A napelemet és a GPS-t a NASA-nak köszönhetjük – íme öt vadiúj technológia, amik a közeljövőben könnyíthetik meg az életünket

Az Egyesült Államok űrkutatási hivatala (NASA) közzétette legfrissebb éves jelentését az tavalyi év legfontosabb tudományos-technológiai fejlesztéseiről, amelyeket sikeresen átvett a civil szféra az űrkutatás területéről. A NASA Spinoff 2024-es kiadványa csupa olyan találmányt, újítást listáz, amelyeket elsősorban a NASA kutatási területein alkottak az amerikai űrügynökség kutatói, mérnökei, ahogy ezt teszik 1976 óta, évente beszámolva a NASA égisze alatt megvalósuló technológiatranszferekről.

A 70-es évek óta NASA-technológiák ezrei hasznosultak az űrkutatás szféráján kívül, partnerségeken és licencszerződéseken keresztül, szinte minden amerikai iparágra hatást gyakorolva. Az idei kiadvány több mint 40 forradalminak számító technológiát emel ki a NASA kutatási és fejlesztési eredményei közül, jelentős részüket az orvostudomány, az anyagtudomány, a robotika, a közlekedés területén tudják majd széles körben kamatoztatni a magánszektor szereplői.

„Küldetésünk kritikus része, hogy ezeket a fejlesztéseket minél előbb olyan vállalatok és vállalkozók kezébe adjuk, akik vállalkozásuk bővítésére, új piacok megnyitására, a gazdaság fellendítésére és mindenki életminőségének javítására használhatják” – mondta Bill Nelson, a NASA igazgatója.

Az elmúlt évtizedekből rengeteg fontos és hasznos újítást lehetne felemlíteni, amelyek a NASA-nak köszönhetően váltak életünk mindennapi részévé. Például:

• a lézeres szemműtétet,
• az infravörös hőmérőt, 
• a napelemeket,
• a karcálló lencséket, 
• a bionikus művégtagokat, 
• a digitális kamerát, 
• a GPS-technológiát,
• a memóriahabos párnát. 

Az alábbiakban az elmúlt év frissen publikált eredményeiből emelünk ki néhányat, amelyek jó eséllyel szivárognak majd le pár éven belül a lakosság köreibe.

Vezeték nélküli artroszkóp

Kiemelt orvosi újítás lehet a világ első vezeték nélküli artroszkópja. A clevelandi Lazurite Holdings a NASA Glenn Kutatóközpontjában dolgozó mérnökök segítségével olyan ortopédiai sebészeti eszközt dolgozott ki, amellyel az artroszkópos térd- és más ízületi műtéteket lehet az eddiginél is kisebb terhelés és nagyobb műtéti biztonság mellett végezni. 

A fejlesztést az ösztönözte, hogy a minimálisan invazív artroszkópos beavatkozások során használt kamerarendszerek vezetékei veszélyforrást jelentenek a műtőkben: hajlamosak a túlmelegedésre, ezért égési sérüléseket okozhatnak a betegeknek, a sebészeket pedig akadályozhatják szabad mozgásban. A NASA nanoműholdjaiban és űrruháiban használt technológia átültetésével az újfajta, vezeték nélküli artroszkópban olyan lítiumionos áramforrás és miniatűr kommunikációs technológia működik, amikkel ezek a hátrányok kiküszöbölhetők.

Életmentő gömbrobotok

A Naprendszer bolygóinak kutatása során az egyik legnagyobb probléma a felderítő robotok eljuttatása más bolygók felszínére nélkül, hogy kár keletkezne bennük. A NASA elég rutinos már az ilyesmiben, amit a Mars felszínére eljuttatott roverek is bizonyítanak. A Curiosity és Perseverance marsjárók sugárhajtású daruplatformjai azonban rendkívül bonyolultak és drágák, ezért gőzerővel folynak az alternatív landolási módszerek fejlesztései. A Squishy Robotics Inc. a NASA Ames kutatóközpontjával együttműködve olyan ötlettel állt elő, amellyel kisebb bolygójáró robotok épségben érhetik el céljukat, és ezt a technológiát itt a Földön is hasznosítani lehet.

A lényeg az, hogy a robot egyben maga a landolóeszköz is, a különleges, rudakból és rugalmas kábelekből készült váz alaphelyzetben kis helyen elfér, landoláskor viszont gömb alakúvá pattan szét, ami földet érve megvédi a benne lévő érzékeny szenzorokat, műszereket és eszközöket a landoláskor fellépő erőhatásoktól. Ilyen strapabíró robotokat tüzek, balesetek és egyéb katasztrófák esetén is be lehet vetni – például ledobni egy ipari robbanás helyszínén –, segítségükkel a mentőalakulatok jobban fel tudnak készülni a várható helyzetre, hogy kell-e például mérgező gázoktól tartani. A bonyolultabb változatok pedig képesek a kábelek és rudak megfelelő mozgatásával gurulni is a terepen, akár a Hold, akár más égitestek felszínén.

Az igazi fék nyúz

Radikálisan új tárcsafék-kialakítással rukkolt elő a kaliforniai Orbis Brakes a NASA Marshall Űrrepülési Központ mikrogravitációs és anyagszerkezeti kutatásai alapján. Az újonnan kifejlesztett féktárcsa legalább 42 százalékkal könnyebb, mint a hagyományos, öntöttvasból készült féktárcsák, fékteljesítménye pedig a sokkal drágább szén-kerámia fékekhez hasonlítható.

Az újfajta féktárcsa speciális irányú csatornákkal szabdalt kialakítása a kerék forgó mozgását és a különleges formából származó turbulens légmozgást hasznosítja. A fékezés során fellépő hőhatást az új tárcsa sokkal hatékonyabban képes csökkenteni, mivel a súrlódó felületeket úgy hűti, hogy a tárcsafékek külső részébe vágott csatornák a hűvösebb külső levegőt szívják be. (A jelenleg elterjedt fékrendszerek ezzel szemben a jármű karosszériájából szívnak be langyosabb levegőt, hogy a túlmelegedést csökkentsék.) Az Orbis Brakes által kifejlesztett, úgynevezett periodikus hullámos kialakítású tárcsafékek nemcsak könnyebbek, nagyobb fékfelületűek és hatékonyabb hűtésűek, de kevesebb szennyező részecskét is bocsátanak a környezetbe. 

Digitális szárnyakkal a leghatékonyabb repülési útvonalakon

A NASA segítségével kifejlesztett új útvonaltervezési technológiával – a Traffic-Aware Strategic Aircrew Requests (TASAR) szoftverrel – jelentős üzemanyag-megtakarítást, kisebb szén-doixid-kibocsátást és gördülékenyebb repülést érhetnek el a légitársaságok.

Felszállás előtt a repülőgépek pilótái a légiforgalmi irányítóknak leadják az adott útra vonatkozó repülési terveiket, hogy merre és milyen útvonalon mennek majd. Ezek a tervek azonban gyakran megváltoznak. Az utasoknak kényelmetlenséget okozó turbulenciáktól kezdve az eredeti útvonalat blokkoló váratlan időjárási helyzetekig sok minden előfordulhat, ami miatt a pilótáknak menet közben kell döntést hozniuk és tájékoztatniuk a légiforgalmi irányítókat az útvonalaik esetleges módosításairól.

David Wing, a NASA Langley Kutatóközpontjának légi forgalmi irányítással foglalkozó kutatója olyan fejlett szoftvert fejlesztett repülőgépekhez, amely lehetővé teszi az üzemeltetők számára a repülési útvonalak valós időben történő közvetlen kezelését. A biztonságos útvonaltervezéshez használt technológia egy része a már a levegőben lévő járatok útvonalainak optimalizálására is használható úgy, hogy a digitálisan összekapcsolódó repülőgépek felhasználhatják az egymástól kapott adatokat. Így a NASA által kifejlesztett technológia segítségével a pilóták minden alkalommal megtalálhatják a legjobb, legbiztonságosabb utat, ezzel pedig időt és pénzt is megtakaríthatnak a légitársaságoknak.

Egy akciókamera, ami túlél mindent

Az Imperx SPC-S2010 digitális videókamera újradefiniálta a „strapabíró” jelzőt. A floridai Imperx és a NASA Marshall Űrrepülési Központ által közösen fejlesztett, 1920x1080 felbontású, széles dinamikatartományú CMOS szenzorral felszerelt, másodpercenként akár 60 képkocka készítésére is képes kamera az Artemis-program első Space Launch System rakétájának föllövése során bizonyította képességeit:

A speciális optikai rendszer a küldetés során végig remek képeket közvetített, miközben extrém terheléseknek volt kitéve a startállás tüzes poklától kezdve az űr jéghidegéig. A beépített fűtőberendezéssel ellátott kamera, amelyhez a NASA fejlesztette a masszív házat és belső elektronikai kialakítást, a jövőben megjelenhet az utasszállító repülőgépeken is, mivel tökéletesen működik a legszélsőségesebb hőmérsékleti körülmények között, és ellenáll a legdurvább mechanikai behatásoknak is. 

Nyitókép: FLYMOTION LLC