Кто-нибудь когда-нибудь говорил вам не смотреть прямо на солнце, потому что это может повредить глаза? Это правда, что солнце откладывает огромное количество энергии. К счастью, атмосфера Земли отражает и рассеивает эту солнечную энергию до того, как она достигает поверхности планеты, защищая нас от некоторых вредных воздействий. Однако, если вы находитесь на орбите над защитной атмосферой Земли, вам нужны более сложные технологии для защиты ваших глаз и кожи от солнца.
Когда Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) готовилось к отправке астронавтов в космос, защита глаз и другие оптические аспекты были важными компонентами при разработке космических шлемов. Оптика - это наука о свете, в том числе о том, как он создается, как его изменять и контролировать, а также о явлениях, связанных со светом, таких как радуга. В рамках своей Программы использования технологий (TUP) НАСА провело исследование оптики космических шлемов, что внесло существенный вклад в оптику многих коммерческих продуктов, не связанных с исследованием космоса.
В 1980-х годах исследователи НАСА изучали вредное воздействие ультрафиолетового света на человеческий глаз. Они обнаружили, что ультрафиолетовый свет от сварочных работ, которые выполняют астронавты, вызывает воспаление роговицы и долговременное повреждение сетчатки. Чтобы противодействовать воздействию УФ-излучения, создаваемого во время сварки, исследователи разработали сварочную завесу для фильтрации света. Решение было вдохновлено природной химией глаз хищных птиц, которая позволяет им обнаруживать цели на больших расстояниях.
Сварочная промышленность была не единственным спонсором этой технологии. Если вы просто гуляете на улице под солнечным светом, вы сталкиваетесь с той частью солнечного ультрафиолетового (УФ) света, которая не фильтруется земной атмосферой. Исследователи связывают воздействие УФ-излучения на наши глаза с временным дискомфортом, вызванным фотокератитом, и долгосрочными последствиями катаракты, включая возможную слепоту. Чтобы защитить глаза, вы можете использовать солнцезащитные очки с защитой от ультрафиолета. Компания Eagle Eye Optics была создана для использования технологий НАСА при разработке солнцезащитных очков с защитой от ультрафиолета. Вдохновленные возросшей осведомленностью о вредном воздействии УФ-излучения (согласно исследованиям НАСА), другие отрасли промышленности нашли способы добавить защиту от УФ-излучения к другим оптическим продуктам, включая очки и контактные линзы..
Далее, давайте посмотрим на некоторые продукты, которые выиграли от оптических исследований НАСА и конструкции космического шлема.
Яркие идеи НАСА для оптики
Другой разработкой НАСА в области оптики, связанной с космическим шлемом, стала технология виртуальной реальности (VR). В 1980-х годах виртуальная реальность была очень популярной как в науке, так и в сфере развлечений. В 1986 году на выставке потребительской электроники (CES) НАСА продемонстрировало трехмерный видеошлем, который позволял владельцам погрузиться в среду виртуальной реальности. На шлеме было два небольших ЖК-экрана от портативных телевизоров, которые в то время становились популярными. Изображения изменились, чтобы соответствовать движениям головы владельца. Если бы у шлема были прозрачные экраны, проецируемые изображения могли бы накладываться на то, что пользователь обычно видит через визор.
После выставки CES 1986 года компьютеры стали мощнее, а устройства виртуальной реальности прошли путь от прототипа до реальности. Современные VR-устройства легче по весу и имеют лучшую графику. К 2004 году НАСА разработало технологию виртуальной реальности, которую астронавт мог носить внутри орбитального корабля, управляя роботом, выполняющим ремонт вне корабля. Это позволило астронавтам выполнять ремонт с человеческой точностью, избегая при этом рисков, связанных с надеванием скафандра и полетом в космос. Кроме того, такие производители, как Mattel, переводят эту технологию виртуальной реальности в игровой процесс.
Инновации НАСА в области оптики вышли за рамки обычных очков. Например, в 2003 году Westinghouse Lighting Corporation начала продавать свою лампочку Eye Saver Easy Reading. Westinghouse разработала лампочку, чтобы сфокусировать свет на рабочей поверхности. Этот сфокусированный свет улучшает условия труда для людей, страдающих дегенерацией желтого пятна. Технология, стоящая за лампой, принадлежит исследователю НАСА, который применил свои знания в области оптики в телескопах дальнего космоса.
Лыжники также извлекли пользу из оптических исследований НАСА. НАСА нужно было предотвратить запотевание окон космического корабля перед запуском. Чтобы решить эту проблему, НАСА разработало покрытие для окон, состоящее из моющего средства, совместимого с кислородом масла и деионизированной воды. Производители лыжных очков получили от НАСА лицензии на использование изобретения, позволяющего лыжникам иметь четкое зрение во время движения по склонам.
Если бы НАСА не пришлось решать проблемы света в космосе, трудно сказать, какие технологии были бы у нас в очках, телескопах и других оптических устройствах здесь, на Земле. Исследования НАСА дали нам представление о зрении, которого у нас не было раньше, что дало толчок многим разработкам в области оптики.
Спин-офф НАСА
В рамках создания Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) в 1958 году правительство США хотело обеспечить, чтобы отрасли, не связанные с исследованием космоса, могли извлечь выгоду из научных открытий и технологических инноваций НАСА. Для достижения этой цели в 1962 году НАСА учредило Программу использования технологий (TUP). Когда продукты, созданные под влиянием НАСА, начали появляться на рынке, TUP начала составлять ежегодные отчеты об этих продуктах для слушаний по бюджету в Конгрессе. Этот ежегодный отчет в конечном итоге превратился в интригующую ежегодную публикацию НАСА и веб-сайт под названием Spinoff..