NASA太空头盔是如何改变光学的?

由:斯蒂芬妮·克劳福德

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太阳镜的防紫外线功能只是美国宇航局在光学研究方面的多项创新之一。
并/盖蒂图片社/思想库

有人告诉过你不要直视太阳因为它会伤害你的眼睛?太阳确实释放了大量的能量。幸运的是,地球的大气层在太阳能到达地球表面之前就将其反射和散射,保护我们免受一些有害影响[来源:Pidwirny].然而,如果你在地球的保护大气层之上运行,你就需要更复杂的技术来保护你的眼睛和皮肤免受太阳的伤害。

当美国国家航空航天局(NASA)准备将宇航员送入太空时,眼睛保护和其他光学方面的考虑是开发太空头盔的重要组成部分。光学是研究光的科学,包括如何产生光,如何改变和控制光,以及与光相关的现象彩虹【来源:梅里亚姆-韦伯斯特].通过其技术利用计划(TUP), NASA对太空头盔进行了光学研究,为许多与太空探索无关的商业产品的光学做出了重大贡献[来源:美国国家航空航天局].

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在20世纪80年代,美国宇航局的研究人员研究了紫外线对人眼的有害影响。他们发现,宇航员焊接工作中产生的紫外线会导致角膜炎症和视网膜的长期损伤。为了对抗焊接过程中产生的紫外光的影响,研究人员开发了一种焊接窗帘来过滤光线。这个解决方案的灵感来自于猛禽眼中的天然化学物质,这种化学物质使它们能够在很远的地方发现目标[来源:NASA]。

焊接行业并不是这项技术的唯一受益者。如果你只是在户外走在阳光下,你会接触到太阳紫外线中没有被地球大气层过滤的那部分。研究人员发现,眼睛暴露在紫外线下与光角膜炎引起的暂时不适和白内障的长期影响(包括可能失明)有关。为了保护眼睛,你可以使用防紫外线的太阳镜。鹰眼光学公司的成立是为了使用美国宇航局的技术来开发防紫外线的太阳镜。由于人们越来越意识到紫外线的破坏性影响(根据美国宇航局的研究),其他行业找到了在其他光学产品中添加紫外线防护的方法,包括眼镜和隐形眼镜[来源:美国宇航局,农产品协定的].

接下来,让我们来看看一些受益于NASA光学研究和太空头盔设计的产品。

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美国宇航局的光学聪明想法

NASA太空头盔在光学方面的另一项发展是虚拟现实(VR)技术。在20世纪80年代,虚拟现实在科学和娱乐领域都是一个巨大的话题。在1986年的消费电子展(CES)上,NASA展示了一款3d视频头盔,可以让佩戴者沉浸在虚拟现实环境中。头盔的特点是两个小液晶电视便携式电视的屏幕,这在当时很流行。这些图像会随着佩戴者头部的运动而变化。如果头盔有透明的屏幕,投影的图像就可以覆盖在用户通常通过面罩看到的东西上。

自从1986年的消费电子展以来,计算机变得更加强大,VR设备也从原型变成了现实。如今的VR设备重量更轻,图像效果更好。到2004年,美国宇航局开发了虚拟现实技术,宇航员可以在轨道飞船内佩戴,同时控制飞船外的机器人进行维修。这使得宇航员能够以人类的精度进行维修,同时避免了穿上宇航服漂浮在太空中所带来的风险。此外,美泰(Mattel)等制造商正在将VR技术转化为游戏体验。美国国家航空航天局].

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美国宇航局的光学创新不仅仅局限于眼镜。例如,2003年,西屋照明公司开始销售它的护眼灯泡。威斯汀豪斯发明了灯泡,将光线聚焦在工作台上。这种聚焦的光线改善了黄斑变性患者的工作条件。灯泡背后的技术来自美国宇航局的一名研究人员,他将自己的光学知识应用于深空望远镜[来源:美国宇航局]。

滑雪者也受益于美国宇航局的光学研究。NASA需要在发射前防止航天器的窗户起雾。为了解决这个问题,NASA开发了一种由洗涤剂、氧相容油和去离子水组成的窗户涂层。滑雪护目镜的制造商从美国宇航局获得了使用这项发明的许可证,使滑雪者在斜坡上导航时拥有清晰的视野[来源:美国宇航局,美世].

如果美国宇航局不需要解决太空中光线的挑战,很难说我们会在眼镜上拥有什么技术,望远镜以及地球上的其他光学设备。美国宇航局的研究让我们对以前没有的视力有了更深的了解,推动了光学领域的许多发展。

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NASA改变光学:更多信息

相关文章

  • 美国眼科协会(AOA)。“紫外线保护。”(2011年3月18日)http://www.aoa.org/uv-protection.xml
  • 威廉·霍金斯。“电子Newsfront。”受欢迎的科学。卷》228。4号。1986年4月。途径的页。
  • 美世,丽莎。“关于滑雪护目镜。”LiveStrong.com。迪蒙德传媒有限公司2010年7月12日。(2011年3月16日)http://www.livestrong.com/article/172524-about-ski-goggles/
  • Merriam-Webster.com。“光学”。韦氏词典(2011年3月16日)http://www.merriam-webster.com/dictionary/optics
  • 美国国家航空航天局。“眼睛的好主意。”(2011年3月18日)http://www.sti.nasa.gov/spinoff/spinitem?title=A+Bright+Idea+for+the+Eyes
  • 美国国家航空航天局。“无雾滑雪护目镜。”(2011年3月16日)http://www.sti.nasa.gov/spinoff/spinitem?title=Fogless+Ski+Goggles
  • 美国国家航空航天局。“眼见为实。”(2011年3月18日)http://www.sti.nasa.gov/spinoff/spinitem?title=Look+Sharp+While+Seeing+Sharp
  • 美国国家航空航天局。“剥离2002。”2002.(2011年3月18日)http://www.sti.nasa.gov/tto/spinoff2002/spin02.pdf
  • 美国国家航空航天局。《2010衍生剧:防紫外线镜片保护增强视力》2010.(2011年3月18日)http://www.sti.nasa.gov/tto/Spinoff2010/hm_3.html
  • 美国国家航空航天局。“到底发生了什么toâ′……虚拟现实?”2004年6月21日。(2011年3月16日)http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/21jun_vr/
  • Pidwirny,迈克尔。“太阳辐射”。地球百科全书。环境信息联盟和国家科学与环境委员会。2010年12月16日。(2011年3月18日)http://www.eoearth.org/article/Solar_radiation

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