美国国家航空航天局（NASA）有什么黑科技？

美国国家航空航天局（NASA）这个名字一提起，很多人脑海里浮现的可能是那些标志性的火箭发射画面，或是深邃宇宙的精美照片。但你可能不知道，在这些广为人知的成就背后，NASA拥有一批我们普通人难以想象的“黑科技”，它们不只服务于太空探索，很多已经悄悄地改变了我们的日常生活。

要说NASA的黑科技，那可真不少，咱们掰开了细说。

1. 材料科学的尖端突破：

太空探索对材料的要求可以说是到了极致。要承受火箭发射时的巨大推力、穿过大气层时的剧烈摩擦、以及宇宙空间中极端的温度变化和辐射，这些都不是普通材料能胜任的。

记忆合金 (Shape Memory Alloys): 最为人熟知的可能就是镍钛合金。这种材料的神奇之处在于，它可以在受热后恢复到预设的形状，即使之前被强行扭曲变形。这玩意儿在太空探索里可就太有用了。比如，NASA曾经用它来制作可展开的太阳能电池板，在发射前将巨大的电池板折叠紧凑，进入太空后再通过加热使其自动展开，大大节省了火箭的体积和重量。你现在手机里很多超细的弹簧，甚至一些医疗器械里用的支架，都有它的影子。

陶瓷隔热瓦 (Ceramic Insulation Tiles): 哥伦比亚号航天飞机事故的悲剧，让我们深刻认识到隔热材料的重要性。NASA为了保护航天器和宇航员免受再入大气层时高达数千摄氏度的高温，研发了这种特殊的陶瓷隔热瓦。它们极轻，隔热性能却异常优越，能有效阻止热量传递。别以为这玩意儿只在太空才用得上，现在很多高性能的消防服、炉灶面板，甚至一些赛车的刹车系统，都能看到类似技术的应用，它们都在默默地保护着我们的安全。

聚合物和复合材料 (Polymers and Composites): 为了减轻重量同时保证强度，NASA在聚合物和复合材料领域也投入了巨大。比如，用于制造火箭箭体和卫星结构的碳纤维复合材料，比金属更轻但强度更高。这些轻质高强度的材料，不仅让航天器飞得更高更远，也极大地影响了航空业，现在几乎所有的飞机都在大量使用这些先进材料，飞机的燃油效率和安全性都因此得到了提升。

2. 生命维持系统与医疗技术的创新：

在茫茫太空，没有空气，没有食物，没有水，还要面对失重和辐射。如何让人类能够安全地生存和工作，这是NASA面临的巨大挑战，也催生了许多改变我们生活质量的科技。

水净化与回收系统 (Water Purification and Recycling Systems): 在空间站上，宇航员喝的水都是他们自己的汗水、尿液经过严格净化回收的。这套系统极其精密，能够去除水中的所有杂质和细菌，甚至连人体的代谢物都能转化为纯净水。这项技术现在已经广泛应用于偏远地区或缺水地区的饮用水处理，甚至在我们家里使用的净水器技术中，也能看到它的痕迹。

失重与健康监测技术 (Microgravity and Health Monitoring Technologies): 在失重环境下，人体的骨骼和肌肉会加速流失，心血管系统也会发生变化。NASA研发了各种方法来监测和对抗这些影响，比如特殊的运动设备（太空跑步机、阻力训练器），以及能够实时监测生理指标的传感器。这些技术不仅帮助宇航员保持健康，也催生了许多家用健身器材和远程医疗监测设备，让人们在家就能获得专业的健康管理方案。

先进的医疗成像技术 (Advanced Medical Imaging Technologies): 为了在太空中进行疾病诊断和治疗，NASA与医疗机构合作，推动了多项医疗成像技术的进步。例如，数字X射线和超声波技术的改进，使得图像更加清晰、辐射剂量更低。我们现在在医院里使用的很多先进的影像设备，都离不开当年为太空探索而进行的研发。

3. 信息技术与通信的飞跃：

航天任务需要精确的导航、可靠的通信以及海量数据的处理和传输。这些需求推动了许多信息技术的突破。

全球定位系统 (GPS) 的早期推动者: 虽然GPS的完全成熟和商业化与军方关系更密切，但NASA在卫星导航技术的早期研发和验证中扮演了重要角色。早期的星际探测器就利用了类似卫星导航的原理进行精确定位。如今，GPS已经深入我们生活的方方面面，从车载导航到手机定位，无处不在。

遥感与地球观测技术 (Remote Sensing and Earth Observation Technologies): NASA的卫星不仅仅是用来盯着遥远的星系，它们还在观测我们自己的地球。通过各种传感器，可以监测气候变化、森林火灾、农作物生长、甚至城市发展。这些遥感数据为我们了解和保护地球提供了宝贵的信息，也催生了地理信息系统（GIS）等应用，广泛用于城市规划、灾害预警等领域。

数字图像处理与压缩技术 (Digital Image Processing and Compression Technologies): 从火星车传回的高清照片，到哈勃望远镜捕捉的星云壮丽景象，都需要强大的图像处理和数据压缩技术来完成。NASA在这些领域的研发，不仅让我们可以看到更清晰、更震撼的宇宙景象，也直接推动了我们现在使用的数码相机、高清视频以及各种图像编辑软件的发展。

4. 人机交互与机器人技术：

在危险或人力难以到达的环境中，机器人是宇航员的得力助手，甚至可以代替他们执行任务。

火星车与遥控机器人 (Mars Rovers and Teleoperated Robots): “好奇号”、“毅力号”等火星车，不仅仅是简单的遥控车辆，它们集成了先进的导航、探测、分析和通信系统。这些机器人能够自主导航，在极端环境下执行复杂的科学任务。这种遥控操作技术以及机器人的自主化能力，已经在我们生活中得到广泛应用，例如工业自动化、手术机器人、无人驾驶汽车等，都受益于NASA在机器人技术上的探索。

太空服与宇航员辅助设备 (Spacesuits and Astronaut Assistive Devices): 宇航员在太空中的“工作服”——太空服，本身就是一项集材料、生命维持、通信、动力等于一体的复杂“黑科技”。它不仅要保护宇航员不受太空极端环境的伤害，还要提供活动能力和生命支持。这些技术也为我们在地球上设计更安全、更舒适的防护服提供了借鉴。

当然，NASA的“黑科技”远不止这些。比如，他们还在研究先进的核动力系统、激光通信技术、甚至超光速的理论可能性（虽然目前还停留在理论层面）。

这些看似遥远、专属于太空探索的技术，其实已经如同空气一样渗透到我们的生活中。它们是人类探索未知、挑战极限的精神结晶，也是对我们未来生活方式的有力推动。下次当你使用GPS导航，或是欣赏高清照片时，不妨想想，这一切或许都源自NASA在浩瀚宇宙中的不懈追求。

网友意见

转载一个故事 McMoon: How the Earliest Images of the Moon Were so Much Better than we Realised

1966 年

这个时候我国在做什么，大家可以回忆一下。这是一个胶片相机还是精密仪器的时代，2年前，东京奥运会被称为第一个有电视机奥运会。

NASA为了探测月球，发射了5个探测器Lunar Orbiter I 到 V。需要传回月球图片

那么请问没有任何数码手段如何把图片传回来？那个时候的美国间谍飞机到我国上空侦查，是要派飞行员来飞，而且要回去洗照片的。美国的侦察卫星，也是需要定期弹射胶卷回地球，然后地面部队回收，这个回收率很低的，有的纯粹是摔坏了，或者掉到山里河里海里找不到了。如果胶卷用完了卫星寿命也就报废了。

NASA 这个探月任务，飞行器又不可能弹射胶卷回地球，如何传回数据？再次提醒那个时候都是模拟相机模拟信号，数码相机是1975年Kodak发明的！

NASA这样做：

70mm胶片拍摄，并且洗出来
用200 lines/mm 的 5微米的扫描仪扫描负片
用 lossless 的模拟信号算法把数据传回地球。这个无损算法叫 vestigial sideband

注意这里是充满了极端气温和宇宙辐射的外太空环境完成的。等于在外太空搞了个60年代的冲印店和扫描仪。。。相当了不起。可以看一下资料

http://www.moonviews.com/2012/06/lunar-orbiters-classified-heritage.html

最后收到图片，解码打印出来的结果是这样的

地球上一共三个地面站收到了信号。这些数据被保存在Ampex FR-900 磁带机上。这些磁带机当年的售价是 $300,000 一台。

当然了，这特么都半个多世纪过去了，原始的磁带肯定被人到处乱丢没人管。当然也有蛋痛的爱好者尝试去找古老的磁带玩。基本就是去吃灰的仓库里找古董的感觉

当年没那么多图片格式或者压缩算法，都是直接保存原始点阵。一张图就是2G 大。。。NASA冲印出来都是 1.58x0.4米的照片。

当这帮蛋痛的爱好者自己尝试DIY的思路，把磁带里的数据，通过自己的方法再次读出来，看到的照片的瞬间惊呆了。两张图放在一起作为对比：

当年NASA公布的照片 vs 爱好者自己读取原始磁盘复原的照片对比：

这个图片可能看起来没感觉。爱好者修复得到的图片 JPEG 有55M 大，分辨率 37134 × 16200 。你们可以下载下来感受下。

https:// loirp.arc.nasa.gov/loir p/jpeg/LOIMAGEFULL.jpg

这图片放在10年前普通 WinXP 机器打开，能把预览工具直接卡死。

为毛差别这么大？原来，当年 NASA 怕自己技术太叼吓着苏联人了，故意降低了分辨率并加入了噪音。以免苏联根据照片反推侦查能力。。。。。

更多的照片，现在已经响应国会山的号召，信息透明政务公开，可以在网站上查阅下载了。

这一年是1966年。

3年之后，美国把2活个人送上了月球，还电视直播。

并且返回了回来。

类似的话题

美国国家航空航天局（NASA）有什么黑科技？

美国国家航空航天局（NASA）这个名字一提起，很多人脑海里浮现的可能是那些标志性的火箭发射画面，或是深邃宇宙的精美照片。但你可能不知道，在这些广为人知的成就背后，NASA拥有一批我们普通人难以想象的“黑科技”，它们不只服务于太空探索，很多已经悄悄地改变了我们的日常生活。要说NASA的黑科技，那可真不.............
美国国家航空航天局（NASA）为何遮挡月球图片？

关于“NASA遮挡月球图片”的说法，这其实是一个在网络上流传甚广的阴谋论，它背后通常隐藏着对月球上未知事物的猜测，比如外星基地、史前文明遗迹，甚至是隐藏的飞船。这类说法之所以有市场，很大程度上是因为我们现有的月球探测信息虽然不少，但月球的很多区域依然是人类未曾亲自踏足、也未曾被高清详细记录的。要理解.............
美国国家航空航天局（NASA）预知了哥伦比亚号航天飞机的事故吗？

关于“哥伦比亚号”航天飞机事故，很多人都会关心一个问题：美国国家航空航天局（NASA）是否预见了这场悲剧？这个问题相当复杂，不能简单地用“是”或“否”来回答。要深入了解，我们需要细致地回顾事故发生前的一些关键信息、内部沟通以及事后调查的结果。首先，让我们回到2003年2月1日，“哥伦比亚号”在返回地.............
中国国家航天局能与美国国家航空航天局（NASA）相提并论吗？

中国国家航天局（CNSA）和美国国家航空航天局（NASA）都是各自国家在航天领域的最高负责机构，它们在国际航天舞台上扮演着至关重要的角色。将它们“相提并论”可以从多个维度来考察，包括历史、目标、成就、规模、技术能力、国际合作以及未来发展方向。总体而言，NASA在许多方面仍然具有领先优势，但中国航天正.............
如何看待美国国家航空航天局（NASA）选择太空探索技术公司（SpaceX）作为再次载人登月的服务商？

对于美国国家航空航天局（NASA）选择太空探索技术公司（SpaceX）作为其“阿尔忒弥斯”（Artemis）计划中载人登月任务的着陆器供应商，这是一个在航空航天界引起广泛关注和热烈讨论的决定。要理解这个选择的深层含义，我们需要从多个维度进行审视。首先，技术实力与创新驱动是NASA做出这一选择的核心考.............
中国的航天技术能否超过美国国家航空航天局（NASA）？

中国航天能否超越美国NASA？这是一个复杂的问题，答案并非简单的“是”或“否”，而是需要从多个维度进行细致的分析和权衡。简单来说，中国在某些领域已经取得了令人瞩目的成就，并且正以惊人的速度追赶，但NASA凭借其深厚的历史积淀、完整的体系以及在全球范围内的影响力，依然是全球航天领域的标杆。首先，我们得.............
如何看待2020年7月30日美国国家航空航天局（NASA）毅力号火星车发射现场直播遭哔哩哔哩封禁？

2020年7月30日，全球目光聚焦在NASA的“毅力号”火星车发射任务上，这是人类探索火星进程中的又一重要里程碑。然而，在中国，许多关注这场盛事的观众却经历了一次令人意外且颇为沮丧的体验——在当时国内最大的视频分享平台哔哩哔哩（B站）上，官方直播信号突然被掐断，并被“封禁”了。这件事一出，立刻在中文.............
美国国家航空航天局宣布推迟载人登月计划至 2025 年，为什么推迟？能成功吗？

好的，我们来聊聊美国国家航空航天局（NASA）的载人登月计划——阿尔忒弥斯计划（Artemis Program）为何推迟，以及它成功的可能性。为何推迟？探究背后的原因NASA 宣布将载人登月计划推迟至 2025 年，这并非一个突然的决定，而是背后一系列复杂技术、资金以及安全考量共同作用的结果。具体来.............