Invents de la investigació espacial que trobem al nostre dia a dia. Part 2

Acabem amb aquesta segona part les dues entrades que hem dedicat a divulgar el retorn cap a la societat civil, dels avenços tecnològics i les millores en diferents camps que ha representat i continua representant la investigació espacial.

Eines i electrodomèstics portàtils

Avui en dia s'han popularitzat molt els robots aspiradors, però van ser els seus avantpassats directes els que van arribar a ser producte de consum gràcies a alguna de les tecnologies creades per a les missions espacials de la NASA Apol·lo i Geminis. Parlem de les aspiradores sense fils de mà, el que es coneix com Dustbuster pel producte que va desenvolupar Black & Decker. El fabricant es va encarregar també de crear un trepant portàtil capaç d'extreure mostres de la superfície lunar. Per a això va desenvolupar un programari per optimitzar el disseny del motor del trepant, i l'optimització d'aquesta tecnologia portaria al disseny de la Dustbuster (1981).

Somriu i investiga: els sensors CMOS i el sistema d'anàlisi de vídeo del FBI

Malgrat que en un principi només certs analistes es van veure beneficiats del VISAR (Vídeo Image Stabilization and Registration) que havia desenvolupat la NASA. Concretament els agents de l'FBI encarregats d'analitzar enregistraments. El govern nord-americà va desenvolupar el VAS (Vídeo Analyst System) a partir del VISAR, una eina que permet inspeccionar els enregistraments fotograma a fotograma, millorar la visibilitat i altres funcions (el VAS s'usa també en àmbit militar). Es tracta d'una innovació del nostre dia a dia, i ha passat a ser una rutina d'un professional del vídeo, i fins i tot dels usuaris dels smartphones o de les càmeres digitals; l'estabilitzador d'imatge.

D'altra banda, un invent que sí que també podem gaudir són els sensors CMOS, els quals van néixer com a solució alternativa als CCD ocupant menys espai a la dècada dels 90. A més de la mida, els sensors CMOS es diferenciaven dels CCD en què el processat va començar a ser intern (en cada un dels píxels) i més ràpid.

Dissenyant muntanyes russes com qui dissenya naus espacials

L'aportació de l'agència espacial nord-americana arriba fins al disseny de Cadillacs i muntanyes russes. No és que la NASA hagi creat cotxes o vagons per a les atraccions, però el programari usat per a aquests dissenys sí que té el seu germen en enginyers de programari de l'agència. Concretament parlem del NASTRAN, sigles corresponents a NASA Structural Analysis Program, programari que es va crear per analitzar l'estrès, la vibració i les propietats acústiques de les estructures i parts de les aeronaus abans de crear els prototips i que es va estendre als croquis de vehicles per a la resta de terrícoles.

La fruita deshidratada també va començar sent per astronautes

Els aliments deshidratats són una cosa bastant habitual, per exemple la fruita que es ven directament així com tomàquets, pomes i altres productes. També podem tenir el nostre propi deshidratador a casa, atès que hi ha petits electrodomèstics per això des de fa anys (de manera anecdòtica, els fans de 'Friends' potser recordeu aquell excèntric company de pis de Joey i la seva deshidratadora).

Més enllà de les propietats organolèptiques i del que ens puguin agradar o no, el que tenen els aliments deshidratats és que duren molt més (sense aigua es frena el creixement de molts microorganismes), la qual cosa és una qualitat imprescindible en els aliments que s'han de portar a una missió espacial.

Per a les missions Apol·lo, la NASA va investigar en aquest sentit fins a trobar la dessecació en fred dels aliments, de manera que s'obtenia menjar que pesava un 80% menys així, que en el seu estat original, conservant el 98% dels seus nutrients, i aquesta tecnologia és la que es va adoptar de manera industrial per a un ús més domèstic i en àmbits fora de la carrera espacial. Aquí teniu alguns exemples de menú en les missions Apol·lo, amb el tipus d'aliment (per menjar en sec, per rehidratar o intermedi), i la veritat és que semblen bastant assortits dins de la dificultat de preparar aliments per a aquestes condicions (i en aquest moment, fa més de 30 anys).

Sistemes de comunicació a llarga distància

És evident que quan envies vehicles a centenars de milers de quilòmetres necessitaràs sistemes de comunicació més potents, sobretot tenint en compte el volum de dades que s'haurà de transmetre (no és només comunicació per text o ràdio, està l'enviament d'imatges, vídeos, etc.). Les agències espacials no descuiden això, i la NASA va desenvolupar un sistema específic per al Lunar ReconnaissanceOrbiter (LRO) que va permetre transmetre uns 460 GB d'informació al dia a una velocitat de 100 MB per segon.

Però la necessitat de transmetre grans quantitats de dades a llarga distància també es dóna a la Terra, per exemple en els vols i navegacions transoceàniques o en les comunicacions de satèl·lits, de manera que aquests amplificadors especials (i espacials) també potencien la millora en altres comunicacions més habituals.

LEDs per a teràpia

Potser hagis patit alguna lesió muscular i el fisioterapeuta t'hagi aplicat escalfament mitjançant infrarojos o LEDs vermells. Per a aquestes tècniques es fan servir uns díodes que emeten calor, afavorint la relaxació i incrementant la circulació sanguínia a la zona de aplicació. Aquests LEDs es van començar a usar a la NASA per al creixement de plantes en les naus espacials (investigacions de fotobiomodulació, PBMT), i posteriorment empreses com Quantum Devices els van adaptar als usos terapèutics, com WARP 10, que es va començar a utilitzar a la Marina i el Departament de Defensa nord-americans.

L'escuma amb memòria

Potser li deguem més d’un somni plaent també a la NASA. Us sona el material "escuma amb memòria"?. Des de fa un temps es porta usant entre altres coses en matalassos, atès que és un material que s'adapta al nostre cos i pren la seva forma. És un material anomenat també Temper Foam, ja que és sensible a la calor, i la seva composició té una base de poliuretà.

Què té a veure l'espai amb la nostra comoditat onírica? Doncs que aquest curiós material va ser desenvolupat per l'agència espacial nord-americana en la dècada dels 70 (concretament pel centre d'investigació Ames) per tal de proporcionar un alleugeriment a la submissió que els astronautes patien per les forces gravitatòries. De fet, a més d'en matalassos, també s'usa a nivell militar, en avions i vehicles comercials i fins i tot a les atraccions dels parcs.
 

Monitorització ultrasònica en hospitals com en estacions espacials

El monitoratge és una tasca habitual en molts àmbits, requerint certs instruments de mesura amb un indicador bé en monitor o en algun tipus de LCD. Un exemple habitual és el que s'usa en hospitals per controlar de forma contínua la pressió sanguínia i altres paràmetres, de manera que es pot determinar l'estat del pacient fins i tot quan aquest està en inconsciència.

Aquestes i altres tecnologies relatives als mesuraments, com els dosímetres per radiació o les anàlisis d'aigües subterrànies, es basen en el monitoratge ultrasònic que va desenvolupar la NASA el 1978. Tant en l'agència com a la resta d'àmbits aquests mesuradors ultrasònics han anat evolucionant i usant-se en més casos, com  per mesurar la càrrega en juntes de la NASA de 2015.

Purificació d'aigua: de la suor a l'aigua potable

La tecnologia de la carrera espacial no va ser estrictament la precursora de depuradores i sistemes de purificació d'aigües, però el sistema que es va desenvolupar juntament amb altres companyies per netejar l'aigua i reaprofitar-la, sí s'ha usat comercialment i en situacions de dificultat com camps de refugiats o després de desastres naturals. Així, el primer sistema de filtració d'aigua amb tecnologia de la NASA es va instal·lar a l'Iraq el 2006, i posteriorment es van instal·lar a l'Índia, Mèxic i a d’altres països.

Es va crear amb la idea de fer-lo servir en missions de llarga durada com les estades a l'Estació Espacial Internacional (ISS), combinant intercanvi iónic, processos d'ultrafiltració i adsorció química, de manera que s'obté aigua potable de l'aigua residual que queda amb l'intercanvi respiratori, de la suor i fins i tot de l'orina.

La microencapsulació: sí, s'usa també a la Terra

Malauradament amb el temps hem hagut de posar-nos les piles a idear maneres de netejar el petroli de l'aigua, a mesura que s'han anat succeint catàstrofes com la del Prestige. La dificultat de netejar aquests abocaments és considerable, tenint en compte que és un líquid sobre un altre i que el mar a més no és un substrat estàtic ni de bon tros tranquil, per la qual cosa es requereixen sistemes específics per eliminar el fuel com esponges especials.

Què aporta la investigació espacial en aquest aspecte? El PRP, o Petroleum Remediation Product, que utilitza la tecnologia de microencapsulació creada per la NASA en els 90,que es basa en milers de petites càpsules de cera d'abella que "cacen" contaminants com oli de motor o hidrocarburs del petroli, ajudant a netejar les aigües.

L'APPCC, de l'espai a la taula

El què? És l'APPCC és una cosa habitual? Sí, ho és i molt necessari. Les sigles es corresponen a "Anàlisi de Perills i Punts Crítics i de Control" (Hazard Analysis and Critical Control Point, HACCP, en anglès), i és una part essencial en la indústria alimentària, de manera que es controla la salubritat i que no hagi contaminació ni riscos en qualsevol punt de la producció.

 

En aquest aspecte, la NASA va demanar ajuda a Pillsbury per solucionar dos temes: l'eliminació de restes de menjar (que suposen un risc de contaminació a les naus) i que no existís cap risc de malaltia per bacteris o les seves toxines. Per a això Pillsbuty va desenvolupar el concepte d'APPCC en 1991, i això s'ha estès globalment fins a formar part com dèiem dels processos obligatoris en la seguretat alimentària de qualsevol país desenvolupat.

Detectors de fum

El 1970 la NASA i Honeywell van desenvolupar un detector de fum per ionització, un dispositiu capaç de detectar fum i gasos tòxics al Skylab (la primera estació espacial nord-americana) per al qual es va usar l'isotop americi-241. Aquest va ser el precursor dels detectors habituals que veiem en els sostres (que en ocasions activen a més l'emissió d'aigua), més barats i basats en la detecció fotoelèctrica.

Altres productes i col·laboracions i els "no invents" de la NASA

Parlem de l'aportació de la NASA, més quantiosa que la d'altres agències si parlem de la transcendència dels seus avenços tecnològics a altres àrees, també ha afavorit la creació d'altres productes com el Thermawing, un sistema de anticongelació per a vols a molt baixes temperatures o la col·laboració amb Google per als sistemes de retransmissió a temps real des de la ISS o la creació de mapes 3D de la Lluna o Mart. L'Internet de les Coses també el treballen, i van desenvolupar un sistema de control remot per Internet, el Embedded Web Technology (EWT), que l'empresa TMIO va aprofitar per crear forns connectats a internet.

Altres col·laboracions d'aquesta agència en l'avanç de tecnologies són el sistema d'assistència ventricular artificial per als pacients que es troben esperant un trasplantament (juntament amb el Dr. Michael DeBakey, el Dr. George Noon i MicroMed Technology). Això sí, el que no van inventar (puntualitzem) és el velcro o el Tang, intentant frenar les llegendes urbanes sobre això.

La tomografia axial computeritzada o TAC: aquesta tecnologia detectora de tumors va ser emprada per primera vegada per trobar imperfeccions en els components espacials.

Microxip d'ordinador: els moderns microxips descendeixen dels circuits integrats emprats en l'ordinador d'assistència vol de les càpsules Apol·lo.

Aïllament: els aïllants empleats a la llar fan servir els mateixos materials reflectants usats per protegir les naus espacials de la radiació.

Joystick: aquest dispositiu de joc per a ordinadors, i també per comandar avions es va emprar per primera vegada al Rover Lunar Apol·lo.

Televisió per satèl·lit: la tecnologia emprada per arreglar errors en els senyals de comunicació amb les naus espacials ajuda ara a reduir les interferències en les imatges i el so de la televisió per satèl·lit.

Lents resistents a les ratllades: la coberta dels visors dels cascs dels astronautes fa que les nostres ulleres siguin ara 10 vegades més resistents a les ratllades.

Aïllament per a sabates: les companyies fabricants de calçat esportiu van adoptar els dissenys de les botes espacials per esmorteir l'impacte afegint sistemes de impuls i ventilació.

Vestits de bany: la NASA va emprar els mateixos principis que redueixen la resistència a l'espai que ara fan servir els fabricants de vestits de bany ultraràpids com els que fabrica Speedo, i que tant d'enrenou varen provocar entre alguns professionals per donar avantatges "injustos".

Filtres d'aigua: les versions domèstiques d'ara van utilitzar una tècnica pionera de la NASA que matava els bacteris de l'aigua en els tancs que els astronautes feien servir per beure.

Fins aquí aquesta relació en dos capítols, que esperem serveixi per donar-vos arguments en les converses que pugueu mantenir amb els contraris a la despesa de l'exploració espacial.

Veure article anterior.