشا گرفته از برنامه‌هاي فضايي تا حدي متنوع و گسترده نشان مي‌دهد كه حتي طرفداران غذا و خوراك شناسان نيز دليلي براي خوشامدگويي به دانش فضا بنيان دارند. در همين رابطه توليدكنندگان مواد غذايي و فرآورده‌هاي گوشتي نيز به فناوري‌هاي فضايي چشمداشت دارند. اكنون و با وام گرفتن از فناوري توسعه يافته توسط سازمان فضايي اروپا (اسا) براي مطالعه نحوه حركت سيالات در بدن فضانوردان در شرايط بي‌وزني، آنها مي‌توانند با دقت تقريبا قطعي ميزان رطوبت موجود در محصولات گوشتي پرارزش خود را اندازه‌گيري كنند.

با اين اوصاف بايد اعتراف كرد كه دانش فضايي و برنامه‌هاي بزرگ فضايي نقش قابل توجه و چشمگيري در توسعه و پيشرفت ساير رشته‌هاي علوم ايفا كرده و خزانه پربار و ارزشمندي را براي جوانه زني طيف متنوعي از فناوري‌هاي برتر امروز و فردا فراهم آورده است.