Išmaniųjų telefonų kameros ir belaidžiai dulkių siurbliai: kokios technologijos į kasdienybę „nusileido“ iš kosmoso?

„Tarptautinėje kosminėje stotyje nuo šių metų birželio dėl erdvėlaivio gedimo yra įstrigę du amerikiečių astronautai. Tai rodo, kad kosmoso kelionės net šiomis dienomis yra beprotiškai rizikingos. Galima tik įsivaizduoti, kokiu dideliu stebuklu jos buvo prieš šešis dešimtmečius. Vis dėlto prie jų sėkmės svariai prisidėjo įspūdingos investicijos į mokslinius tyrimus ir revoliucinių technologijų kūrimą. Tačiau tuo metu, kai kosmoso technologijos buvo vystomos astronautų saugumui ir misijų efektyvumui užtikrinti, jos nepastebimai įsitvirtino ir mūsų kasdieniuose prietaisuose – nuo buitinės technikos iki išmaniųjų telefonų“, – „Telia“ vaizdo stebėjimo sprendimų ekspertas Saulius Kalašnikovas.

Palydovinio ryšio startas

Laikais, kai telefoniniai pokalbiai keliavo variniais kabeliais, o radijo laidų transliacijos vis dar atrodė kaip didelė inovacija, Žemės jungtis su kosmosu prilygo utopijai. Būtent to prireikė JAV Nacionalinei aeronautikos ir kosmoso administracijai (NASA), jautusiai poreikį užtikrinti astronautų saugumą bei nuolatinį duomenų perdavimą tarp misijos dalyvių ir kontrolės centro. Tam tikslui į kosmosą buvo paleisti pirmieji palydovai, kurie teikė greitą ir patikimą ryšį, net esant dideliems atstumams.

Šiandien palydovinio ryšio technologija tapo neatsiejama nuo mūsų kasdienybės. Specialūs palydoviniai telefonai, GPS įrenginiai ir netgi kai kuriose šalyse veikiančios transliacijos paslaugos naudoja palydovinius duomenų perdavimo kanalus. Dėl jų, net leidęsi į ekspedicijas dykumoje ar kalnuose, mes galime turėti ryšį su išoriniu pasauliu bei žinoti savo buvimo vietą.

„iPhone 14“ ir naujesni „Apple“ išmanieji kai kuriose šalyse netgi leidžia siųsti palydovinius SOS signalus pagalbos tarnyboms, kai nėra įprasto ryšio, taip užtikrinant žmonių saugumą ekstremaliose situacijose. Palydovais taip pat sekami orų pokyčiai, atliekamos potencialių žemės drebėjimų prognozės ir tiriami kiti aplinkos reiškiniai, kas daro šią technologiją itin svarbią tiek kasdieniam gyvenimui, tiek tarptautiniams moksliniams tyrimams​“, – technologijos svarbą pabrėžia S.Kalašnikovas

Lustų revoliucija

Nors NASA negalime priskirti mikroschemų atradimo nuopelnų, ji smarkiai prisidėjo prie naujesnių ir pažangesnių lustų sukūrimo. Tiesą sakant, žymioji „Apollo“ misijų programa net sukėlė vadinamąjį mikroschemų bumą, nes įvairiais skaičiavimais, septintąjį praėjusio amžiaus dešimtmetį kosmoso administracija nupirkdavo maždaug 60 proc. visų JAV pagamintų mikroschemų. Tokios didelės užsakymų apimtys paskatino mikrolustų masinę gamybą, kuri visu pajėgumu tęsiasi iki šių dienų.

Vienas garsiausių mikroschemų panaudojimo atvejų buvo „Apollo“ valdymo kompiuteris su DSKY sąsaja, kuris naudotas borto skaičiavimams ir navigacijai, o taip pat Mėnulyje nusileidusio modulio valdymui. Šiandien lustus sutinkame beveik visose gyvenimo srityse – nuo mobiliųjų telefonų ir asmeninių kompiuterių iki mikrobangų krosnelių ir skaičiuotuvų, daugiausia dėl pigaus mikroschemų apdorojimo ir gamybos visame pasaulyje.

„Kosminės“ išmaniųjų kameros

NASA inžinierius Eugenas Lally 1960-aisiais skaitmeninės fotografijos koncepciją pristatė, dirbdamas Reaktyvinių variklių laboratorijoje (JPL). Jis tyrinėjo, kaip mozaikiniai fotodavikliai galėtų užfiksuoti skaitmeninius kosmoso vaizdus, o jo darbus vėliau plėtojo kiti NASA inžinieriai. Jų tikslas buvo sukurti daugybę kartų už tuometines kameras mažesnius ir lengvesnius vaizdo jutiklius, galinčius atlaikyti atšiaurias sąlygas ir užfiksuoti planetų mėginius. 1965 m. JPL tyrėjas Frederikas Billingsley net sukūrė terminą „pikselis“, kuris tapo šiuolaikinio skaitmeninio vaizdo technologijų pagrindu.

1990-aisiais JPL komanda, kuri tobulino vaizdo jutiklius, galiausiai išrado šiandien plačiai naudojamą CMOS technologiją. Ji leido pagaminti kompaktiškas kameras, kurios išnaudodamos elektrinio signalo stiprinimą sugebėdavo nuotraukų kokybe nenusileisti didesniosioms. Šis atradimas vėliau nuvedė į platesnį šių jutiklių pritaikymą už kosmoso ribų, o galiausiai – į šių kamerų atsiradimą mūsų išmaniuosiuose.

Įkraunamų baterijų ir įrankių gimimas

Po to, kai 1961 m. JAV prezidentas Džonas F.Kenedis paskelbė „Apollo“ programą, už Atlanto prasidėjo intensyvūs tyrimai dėl praktinių skrydžio aspektų. Žvelgiant iš šiandienos perspektyvos, vienas svarbiausių jų pasiekimų buvo bendradarbiaujant NASA ir įrankių bendrovei „Black+Decker“ sukurtas belaidis, atatrankos neturintis suktukas, galintis sukti varžtus nulinės gravitacijos sąlygomis neapsukdamas pačių astronautų.

„Visgi įdomiausias akcentas buvo tai, kad šis įrankis veikė naudodamas mažas, įkraunamas elektrochemines celes, iš kurių buvo suformuotas šiandien kone kiekviename įrenginyje esantis komponentas – baterija. Šis maitinimo sprendimas vėliau panaudotas ir kitiems įrankiams, pavyzdžiui – beveik kiekvienuose namuose pastarosiomis dienomis randamam akumuliatoriniam dulkių siurbliui, kurio pirmasis prototipas į parduotuvių lentynas taip pat atkeliavo tiesiai iš NASA laboratorijų. Todėl kiekvieną kartą siurbdami kilimus, galime pasijausti misiją vykdantys astronautai“, – juokauja „Telia“ atstovas.

Bekontaktis termometras – taip pat iš kosmoso

Atsiplėšus nuo Žemės paviršiaus žmonių ligos nesibaigia, užtat jų diagnostikai priemonių yra kur kas mažiau. Todėl NASA su „Diatek Corporation“ dėjo daug pastangų norėdami sukurti termometrą, kuris neturėtų kontakto su sergančiojo gleivėmis ir jo nereikėtų dezinfekuoti po kiekvieno naudojimo. Taip dienos šviesą išvydo bekontakčiai termometrai, matavimui naudojantys infraraudonuosius spindulius – tą pačią technologiją, kuria matuojamos ir planetų temperatūros.

Termometras veikia surinkdamas šviesą per lęšį, kuris nukreipia ją į detektorių, vadinamą „termopile“. Ji iš šviesos srauto sugeria infraraudonuosius spindulius ir paverčia juos elektriniu signalu. Prietaisas kompensuoja aplinkos temperatūrą ir konvertuoja signalą į ekrane rodomus skaičius. Šiandien tokį integruotą termometrą turi net kai kurie išmanieji telefonai, pavyzdžiui, „Google Pixel 9 Pro“. Naudojant jame gamykliškai diegiamą „Thermometer“ programėlę galime pasitikrinti, ar vonioje esantis vanduo jau pakankamai šiltas, o puodelyje esanti arbata – ne per karšta gerti“, – pasakoja „Telia“ atstovas S.Kalašnikovas.