Invents de la investigació espacial que trobem al nostre dia a dia. Part 1

Al juliol de 2018, la NASA va celebrar el seu 60è aniversari. Sempre hi ha qui diu que és absurda aquesta despesa pressupostària, havent qüestions per resoldre al nostre planeta. Cert, però també és veritat que la exploració espacial serveix per resoldre i conèixer millor els misteris del món que ens envolta, i a més ha reportat grans beneficis i avenços en el nostre dia a dia en molts aspectes: Salut, Alimentació, Tècnica, Seguretat, Tecnologia, i un llarg etcètera, la majoria dels quals no coneixem o no pensem que siguin fruit de la exploració de l’espai.

Alguna vegada us heu preguntat com afecten la investigació i l'exploració espacial a les vostres vides? Aquesta és la pregunta que fa la NASA. Segons l’agència nord-americana, les tecnologies desenvolupades per l’espai són responsables de milers d’euros en estalvis i beneficis i també desenes de milers de llocs de treball. Són sobretot el punt de partida per a una millor qualitat de vida. A continuació us presentem alguns exemples. 

Dels vehicles espacials a les nostres cuines 

Quan els vehicles espacials entren a l'atmosfera terrestre, han de suportar temperatures extremadament altes. Els escuts tèrmics han estat dissenyats per enginyers de la NASA per protegir-los. La ceràmica inventada per a avions supersònics X-33 i X-34 per exemple, transbordadors espacials  que poden assolir 11 vegades la velocitat del so. Una vegada que aquests materials s’han posat a disposició de la llicència comercial, els industrials els utilitzen i els modifiquen per adaptar-los a dispositius més propers a nosaltres com els nostres forns o les nostres calderes.

De la lluna als focs

L'aportació als cossos de bombers. Quan parlem del primer vestit per a l'espai vam veure que les primeres idees (partint d'un desconeixement relatiu del que havia "allà fora") ja contemplaven que anés un vestit ignífug com a condició sine qua non. A més, els precursors del que seria aquell primer vestit que vestiria Yuri Gagarin ja contemplaven que al portador no hauria de faltar-en cap moment l'oxigen estant sota aquesta escafandre espacial.

La investigació en aquest sentit es va incrementar cap a 1950, segons van explicar a l'agència, quan el Dr. Carl Marvel va sintetitzar polibencimidazol (PBI) estudiant els polímers resistents a altes temperatures per a les Forces Aèries nord-americanes, al que la NASA hi va ficar el nas (i la inversió) per portar-ho al terreny aeroespacial.

Després d'un accident amb incendi en els tests de l'Apol·lo I, l'agència va reforçar la investigació en els materials ignífugs i es va optar pel PBI per als vestits, i un parell d'anys després (el 1978) aquest material es va començar a usar en els cossos de bombers d'Estats Units.

A més, la NASA va iniciar un projecte juntament amb la National Bureau of Standards tenint com a resultat un sistema de respiració (màscara, arnés i bombona d'oxigen) usant un compost d'alumini creat per l'agència per al revestiment dels coets, el qual va ser adoptat posteriorment pels cossos de bombers, així com un sistema de ràdio més resistent (al desenvolupament del qual també va contribuir la NASA). Un equip que a més era molt lleuger, a diferència de l'anterior, i posteriorment l'agència espacial va desenvolupar materials resistents a la calor per a les naus que es van aprofitar també en cossos militars.

De veles a raquetes de tennis 

Per controlar les vibracions i distorsions que experimenten algunes estructures, incloses avions, helicòpters i veles, la NASA ha desenvolupat un dispositiu piezoelèctric econòmic de la mida d’una carta de joc. Avui serveix per millorar el rendiment de les raquetes de tennis, però també els esquís i els bats de beisbol.

Dels coets a la boca

Alúmina policristal·lina transllúcida. Aquest material va ser dissenyat per participar en el seguiment de míssils. Aleshores, els especialistes en ortodòncia es van interessar i la van utilitzar per imaginar dispositius dentals efectius i duradors, alhora que eren atractius visualment, ja que son gairebé invisibles.

Beneficis de la micro-gravetat per als nostres ulls

És gràcies a l’entorn de la micro-gravetat que ofereix l’Estació Espacial que els investigadors han pogut desenvolupar un nou model de lents de contacte. Portades de nit, remodelen la còrnia i donen a les persones amb miopia lleu-moderada una millor visió un cop retirades les lents al matí. També són menys sensibles als bacteris que les lents tradicionals. 

Dels satèl·lits artificials a les paelles

El material que coneixem avui com a Tefló es va inventar per protegir els primers satèl·lits gràcies a la seva resistència tèrmica i química i al seu coeficient de fricció molt baix. Des de mitjans dels anys cinquanta, es troba com a recobriment de les nostres estufes, i més recentment als estris per cuinar.

Des de l'Estació Espacial fins a les nostres cases 

A l'Estació Espacial Internacional, les plantes alliberen etilè. I a falta de convecció, roman en l’entorn directe de les plantes i accelera la seva descomposició. Per eliminar el problema, els enginyers de la NASA van pensar en l’oxidació foto-catalítica que permet que el diòxid de titani exposat a la llum ultraviolada reaccioni amb l’etilè per convertir-lo en subproductes inofensius. Un sistema que avui s’implementa per purificar l’aire d’hospitals, oficines i fins i tot les nostres llars. Perquè també s’ha demostrat eficaç en compostos orgànics, patògens i motlles. 

Dels rovers a les màquines de cafè 

Els reguladors proporcionals integrals han estat dissenyats, entre altres coses, per ajudar els rovers a mantenir una velocitat constant, fins i tot en terrenys accidentats. El seu paper: corregir contínuament la sortida d’un sistema controlat mitjançant bucles de retroalimentació. Una experiència que un aprenent de la NASA va decidir posar a favor d’una màquina de cafè que controla amb una precisió sorprenent, la seva pressió i temperatura de funcionament. Un sistema semblant serveix pels reguladors de velocitats dels nostres cotxes.

Des de laboratoris espacials fins a cremes de pell

Al descobrir que alliberades de les restriccions de la gravetat, les cèl·lules formen estructures 3D complexes, la NASA va tenir la idea de desenvolupar un bioreactor que simula la micro-gravetat. Aquest sistema fa possible l’ús d’agents de fibroblast humà per enriquir cremes anti-arrugues i per a la pell més generalment, fent-los a priori més efectives.

Des d’imatges de satèl·lit fins a pistes d’esquí

Per estudiar els canvis en l'entorn i els paisatges per satèl·lit, la NASA ha desenvolupat una sèrie de filtres òptics. Un d’ells bloqueja fins a un 95% de la llum blava emesa pel Sol. Què permeten als esquiadors i alpinistes especialment exposats, distingir millor els detalls del terreny per on evolucionen.

Del Columbia a les pistes d’atletisme 

Durant la investigació sobre com una peça d’escuma podria haver causat danys tan catastròfics al transbordador espacial Columbia, la NASA va utilitzar un sistema de fotogrametria estèreo d’alta velocitat. Des d'aquest moment, aquest sistema ha permès analitzar també el comportament dels peus dels maratonians quan toquen a terra i, per tant, dissenyar sabates d'alt rendiment.

Mesurar la temperatura de l'oïda com la de les super noves

Quan es parla de la temperatura que hi ha a la superfície d'una estrella, no és perquè una de les nostres naus o sondes hagi anat fins allà a posar un termòmetre. Aquests mesuraments es realitzen amb infraroigs, i amb aquest mateix sistema la NASA va desenvolupar el primer termòmetre aural, en col·laboració amb Diatek Corporation.

Concretament aquesta tecnologia es va desenvolupar al Laboratori de Propulsió de la NASA (JPL, Jet Propulsion Laboratory) a Pasadena (Califòrnia), per missions en les que s'hagués de realitzar aquest tipus de mesuraments (una d'elles és per exemple el IRES, Infrared Astronomical Satellite). Així, de la mateixa manera que aquestes sondes mesuren la temperatura d'estrelles i planetes interpretant els infraroigs que emeten, el termòmetre aural mesura la de l'oïda.

De paracaigudes i pneumàtics

Els astronautes no van inventar la roda, però alguna cosa han tingut a veure amb les seves millores. No només de naus es tracta, tot l'equipament per a vols espacials i a grans altures requereix en la majoria de casos materials o reforços especials i així va ser per als paracaigudes que s'obrien als aterratges dels Viking de la NASA a Mart. Parlem de finals dels 70 i principi dels 80, moment en el qual el fabricant de pneumàtics Goodyear va desenvolupar un material amb una estructura molecular en cadena, la qual li donava una força cinc vegades major a la de l'acer per a aquests paracaigudes especials.

Viking 2000. Crèdit NASA

Havent servit per a l'espai, el fabricant va pensar en la seva aplicació en terra ferma després de comprovar la força i durabilitat del material. D'aquesta manera, el va aplicar al seu producte fabricant un nou pneumàtic que esperava durar 10.000 milles més (uns 16.090 quilòmetres) que els pneumàtics convencionals, segons el fabricant. 

Mantes tèrmiques 

La NASA necessitava un material lleuger per protegir les parts dels seus satèl·lits sensibles especialment a les altes temperatures de l’espai. El material que es va desenvolupar, ha servit per poder gaudir de les actuals mantes isotèrmiques. 

Cèl·lules d'energia solar: dels satèl·lits a la nostra teulada

Per a vols a grans altures i amb una durada de dies calia idear una font d'energia eficient i que no suposés una càrrega de pes important. La “Environmental Research Aircraft and Sensor Technology (ERAST)” de la NASA es va posar mans a l'obra a aquest efecte i finalment van crear les cèl·lules solars de silici, les quals s'usen en les plaques solars convencionals de l'actualitat.

El món necessita súper pròtesis

El guant robòtic espacial i d’altres andròmines similars eren invents d'aplicació en l'espai que podien aportar alguna cosa en el camp de la salut. I una d'aquestes aplicacions és el desenvolupament de noves pròtesis per a animals i éssers humans capaços de simular al màxim possible un membre funcional.

Així, el que en la NASA ha servit per a la seva pròpia robòtica i les activitats extra-vehiculars (EVA), s'està utilitzant per a la creació de pròtesis avançades i còmodes, per la qual cosa també ha estat útil a més de l'avanç de la robòtica i l'electrònica (sensors , etc.) l'estudi i la creació de nous materials.

Veure continuació fent un clic aquí.