Исследование космоса породило «побочные продукты», которые сделали нашу жизнь комфортной и пригодились в медицине. В День космонавтики расскажем о некоторых этих технологиях.
Детское питание
Исследователи из NASA хотели использовать водоросли как источник кислорода в космосе, но совершенно неожиданно обнаружили, что в них содержатся омега-3 жирные кислоты. Эти ценные питательные вещества необходимы для нормального развития глаз, мозга и сердца у маленьких детей. Омега-3 жирные кислоты содержатся в грудном молоке, а вот с их добавлением в смеси для искусственного вскармливания были проблемы.
Разработку взяли на вооружение, и теперь жирные кислоты из водорослей входят в состав 90% смесей для детского питания.
Растворимые продукты
В ходе проекта «Аполлон» ученые разработали уникальную технологию обработки пищи. Можно взять любой продукт с большим содержанием воды, заморозить его, а затем нагреть так, чтобы лед сразу превратился в пар. В итоге остается лишь 20% первоначального веса, но сохраняется вкус и все полезные вещества. Такие продукты долго не портятся. Представители пищевой индустрии по достоинству оценили технологию и поставили на коммерческий поток.Чаще всего сублимационную сушку применяют для изготовления гранулированного кофе, специй, обработки фруктов для мюсли.
Материал с эффектом памяти
Пену с эффектом памяти используют в ортопедических подушках и матрасах, обувных стельках, для создания протезов. Медицинская промышленность — самый крупный, но не единственный потребитель этого материала. «Умную» пену создали еще в 1966 году специалисты из NASA — для сидений в летательных аппаратах, чтобы защитить пилотов.
Солнцезащитные очки
В 1980-х годах ученые исследовали свойства света в космосе и пытались разобраться, как защитить глаза астронавтов от вредных излучений. Решение подсказали хищные птицы.
Для успешной охоты им нужно острое зрение, поэтому природа наградила их защитным механизмом: у хищников вырабатывается особая «смазка», которая отфильтровывает вредное излучение. Ученые воспроизвели этот состав.
Оказалось, что он может быть полезен не только для космонавтов. Специальную пленку стали наносить на стекла солнцезащитных очков. Она помогает предотвратить помутнение хрусталика — катаракту.
Реабилитация при ДЦП и после инсульта
В 1960 году российские специалисты из ИМБП РАН разработали костюм «Пингвин», который помогал улучшить состояние опорно-двигательной системы у космонавтов, так как они долго находятся в условиях отсутствия гравитации. Первые испытания «Пингвина» в космосе прошли в 1971 году. В начале 1990-х ученые модифицировали его и создали прототип «Адель» для лечения детей с ДЦП. Позже был разработан костюм аксиального нагружения «Регент» для реабилитации после инсульта.
Инфракрасные термометры
Первыми «пациентами», у которых была измерена температура с помощью инфракрасного датчика, стали звезды. Ученые быстро поняли, что новое устройство можно использовать в медицине. Так появились инфракрасные термометры. Они удобнее ртутных, особенно если нужно измерить температуру у маленького ребенка или тяжелого больного. Такой термометр регистрирует тепло, исходящее от барабанной перепонки. Процедура продолжается пару секунд — и не нужно сидеть с ртутным градусником под мышкой.
Иммерсионные ванны
На Земле, где есть гравитация, очень сложно создать условия, которые бы воспроизводили невесомость, а это очень нужно для тренировки космонавтов. Иммерсионная ванна заполнена водой, на поверхности которой находится водонепроницаемая пленка.
Когда человек ложится на пленку, он погружается в воду и находится там в подвешенном состоянии. Оказалось, что пребывание в этой «невесомости» помогает снять спазмы, расслабить мышцы и нормализовать их тонус.
Сегодня иммерсионные ванны применяют при ДЦП, нарушениях сна, заболеваниях почек, сердца и сосудов, расстройствах со стороны вегетативной нервной системы — и даже для реабилитации недоношенных детей.
«Искусственное сердце»
При тяжелой хронической сердечной недостаточности показана трансплантация сердца. Эта операция помогает сохранить жизнь. Но найти подходящий донорский орган очень сложно. Пациентам приходится подолгу ждать, и время работает против них. Конструкторы NASA в сотрудничестве с медиками создали устройство, которое помогает поддерживать жизнь таких пациентов. Насос весом всего 100 граммов имплантируется прямо в сердце и берет на себя его функцию. Одной батареи хватает примерно на 8 часов. Исследователи окрестили устройство «мостом к пересадке сердца». Для пациента это реальный шанс дожить до того момента, пока не найдется подходящий орган для трансплантации.
Исследование хромосом
Технологии обработки изображений NASA помогли намного быстрее изучать генетический материал человека. Хромосомы фотографируют с помощью специальных камер, установленных на микроскопах. Затем фото можно оцифровать, при этом сильно улучшается их качество. Эту технологию можно использовать, чтобы выявлять генетические аномалии у детей.
Эндоскопия
Активные CMOS-датчики были разработаны, чтобы уменьшить размеры фотокамер. Сегодня их применяют в медицине: например, такими датчиками оснащают аппараты для эндоскопии. А еще их используют в смартфонах и камерах GoPro.
Трехмерные органы
В 2018 году на МКС был доставлен биопринтер, который «напечатал» в условиях микрогравитации несколько образцов хрящевой ткани человека и щитовидной железы мыши. В отличие от классических биопринтеров, использующих в качестве подложки специальные биодеградирующие гели, «космический принтер» создал живые ткани с помощью магнитного поля. Эту технологию можно применять, чтобы изучать действие космических излучений на живые ткани. Возможно, в будущем получится «печатать» для людей искусственные органы. В 2019 году ученые продолжат работу над этим проектом. Например, помощью биопринтера планируется создавать мясо – вероятно, на случай, если человечество все же будет жить в космосе.
А вы знали, что длина кровеносных сосудов взрослого человека достигает 100 000 км? Смотрите видео: