種田、製衣、手機解鎖，NASA 的太空科技「包圍」了整個地球
往沸水鍋裏扔上一把乾菜葉，不一會菜葉就舒展開來，蔬菜香味漸漸從鍋裏飄出來。
這個神奇的過程，可能你已經重複了數十遍，它就是方便麪裏的乾菜葉，也是太空食品脱水菜。
▲ NASA 資助的室內蔬菜培育室 Green Sense. 圖片來自：Green Sense
太空技術對消費產品的改造還在繼續，衣食住行到處都是太空技術的身影。早在 1976 年，NASA（美國宇航局）就推出了技術轉讓計劃，商業機構乃至普通人都有機會利用太空技術推出消費品。
最近，NASA 更是發佈了一份 2021 年度改造報告，詳細描述了過去一年來基於太空技術改造的各種產品，這些黑科技，真的能讓人喊出 Amazing。
2021 年，NASA 整出了這些黑科技
一畝田產百畝菜
脱水菜便於儲存和保鮮的特性，讓航天員身處太空也能享受美味，但這也意味着需要一次一次運送資源到空間站補給，為此 NASA 提出了太空種植的議題。
從 上世紀 80 年代起，NASA 就計劃建立模擬生長實驗室，旨在封閉環境中種植植物或農作物，同時儘可能地回收和再利用水、空氣、養分等，使其自成一體，就像它必須在太空或另一個星球上一樣。
▲ 圖片來自：NASA
起初，模擬實驗室採用了垂直堆疊構造的模式，保證水源充足以及讓燈光模擬的太陽光能儘可能地覆蓋到每一株植物，空氣在植物之間充分流動，帶走多餘的熱量。
NASA 的研究推動了相關技術的發展，甚至於催生了一個新的行業——受控環境農業（CEA），即將植物科學與環境控制技術相結合。
農業公司 Plenty 就採用了 NASA 的「營養膜技術」，在垂直堆疊的淺水渠中種植幼苗，水以及植物需要的營養成分在水道里循環，降低整個種植系統需要的資源。
▲使用營養膜技術種植的植物. 圖片來自：Bowery Farming Inc
在 NASA 的基礎上，Plenty 致力於推動 CEA 技術的發展，如今它們的新室內垂直農業循環系統僅需 2 英畝農田就能產出傳統農業 720 畝的作物產量，且耗水量僅為傳統農業種植模式的 2%。
幾乎沒有重量的保温材料
離不開被窩，少不了暖爐，禦寒保暖是大多數人冬季生活的第一要務，而 NASA 和材料公司 Aspen Aerogels 就致力於解決這一問題。
保暖，主流方式之一就是避免熱傳導，避免熱量流失， NASA 保存低温火箭燃料也是一樣，為此它們一直在尋找上佳的絕緣材料。
氣凝膠曾被視作是最佳選擇，幾乎不受熱、幾乎沒有重量，但同時也太脆弱了，無法在日常產品中使用， Aspen Aerogels 提出了一個新的辦法，將氣凝膠融入柔性絕緣毯中。
NASA 的支持下， Aspen Aerogels 最終開發出了一種新工藝，在絕緣纖維上塗上氣凝膠，以截留空氣，同時阻止熱傳導。
此後氣凝膠材料和工藝不斷進步，Aspen Aerogels 也成為了史上最成功的 NASA 衍生產品公司之一，它與全球多個品牌合作，推出了各種各樣的產品，尤其是各種防寒户外產品。
服裝公司 SITKA Gear 就在 2021 年推出了基於改進版氣凝膠工藝的户外產品 Kelvin Aerolite 30 睡袋，這款產品幾乎是失重的，95% 是空氣，具備羽絨服般的保暖性能。
▲睡袋配有袖口和帽子，你甚至可以將其當做外套使用
太空筆
無論是電影《三傻大鬧寶萊塢》，還是各種民間故事中，太空筆都是一個具備傳奇性的產品，耗費上百萬美元研發、在太空中不如便宜的鉛筆、僅僅是為了太空而生？
圍繞太空筆有着太多的故事，有真有假，這次 NASA 在報告中正式迴應了這些傳聞，最初航天員們使用的太空筆其實來自於 Fisher 公司。
▲航天員沃爾特・坎寧安 (Walter Cunningham) 在阿波羅 7 號上用 Fisher 太空筆書寫
Fisher 公司創始人 Paul Fisher 因常見的圓珠筆不好用，漏墨、墨水凝固寫不出字等，為此他研發了一個密封墨盒技術，通過加壓氮氣，推動活塞固定墨水。
當然，這時密封墨盒技術才剛剛研發，仍然會有漏墨的問題，Fisher 就暫時將其擱置下來，直到 NASA 找到 Fisher，請他造能在無重力環境下的書寫太空筆。
最終，Fisher 改造了密封墨盒技術，在墨水中加入了樹脂，使其固化，只有筆尖與圓珠摩擦，也就是書寫時才能讓墨水硬化，這才有了初代太空筆 Fisher AG7。
▲AG7 至今仍在銷售
NASA 表示 AG7 並未耗費納税人數百萬美元研發，而且由於其出色的穩定性，深受石油、飛機等行業人士喜愛，Fisher 也成為了全球最知名筆類品牌之一。
至於不在太空使用鉛筆，是因為它的穩定性不夠好，會出現折斷等問題，在太空艙這種精密系統中使用，容易引發問題。
▲Fisher 慶祝公司 50 週年
NASA 研發的諸多太空技術，也能應用到日常生活中，但從技術到各種實用的產品仍然有一段不小的距離，Plenty、Fisher 等民營公司，往往在設計應用方面更靈活，能推動技術在更多領域應用。
面向未來的「明日衍生」技術
NASA 發佈的報告中，除了許多已經改造成各種產品的太空技術，還有部分已經過實測驗證，但未經商用的「明日衍生」技術。
用心跳解鎖手機
指紋解鎖、虹膜解鎖、面容解鎖，這些基於生物信息解鎖手機甚至支付的技術，你可能都已經見識過或使用過了，NASA 研製了一種新的識別技術——基於心跳。
由於心肌可以發出電信號，而內在傳導系統則會將這部分電信號傳導至整個心臟，心跳識別技術正是基於心臟電信號的峯值幅度、間隔時間等數據識別人體信息，進而解鎖手機等電子產品。
心跳識別技術的優點在於，不僅要滿足生物信息數據準確，具備唯一性，同時要求受檢人的身體活性。該技術可應用於身份驗證、司法檢測、金融等領域當中。
將二氧化碳轉化為燃料
中學生物書中，詳細介紹了植物的光合作用，吸收二氧化碳，輸出氧氣，如今 NASA 也研發出了一種作用相似的技術。
它由金屬氧化物薄膜組成的光電電池組成，和紫外線、可見光紅外線部分、以及廉價二氧化鈦複合材料等，共同形成複合反應。
這種複合反應可以捕獲工業生產過程中的二氧化碳，將其轉化為甲烷等有用的燃料，該技術使用的材料相對廉價，能夠集成式地快速安裝。
自動癒合的金屬
金屬剮蹭在我們日常生活中其實很常見，手機、汽車，每次刮傷都可能是一筆不小的花費，而在飛行過程中，金屬零件老壞同樣是飛機失事的主要原因之一。
為此，NASA 特別研製出了一種新的金屬基複合材料 (MMC)，它可以修復金屬使用老化而產生的裂紋。
MMC 複合金屬由記憶合金增強材料以及低熔點材料組成，加熱時這些成分會將裂紋部分重新融合到一起。
當然，自動癒合技術並不完美，仍然可能會出現修復區域強度降低等問題，根據 NASA 完成的金屬拉伸和長期使用測試實驗，MMC 複合金屬的實際癒合率可達 91%。
這還只是 NASA 技術轉讓計劃的一小部分，據 Fast Company 報道，每年 NASA 中的科學家和工程師要研發 1600 件到 1800 件新設備，軟件更是高達 5500 種之多。
但過去 20 年以來，NASA 的技術轉讓計劃僅向 220 家公司授權，除了要交付 5000 至 10000 美元的技術授權費用，公司還需要證明有能力利用好技術。
NASA 授權技術和 220 家公司一起，覆蓋了人們的衣食住行，從手機鏡頭傳感器、運動服、到工業外骨骼設備，一應俱全。
▲NASA 手套可以避免重複性工作帶來的疲勞，降低汽修工作風險
太空技術應用到消費領域幾乎已經成為了全球共識，我國航天科技集團八院利用航天科技的積累打造出國內首款低成本防撞雷達，幫助測量周邊物體位置，並將其應用到自動駕駛領域當中，相關技術仍在繼續發展。
探索太空，不僅是探索地域邊界，更是探索你我生活的新邊界。
文中未標註圖片均來自 NASA
資料來源：愛範兒（ifanr）
這個神奇的過程，可能你已經重複了數十遍，它就是方便麪裏的乾菜葉，也是太空食品脱水菜。
▲ NASA 資助的室內蔬菜培育室 Green Sense. 圖片來自：Green Sense
太空技術對消費產品的改造還在繼續，衣食住行到處都是太空技術的身影。早在 1976 年，NASA（美國宇航局）就推出了技術轉讓計劃，商業機構乃至普通人都有機會利用太空技術推出消費品。
最近，NASA 更是發佈了一份 2021 年度改造報告，詳細描述了過去一年來基於太空技術改造的各種產品，這些黑科技，真的能讓人喊出 Amazing。
2021 年，NASA 整出了這些黑科技
一畝田產百畝菜
脱水菜便於儲存和保鮮的特性，讓航天員身處太空也能享受美味，但這也意味着需要一次一次運送資源到空間站補給，為此 NASA 提出了太空種植的議題。
從 上世紀 80 年代起，NASA 就計劃建立模擬生長實驗室，旨在封閉環境中種植植物或農作物，同時儘可能地回收和再利用水、空氣、養分等，使其自成一體，就像它必須在太空或另一個星球上一樣。
▲ 圖片來自：NASA
起初，模擬實驗室採用了垂直堆疊構造的模式，保證水源充足以及讓燈光模擬的太陽光能儘可能地覆蓋到每一株植物，空氣在植物之間充分流動，帶走多餘的熱量。
NASA 的研究推動了相關技術的發展，甚至於催生了一個新的行業——受控環境農業（CEA），即將植物科學與環境控制技術相結合。
農業公司 Plenty 就採用了 NASA 的「營養膜技術」，在垂直堆疊的淺水渠中種植幼苗，水以及植物需要的營養成分在水道里循環，降低整個種植系統需要的資源。
▲使用營養膜技術種植的植物. 圖片來自：Bowery Farming Inc
在 NASA 的基礎上，Plenty 致力於推動 CEA 技術的發展，如今它們的新室內垂直農業循環系統僅需 2 英畝農田就能產出傳統農業 720 畝的作物產量，且耗水量僅為傳統農業種植模式的 2%。
幾乎沒有重量的保温材料
離不開被窩，少不了暖爐，禦寒保暖是大多數人冬季生活的第一要務，而 NASA 和材料公司 Aspen Aerogels 就致力於解決這一問題。
保暖，主流方式之一就是避免熱傳導，避免熱量流失， NASA 保存低温火箭燃料也是一樣，為此它們一直在尋找上佳的絕緣材料。
氣凝膠曾被視作是最佳選擇，幾乎不受熱、幾乎沒有重量，但同時也太脆弱了，無法在日常產品中使用， Aspen Aerogels 提出了一個新的辦法，將氣凝膠融入柔性絕緣毯中。
NASA 的支持下， Aspen Aerogels 最終開發出了一種新工藝，在絕緣纖維上塗上氣凝膠，以截留空氣，同時阻止熱傳導。
此後氣凝膠材料和工藝不斷進步，Aspen Aerogels 也成為了史上最成功的 NASA 衍生產品公司之一，它與全球多個品牌合作，推出了各種各樣的產品，尤其是各種防寒户外產品。
服裝公司 SITKA Gear 就在 2021 年推出了基於改進版氣凝膠工藝的户外產品 Kelvin Aerolite 30 睡袋，這款產品幾乎是失重的，95% 是空氣，具備羽絨服般的保暖性能。
▲睡袋配有袖口和帽子，你甚至可以將其當做外套使用
太空筆
無論是電影《三傻大鬧寶萊塢》，還是各種民間故事中，太空筆都是一個具備傳奇性的產品，耗費上百萬美元研發、在太空中不如便宜的鉛筆、僅僅是為了太空而生？
圍繞太空筆有着太多的故事，有真有假，這次 NASA 在報告中正式迴應了這些傳聞，最初航天員們使用的太空筆其實來自於 Fisher 公司。
▲航天員沃爾特・坎寧安 (Walter Cunningham) 在阿波羅 7 號上用 Fisher 太空筆書寫
Fisher 公司創始人 Paul Fisher 因常見的圓珠筆不好用，漏墨、墨水凝固寫不出字等，為此他研發了一個密封墨盒技術，通過加壓氮氣，推動活塞固定墨水。
當然，這時密封墨盒技術才剛剛研發，仍然會有漏墨的問題，Fisher 就暫時將其擱置下來，直到 NASA 找到 Fisher，請他造能在無重力環境下的書寫太空筆。
最終，Fisher 改造了密封墨盒技術，在墨水中加入了樹脂，使其固化，只有筆尖與圓珠摩擦，也就是書寫時才能讓墨水硬化，這才有了初代太空筆 Fisher AG7。
▲AG7 至今仍在銷售
NASA 表示 AG7 並未耗費納税人數百萬美元研發，而且由於其出色的穩定性，深受石油、飛機等行業人士喜愛，Fisher 也成為了全球最知名筆類品牌之一。
至於不在太空使用鉛筆，是因為它的穩定性不夠好，會出現折斷等問題，在太空艙這種精密系統中使用，容易引發問題。
▲Fisher 慶祝公司 50 週年
NASA 研發的諸多太空技術，也能應用到日常生活中，但從技術到各種實用的產品仍然有一段不小的距離，Plenty、Fisher 等民營公司，往往在設計應用方面更靈活，能推動技術在更多領域應用。
面向未來的「明日衍生」技術
NASA 發佈的報告中，除了許多已經改造成各種產品的太空技術，還有部分已經過實測驗證，但未經商用的「明日衍生」技術。
用心跳解鎖手機
指紋解鎖、虹膜解鎖、面容解鎖，這些基於生物信息解鎖手機甚至支付的技術，你可能都已經見識過或使用過了，NASA 研製了一種新的識別技術——基於心跳。
由於心肌可以發出電信號，而內在傳導系統則會將這部分電信號傳導至整個心臟，心跳識別技術正是基於心臟電信號的峯值幅度、間隔時間等數據識別人體信息，進而解鎖手機等電子產品。
心跳識別技術的優點在於，不僅要滿足生物信息數據準確，具備唯一性，同時要求受檢人的身體活性。該技術可應用於身份驗證、司法檢測、金融等領域當中。
將二氧化碳轉化為燃料
中學生物書中，詳細介紹了植物的光合作用，吸收二氧化碳，輸出氧氣，如今 NASA 也研發出了一種作用相似的技術。
它由金屬氧化物薄膜組成的光電電池組成，和紫外線、可見光紅外線部分、以及廉價二氧化鈦複合材料等，共同形成複合反應。
這種複合反應可以捕獲工業生產過程中的二氧化碳，將其轉化為甲烷等有用的燃料，該技術使用的材料相對廉價，能夠集成式地快速安裝。
自動癒合的金屬
金屬剮蹭在我們日常生活中其實很常見，手機、汽車，每次刮傷都可能是一筆不小的花費，而在飛行過程中，金屬零件老壞同樣是飛機失事的主要原因之一。
為此，NASA 特別研製出了一種新的金屬基複合材料 (MMC)，它可以修復金屬使用老化而產生的裂紋。
MMC 複合金屬由記憶合金增強材料以及低熔點材料組成，加熱時這些成分會將裂紋部分重新融合到一起。
當然，自動癒合技術並不完美，仍然可能會出現修復區域強度降低等問題，根據 NASA 完成的金屬拉伸和長期使用測試實驗，MMC 複合金屬的實際癒合率可達 91%。
這還只是 NASA 技術轉讓計劃的一小部分，據 Fast Company 報道，每年 NASA 中的科學家和工程師要研發 1600 件到 1800 件新設備，軟件更是高達 5500 種之多。
但過去 20 年以來，NASA 的技術轉讓計劃僅向 220 家公司授權，除了要交付 5000 至 10000 美元的技術授權費用，公司還需要證明有能力利用好技術。
NASA 授權技術和 220 家公司一起，覆蓋了人們的衣食住行，從手機鏡頭傳感器、運動服、到工業外骨骼設備，一應俱全。
▲NASA 手套可以避免重複性工作帶來的疲勞，降低汽修工作風險
太空技術應用到消費領域幾乎已經成為了全球共識，我國航天科技集團八院利用航天科技的積累打造出國內首款低成本防撞雷達，幫助測量周邊物體位置，並將其應用到自動駕駛領域當中，相關技術仍在繼續發展。
探索太空，不僅是探索地域邊界，更是探索你我生活的新邊界。
文中未標註圖片均來自 NASA
資料來源：愛範兒（ifanr）