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航天技術如何「接地氣」?

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編者按:載人巡天、太空漫步、萬里穿針……當世人為航天技術所創造的一個個奇蹟驚嘆時,卻往往忽略了它的另一個身份——以前只有航天員才能享用的各類系統,應該可以成為老百姓觸手可及的一部分,成為航天技術成果服務於社會經濟發展的一個縮影。

透過美國的航天技術走下「神壇」,狠接「地氣」,相信隨著我國載人航天技術的不斷發展,一定會提升國民經濟的科技含量,給中國老百姓帶來越來越多的實惠。

美國有三萬多種民用產品是航天飛機的衍生技術和產品,在航天項目上每投入1美元,就可以獲得7美元的收益。

「如果3D打印機真有用,我的『郭』字倒過來寫。」郭台銘不久前說了句最為絕情的話。

2013年6月,美國國家航空航天局(以下簡稱NASA)的小企業創新計劃(SBIR),決定資助得克薩斯州的一家公司,用於研發3D食品打印機,據說,其技術可以被用於為長途飛行的宇航員提供食品。儘管其原型機現在還只能打印一個巧克力,但NASA還是願意為這家公司提供12.5萬美元研發經費。

NASA「人傻錢多」?不。為大量看似前途未卜的研究投資,從中收穫意想不到的成果,這正是NASA航天科技從「上天」到「落地」的方程式。

「從群眾中來,到群眾中去」

1980年代末,霍普金斯大學的一位獸醫開發出一種可吞服的藥物,它可以監測動物的體溫。得知有這項技術,NASA的小企業創新計劃給霍普金斯大學應用物理實驗室提供了7.5萬美元資金,讓他們開發一種給宇航員服用的藥丸,以便監測宇航員的體溫。研究獲得成功,並取得了美國食品藥品管理局的認證。

這只是故事的前半部分。幾年後,佛羅里達州的一家公司從NASA獲得授權,開始進行這種藥丸的商業化推廣。

「從群眾中來,到群眾中去」,這句中國名言,是NASA「上天」的科技造福於民的真實寫照。

如今,一系列名目繁多的大小計劃,促使NASA積極地把自己的航天科技轉為美國企業的實用技術。

2010年9月21日午夜,一艘小漁船埃比·魯茲號在距離海岸8英里處突然漏水,船員們立即發出緊急求救信號和位置信息。幾分鐘內,美國海岸警衛隊直升機就到達一片漆黑的事發地點,當時漁船已經沉沒,但救援人員還是找到並救起了兩位船員。

2010年,美國通過NASA開發的全球衛星搜救輔助跟蹤系統救起了295人。1982年開始使用,該系統在全世界範圍內,讓超過3萬人獲救。這項技術發端於1972年。當年,一架飛機在阿拉斯加墜毀,人們在30萬平方英里的範圍內搜救了39天,但是一無所獲。當年的無線電呼救信號無法提供定位信息。1979年,美國、加拿大、法國與蘇聯簽署了一項協議,由此誕生了全球衛星搜救系統。

用NASA衍生品報告中的話說,集合了人們智慧的航天技術,只有回到人們中間,才真正具有價值。

NASA2012年的《衍生技術報告》顯示,在21世紀頭11年,NASA航天技術衍生出來的民用產品,已經挽救了444000個生命,創造了14000個就業機會,直接經濟收入50億美元,節省的成本高達62億美元。

增收與節支

五花八門的技術從航天中心走向人們的生活,其路徑可謂五花八門。

1990年代中期,如果你在休斯敦的航天中心閒逛,可能會碰到一個叫約翰遜的人,其工作之一是把一個個盛滿尿液的大桶搬進實驗室。在那裡,科學家們正在開發一種將廢水轉化為可飲用水的技術。

現實生活中,「喝尿」的想法無疑讓人不爽,但對於飛往小行星或火星的宇航員們來說,在長時間旅行中,將諸如尿液這樣的廢水轉化為可飲用水卻十分重要。當時的研究團隊使用微生物淨化水,通過一個特殊的反應器培養細菌,以廢水作為細菌的營養基,讓細菌迅速繁殖轉化廢水。

就在這時,約翰遜離開NASA當了一名按摩師。他一邊為人按摩,一邊為客戶提供營養建議。

「很多客戶在喝可口可樂、咖啡或者其他含糖飲料,但當我想建議他們換個更健康點的飲料時,卻實在提不出什麼好建議。」約翰遜說。這時他想到了在NASA的日子。

「細菌能殺滅尿液中的有害物質,這些細菌能否讓那些飲料變得更有益於健康呢?」約翰遜在一個55加侖大的橡木桶裡培養益生菌,然後用這些益生菌去生產一種類似於中國功夫茶的發酵茶。他把成品送給客戶們喝,「人們不停地跟我要,越要越多,因為這個東西讓他們覺得好多了。」

後來,約翰遜向NASA和休斯敦航天中心尋求幫助,獲得了專業技術和更好的菌種。一天,他的一個病人把這種飲料拿給了自己上司——當地一家食品零售巨頭的老闆。很快,約翰遜的飲料出現在各大食品超市貨架上。約翰遜為此專門創立了一家名為Unpeeled的飲料公司。如今他的飲料有6種口味,能促進消化,消除肌肉和關節的炎症,年銷量超過50萬瓶。

據統計,美國有三萬多種民用產品是航天飛機的衍生技術和產品,如GPS、「太空食品」等。美國國防大學的研究報告指出,美國在航天項目上每投入1美元,就可以獲得7美元的收益。

不為人知的航天技術

事實上,航天科技造福於人類生活的方式並不為人們所知。

1950年代,NASA生產一種變色玻璃,用於幫助宇航員、航天器、電腦設備抵禦太空中的輻射。

賓夕法尼亞州JL水晶藝術公司的老闆魯瓦琴科,第一個聽說了這項技術。他開始將NASA的技術用於藝術創作。他的原理十分簡單,如果將這種鍍膜玻璃疊加在一起組成一件藝術品,就可能通過反射光線創造出很多完全不同的顏色。魯瓦琴科借助這種特性取得了意外的效果。例如,一個名叫玉蘭的藝術品,花的中心是深紅色,底座上則是藍色。如果你從下面看或者後面看,效果非常神奇。今天,魯瓦琴科承接教皇保羅二世、本尼迪克特十六世、老布什等定製藝術品,他的作品還被用於紀梵希、奧迪、奔馳、保時捷等奢侈品。

2009年冬天,美國華盛頓遭遇了前所未有的大雪。使用軌道交通的市民們發現,大雪並未給城市公共交通系統帶來多大影響。這多虧了NASA多年前發明的技術。

傳統上,人們都是使用一種含有乙二醇化合物的液體為鐵道、飛機除冰。但1992年,美國空軍開始禁止使用這種有毒液體。此時,NASA埃姆斯研究中心決定研究一種全新的除冰液。1997年,他們發明了一種無毒、可生物降解、成本低廉的乙二醇替代物,噴塗在乾燥物體的表面,可以有效防止冰雪堆積,便於清掃。

1999年,美國中西部公司將NASA的技術與已有的除冰技術融合,產生了一種新產品。這種產品被用於鐵路道口控制系統,有效地防止了軌道和變道系統的冰凍,被美國鐵路系統廣泛應用。從此,這家曾經以採礦、鋼鐵、運輸為主業的老派企業,多次登上美國「增長最快的私人公司」排行榜。

登堂入室的航天技術

一項航天技術能夠發展出民用項目,帶來巨大經濟社會效益,毫無疑問是一件值得誇耀的事。

在NASA的官方網站上,有專門的介紹航天技術衍生產品的欄目。僅2012年度報告就提及44項技術,涉及醫療保健、運輸、公共安全、生活消費品、能源、環境、信息技術和工業產品等領域。

曾出演《星際迷航》系列的演員威廉·沙特納被邀請作為NASA衍生產品的代言人。他在視頻中說:「你能想像用機器人輔助做手術、醫生在幾百英里外通過超聲波治療嗎?NASA做到了!」

事實上,在美國,一項真正對人們的生活產生影響的航天技術,所帶來的不僅僅是商業上的成功,還包括行業內的榮譽。

迄今獲得這一榮譽的先進技術已經有69個,這其中最有名的也許就是1998年進入「名人堂」的全球衛星定位導航系統(GPS)。

一項技術要進入「空間技術名人堂」,有一套嚴格的程序,首先的一步是要獲得公眾提名。提名的標準共有5項,其中這項技術是否容易被普通公眾掌握、是否能給美國民眾帶來顯著的好處佔了總分值的60%。

從2012年開始,第一個進入「名人堂」的外國技術,是由德國航天航空中心和私營企業IQ無線公司開發的火警系統(FireWatch)。這項技術轉為民用後,能通過傳感器和分析軟件,在任何天氣、時段發現火情,自動提醒監控人員,準確率超過90%。

誰能進入「空間技術名人堂」,並不是完全由科學家們決定的。提名標準的另40%,要取決於這些技術所帶來的經濟效益、技術研發和轉移過程中政府機構與私營企業的合作程度,以及這項技術的商業壽命。

航天 技術 如何 接地
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