ناسا، سازمان ملی هوافضای آمریکا، اجرای برنامه‌های فضایی غیرنظامی این کشور را به‌عهده دارد. شمار بسیاری از نخبگان علمی در رشته‌های گوناگونِ دانش، از اخترشناسی، فیزیک و شیمی گرفته تا زیست‌شناسی و علم مواد، در این نهاد کار می‌کنند و از هنگام پی‌ریزیِ آن در سال ۱۹۵۸، توانسته‌اند به پیشرفت‌هایی شگرف دست یابند، که از آن میان، فرستادن انسان به ماه و کاوش بر روی مریخ با ابزارهای خودکار بی‌سرنشین را می‌توان نام برد.
با این همه، از آن رو که تنها بخش کوچکی از دستاوردهای این نهاد برای زمینیان کاربرد آنی و ملموس دارد، ناسا تصمیم گرفت با الهام گرفتن از ابزارهای مکانیکی کوچکی که در صنعت هوافضا کاربرد دارند، بخشی از اختراع‌ها و دستاوردهای خود را به طراحی و ساخت ابزارهایی اختصاص دهد که در زندگی روزمره‌ی بشر امروز کارآیی دارند. در دنباله‌ی نوشتار به ده تا از این دستاوردها نگاهی می‌اندازیم:
1. فوم ضربه‌گیر
در سال‌های آغازین دهه‌ی ۶۰ «چارلز یوست»، مهندس هوانوردی سامانه‌ای طراحی کرد تا فرود بی‌نقص ماژول فرماندهی آپولو و سرنشینان آن را تضمین کند. چهار سال پس از آن، مرکز پژوهش‌های «آمس» ناسا از این ایده در طراحی صندلی هواپیما بهره گرفت. دانشمندان قصد داشتند صندلی‌هایی طراحی کنند که به هنگام سقوط، احتمال نجات یافتن مسافران را با جذب انرژی ناشی از سقوط افزایش دهد. با این دیدگاه، «یوست» گونه‌ای فوم پلاستیکی طراحی کرد که ویژگی معجزه‌آسایی در انعطاف‌پذیری و جذب فشار اضافیِ واردآمده داشت و می‌توانست دوباره به حالتِ نخستِ خود برگردد. پژوهشگران دریافتند این نوع ویژه از فوم پلاستیکی افزون بر ایمنی، آسایش مسافران را نیز در پروازهای طولانی افزایش می‌دهد.
سال ۱۹۶۷، «یوست» شرکت سامانه‌های دینامیکی را بنیاد نهاد. فوم‌های تولیدیِ این شرکت با نام «مموری‌فوم» (Memory Foam) در مدتی کوتاه به طیف گسترده‌ای از کاربردهای روزمره راه یافت: در دهه‌های ۷۰ و ۸۰، تیم فوتبال «دالاس‌کابویز» این فوم‌ها را در ضربه‌گیرهایی که بازیکنانش می‌پوشیدند، به کار برد. تولیدکنندگان کفش نیز این فوم‌ها را در ساخت کفی‌های بسیار کاربرپسند به کار گرفتند. افزون بر این‌ها از مموری‌فوم‌ها در ساخت تجهیزات بیمارستانی همچون تشک و صندلی‌های چرخ‌دار استقبال شد، تا زخم‌های بیماران بر اثر خوابیدن یا نشستن تشدید نشود. شرکتی در کلرادو نیز اکنون از این فوم‌ها گونه‌ای قایق بادی می‌سازد که به خاطر ویژگی ضدغرق‌شدگی برای به‌کارگیری در بوستان‌های بازی بسیار مناسب است. با همین رویکرد، یک شرکت دیگر در کنتاکی آمریکا این فوم‌ها را در ساخت زین اسب و پروتزهای درمانی برای جانورانِ آسیب‌دیده به کار می‌برد.
2. پوشش‌های ضدخوردگی
تجهیزات کاوش‌های فضایی باید به گونه‌ای ساخته شوند که در همه‌گونه شرایط، از گرمای طاقت‌فرسا گرفته تا سرمای شدید، کارآیی خود را از دست ندهند. نمونه‌ای از این تجهیزات، داربست‌های بزرگی هستند که پیرامونِ سایت‌های پرتاب موشک کار گذاشته می‌شوند، و بر اثر ذرات معلق پراکنده در هوا (ناشی از آب شور اقیانوس‌ها و نیز هوای مه‌آلود) دچار خوردگی می‌شود. در دهه‌ی ۷۰، دانشمندان مرکز پرواز فضایی «گادارد» دریافتند که پوشاندن این تجهیزات با یک لایه‌ی نگه‌دارنده‌ی دربردارنده‌ی گرد روی و پتاسیم سیلیکات، جلوی خوردگیِ آن‌ها را می‌گیرد.
در سال‌های آغازین دهه‌ی ۸۰، یک شرکت ساخت پوشش‌های معدنی با الهام گرفتن از این ایده، توانست یک پوشش غیرسمیِ آب‌بنیاد بسازد و آن را «سیلیکات روی آی‌سی ۵۳۱» نامید. مواد به‌کاررفته در این پوشش بی‌درنگ با فولاد ترکیب و در ۳۰ دقیقه ماده‌ای سخت و سرامیک‌مانند می‌شوند. اکنون این پوشش در ساخت پایه‌های پل‌ها، خطوط لوله، سکوهای نفتی، تجهیزات لنگرگاه‌ها، شناورها و حتا پوشش بیرونی تانک‌ها کاربرد دارد. جالب است بدانید در میانه‌های دهه‌ی ۸۰ میلادی، ۸۵۲ لیتر از این ماده به تندیس آزادی در نیویورک افزوده شد، تا از خوردگی و فرسوده شدنِ زودهنگام این پیکره‌ی نمادین جلوگیری شود.
3. نرم‌افزار «آرتِریوویژن» برای پی بردن به بیماری‌های قلبی
از میانه‌های دهه‌ی ۶۰، دانشمندان آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا قصد داشتند نرم‌افزاری طراحی کنند تا کیفیت تصویرهایی را که فضاپیماها از سیاره‌های دور یا دیگر اجرام آسمانی می‌فرستند، افزایش دهد. در سال‌های اخیر، دانشمندان پزشکی از نرم‌افزارهایی که ناسا برای تقویت و وضوح‌بخشی به تصویرهای دریافتی به کار می‌برد، بهره جُستند تا گردش خون بیماران را با دقتی بیش‌تر زیر نظر بگیرند.
این نرم‌افزارها به پزشکانِ متخصص امکان داد که بیماری‌هایی همچون گرفتگی رگ‌ها را آسان‌تر تشخیص دهند. پی بردنِ زودهنگام به این بیماری از آن رو اهمیت دارد که بیمار به علت رسوب چربی در رگ‌هایش، هر دم در معرض حمله‌ی قلبی و خطر سکته است. نسخه‌ی نهایی این نرم‌افزار، «آرتِریوویژن» نام دارد که ترکیب آن با تجهیزات سونوگرافی، پی بردنِ به‌هنگام به بیماری‌های قلبی ـ عروقی را شدنی و میسر کرده است.
پزشکان بر این باورند که این فن‌آوری در بسیاری از بیماران، زمینه‌ساز آگاهیِ به‌هنگام از بیماری در همان مراحل آغازین می‌شود؛ و می‌توان بی آن که نیازی به دارو یا جراحی‌های سنگین باشد، تنها با ورزش و بهبود خوراک، بیماری را مهار کرد.
4. حلزون مصنوعی گوش
اواخر دهه‌ی ۷۰، «آدام کیسیاه جِی آر» در مرکز فضایی «کندی» روی پروژه‌ی شاتل فضایی کار می‌کرد. او که از دشوارشنوایی رنج می‌برد، از نواقص سمعک‌های آنالوگ معمولی به‌خوبی آگاه بود. این سمعک‌ها آوای ورودی به گوش را بی هیچ وضوحی تنها تشدید می‌کردند. «کیسیاه» برای بهبود این وضع، از پیشرفت‌های ناسا در زمینه‌ی سامانه‌های سنجش الکترونیک، مسافت‌سنجی و حسگرهای لرزش آوا الهام گرفت و توانست سمعکِ نوینی بسازد که با تولید پالس‌های دیجیتال و تحریک پایانه‌های عصبی شنوایی، موجب انتقال سیگنال‌ها به مغز می‌شود.
او این ایده را با همکاری شرکت خصوصی «بایواِستیم» به مرحله‌ی تولید رساند و از آن هنگام تا کنون، بر پایه‌ی گزارش وزارت خوراک و داروی ایالات متحده، ۲۱۹هزار بیمار این حلزون‌های مصنوعی گوش را دریافت کرده‌اند و زندگی آن‌ها بهبود یافته است. این ابزار می‌تواند به بیمارانی که از هنگام زاده شدن ناشنوا بوده‌اند، موهبتِ شنوایی را به ارمغان بیاورد. این ابزار همچنین به کار بیمارانی می‌آید که عصب شنوایی آن‌ها هنوز تحریک‌پذیر است، اما به‌علت آسیب‌های شدید روحی ـ روانی یا بیماری، شنوایی خود را از دست داده‌اند.
5. عدسی‌های ضدخش
شاید باور نکنید، اما در گذشته عدسی عینک‌ها از شیشه ساخته می‌شد. عدسی‌های شیشه‌ای نه‌تنها سنگین بودند، بلکه هر لحظه امکان داشت در پی تصادف یا هر گونه ضربه‌ی مستقیم در چشم کسی که عینک می‌زد، هزار تکه شوند. به همین علت در سال ۱۹۷۲، وزارت خوراک و داروی ایالات متحده به‌کارگیریِ عدسی‌های شیشه‌ای را در ساخت عینک‌های آفتابی و طبی ممنوع اعلام کرد. از آن زمان تا کنون، سازندگان عدسی به عدسی‌های پلاستیکی بادوام‌تر روی آورده‌اند.
دید به‌تر و جذب بیش‌تر پرتو فرابنفش از برتری‌های عدسی‌های پلاستیکی هستند؛ اما همچنان یک گرفتاریِ بنیادین دارند: عدسی‌های پلاستیکی به آسانی خش می‌افتند. این‌جا بود که «تِد ویدِوِن»، دانشمند ناسا در پژوهشگاه «آمِس» پا به میدان گذاشت: او که در آن هنگام روی سامانه‌ی پالایش آب برای فضاپیماها کار می‌کرد، دریافت که اگر با دستگاه تخلیه‌ی الکتریکی بخارهای آلی یکی از فیلترها را با لایه‌ای نازک از پلاستیک بپوشاند، گونه‌ای پوشش سخت و مقاوم به دست می‌آید. ناسا از این ایده در ساخت تجهیزات هوانوردیِ ضدسایش (استوار در برابر فرسایش) بهره گرفت. سال ۱۹۸۳، شرکت سازنده‌ی عینک‌های آفتابی «فاستِر گِرَنت»، به این پوشش‌های ضدخش جنبه‌ی بازرگانی و تجاری بخشید؛ تا جایی که امروزه بیش‌تر عینک‌هایی که در ایالات متحده به فروش می‌رسند، عدسی‌های پلاستیکی دارند، که ده بار بادوام‌تر از عدسی‌های شیشه‌ایِ قدیمی‌اند.
6. امولسیون آهن صفر ظرفیتی
پس از هر بار رهسپار شدنِ شاتل به فضا، مقداری سوخت و زباله‌های شیمیایی در محل سکوی پرتاب و پیرامونِ آن بر جا می‌ماند. این برجامانده‌ها دربردارنده‌ی تری‌کلرواتیلن بودند، که تجزیه‌ی طبیعی آن در زمین، مدتی دراز طول می‌کشد و برای تندرستی زیان‌بار است. تا پیش از میانه‌های دهه‌ی ۷۰، ناسا این زباله‌ها را زیر خاک می‌کرد، به این امید که در خاک تجزیه شوند؛ حال‌آن‌که تری‌کلرواتیلن به این سادگی‌ها تجزیه نمی‌شود. اما بسیار زود دانشمندان ناسا دریافتند که چه‌گونه باید زمین را از این مواد پاک‌سازی کرد: «ژاکلین کواین» و «کاتلین بروکس» محلولی ابداع کردند که به کمک آن، تری‌کلرواتیلن به مواد جانبی غیرسمی تبدیل می‌شود که هیچ زیانی هم برای محیط زیست ندارند. این محلول غلیظ را که «امولسیون آهن صفر ظرفیتی» نام دارد، می‌توان به آب‌های زیرزمینی تزریق کرد تا پیامدهای زیان‌بار مواد شیمیایی سمی که محیط زیست را تهدید می‌کنند، خنثا شود. این فن‌آوری بی‌درنگ به بازارها راه یافت و هم‌اکنون صنعتگران با خرید این محلول می‌توانند زباله‌های شیمیایی سمی ناشی از تولیدات کارخانه‌ای را پاک‌سازی کنند.
7. پمپ انسولین
شاید از خودتان بپرسید ناسا و دیابت چه ربطی به هم دارند؟ پاسخ این است: از آن رو که سفر به مرزهای بی‌کرانِ فضا بر تندرستی فضانوردان تأثیر می‌گذارد، دانشمندان ناسا ناگزیر شدند گونه‌ای سامانه‌ی پایشگر طراحی کنند تا نشانه‌های زیستی فضانوردان را پایش و کنترل کند. سپس گونه‌های همانندِ این سامانه‌های پایشگر به یاریِ بیمارانِ دچارشده به دیابت نوع یک آمد. در پی پژوهش‌های مرکز پرواز فضایی «گادارد»، دانشمندان رشته‌ی پزشکی موفق به ساخت گونه‌ای ابزار کاشتنی شدند که سطح قند خون بیمار را می‌پاید و چنانچه نیاز باشد، با فرستادن سیگنال، موجب آزاد شدن انسولین می‌شود. این فن‌آوری هم‌اکنون با نام «پمپ انسولین» شناخته می‌شود و از سال‌های پایانی دهه‌ی ۸۰ در خدمت بیماران دیابتی است.
گفتنی‌ست، پمپ انسولین با نمونه‌های پیشین فرق دارد. پیش‌تر، ابزارهای توزیع‌کننده‌ی انسولین بر پایه‌ی نیاز بیمار به‌صورت دستی برنامه‌دهی می‌شدند؛ اما پمپ انسولین افزون بر آن که خودکار است، بیماران دیابتی را از تزریق روزانه‌ی انسولین نیز بی‌نیاز کرده است.
8. قیچی‌های یاری و نجات
پس از آن که شاتل فضایی ناسا اتمسفر زمین را به مقصد ژرفنای فضا ترک می‌کند، بوسترها از شاتل جدا می‌شوند. آنچه زمینه‌ساز جدا شدنِ بی‌نقص بوسترها از شاتل می‌شود، الهام‌بخش طراحی و ساخت ابزارهای نجات‌بخش برای ساکنان زمین شده است: در سال ۱۹۹۴، ناسا توانست با همکاری شرکت فن‌آوری‌های «شییر» گونه‌ای ابزار برش بسازد که در یاری‌رسانی و نجات و هنگامه‌های اورژانسی، کاربرد و کارآیی دارد.
این قیچی ارزان‌تر، سبک‌تر و کم‌صداتر از نمونه‌های پیشین آن است و به همین خاطر، استرس کم‌تری به قربانیان و امدادگران وارد می‌کند. برخلاف انواع هیدرولیک، انرژی مصرفی این ابزار از نوعی واکنش آتش‌زا به دست می‌آید که در درون کارتریج رخ می‌دهد. این دقیقاً همان ایده‌ای است که در اندازه‌ی بزرگ‌تر به جدا شدنِ بوسترها از شاتل می‌انجامد. قیچی‌های یاری و نجات از زمان ساخته شدن تا کنون، در عملیات جست‌وجو و یاری‌رسانیِ پرشماری جان قربانیانِ گیرافتاده‌ی بسیاری را نجات داده‌اند.
9. فیلترهای آب
فضانوردان فرسنگ‌ها بالاتر از رویه‌ی زمین کار می‌کنند؛ با این همه، همچنان نیازهای ضروری زندگی زمینی خود را دارند، که یکی‌شان آب سالم است. پرسش این است که ناسا چه‌گونه از پاکیزگی و بی‌خطر بودنِ آبی که فضانوردان می‌نوشند، اطمینان پیدا می‌کند؟ در دهه‌ی ۷۰، این دغدغه دانشمندان را بر آن داشت تا فیلترهایی طراحی کنند که برون‌دهِ آن به‌طور حتم آب سالم است. ناسا با همکاری پژوهشگاه «اومپکوآ» در «اورگان» توانست گونه‌ای فیلتر کارتریج بسازد که کارش پالایش اندوخته‌ی آب شاتل‌ها بود. این فن‌آوری اکنون در پالایش آبی که برای آبیاری گیاهان شهر به کار می‌رود، کاربرد دارد. این فیلترها به‌ویژه در مناطقی که مواد شیمیایی موجب آلودگی منابع آب‌های زیرزمینی شده‌اند، بسیار کارساز و راه‌گشا هستند. در سال‌های اخیر، دانشمندان ناسا طراحی سامانه‌هایی را آغاز کرده‌اند که ادرار انسان را به آب آشامیدنی تبدیل می‌کند. این ایده چنان مورد توجه قرار گرفته است که به نظر می‌رسد اگر روزی سفر به مریخ امکان‌پذیر شود، فضانوردان در تأمین آب آشامیدنی با دشواری‌های کم‌تری روبه‌رو خواهند بود.
10. سی‌سی‌دی
در تلسکوپ فضایی هابل شمار بسیاری حسگر ابرپیشرفته به کار رفته است. از آن میان، یک تکه‌ی ویژه با نام سی‌سی‌دی (کوتاه‌شده‌ی Charge Coupled Devices) به حوزه‌ی تجهیزات پزشکی راه یافته است. سی‌سی‌دی‌ها می‌توانند انرژی نور را آسان‌تر از دیگر روش‌ها به تصویرهای دیجیتال تبدیل کنند. در سال ۱۹۹۷، ناسا یک سی‌سی‌دی ابرحساس برای هابل طراحی کرد که با گردآوری جزییاتِ دقیق‌تر از ساختارها در کهکشان‌های دوردست، کیفیت تصویرهای دریافتی را افزایش می‌دهد. در پی این طراحی، شرکت «لوراد» از این ایده در طراحی یک روش نوین برای اسکن بیمارانی که گکتم می‌رفت به سرطان پستان دچار باشند، بهره گرفت. این روش به پزشکان این توانایی را می‌دهد جزییات دقیق‌تری از روند بیماری بدانند؛ و بی آن که نیازی به نمونه‌برداری باشد، سی‌سی‌دی تصویری واضح از اندام موردنظر در بدن ارائه می‌دهد. در نتیجه، این روش نه‌تنها هزینه‌های پی‌بَری (تشخیص) و درمان را کاهش می‌دهد، بلکه بیمار را از جراحی‌های نمونه‌برداری بی‌نیاز می‌کند.
امروزه فن‌آوری سی‌سی‌دی‌ها در دوربین‌های دیجیتال برای تشکیل و ثبت تصویر به کار می‌رود. اگر این فن‌آوری همگانی نمی‌شد، ما هنوز می‌بایست بادوربین‌های آنالوگ قدیمی عکاسی را تجربه می‌کردیم و گوشی‌های تلفن همراهمان بی‌دوربین می‌ماند!
برگرفته از :
وبگاه علمی «بیگ‌بنگ» برگردان : صدف دژآلود (روزنامه‌ی «جام‌جم»)
ویرایش :
امیریاشار فیلا منبع اصلی :
science.howstuffworks.com 
