伦敦牛津街上,OMEGA将橱窗广告最显眼的位置换上了奥尔德林(Buzz Aldrin)的海报;北京王府井里,LEGO店面里一进门的展示区堆满了阿波罗11号(Apollo 11)和土星5号(Saturn V)的玩具盒。当人类首次踏足月球五十年后,登月带来的一切,已经不仅仅存留于仰望夜空的冥思苦想或是实验室、发射台上的如履薄冰,商业、生活、娱乐,关于登月的一切早已经在不知不觉间渗透进我们消费生活的触手可及。

这或许也正是阿波罗11号登月事件的魅力所在——它将冰冷的天体与技术拉近到了个体生活的温度之畔。曾经只能通过光晕的想象和潮汐的节拍才能感知的天外之物,变成了「宁静海」上清晰可见的沟壑山峦和人类鞋印;而看似遥不可及的科技,在实现登月途中所种下的每一处闪光,则被保留继承成为如今生活中的必需。

例如气垫鞋、集成电路等,这些在阿波罗计划时期被发明或成熟运用的产品或技术,真真切切地改变了世界的模样,随时随地。

作为「登月50年纪念专题」的开篇,极客公园整理了登月「遗产」中最具代表性的十个案例,它们的存在说明一个道理:再高远冰冷的科技,也都融化在生活的温度之中。


集成电路

对于火箭及飞行器来说,每增加一点重量就意味着要投入更多的资金,体积、功耗也是影响航行的重要指标,在这些维度上人们总是在挑战极限,阿波罗计划中发射的宇宙飞船也不例外。并且,为了实现精准的控制与更快的反应,阿波罗宇宙飞船对于数据处理的速度也设置了空前的高要求。为了克服这些困难,德州仪器的工程师Jack Kilby抛弃了传统的电路板设计,不在电路板上插满晶体管和其他电子元器件,而是设计了所有元件都集成在芯片上的集成电路(由于此项对于集成电路发展的巨大贡献,他获得了2000年的诺贝尔物理学奖),满足了NASA对于计算机的需求。到了1963年,美国生产的集成电路有60%都用在了阿波罗计划上。可以说集成电路帮助NASA实现了阿波罗计划,并且推动了电子计算机的发展。如今,绝大部分电子设备都在使用集成电路。

Jack Kilby于1958年用锗制成了世界上第一块集成电路〡德州仪器

另外,阿波罗计划对集成电路的需求与运用,也催化了硅谷的诞生,而硅谷孕育了如IBM、英特尔、惠普、微软、AT&T和高通等响当当的科技商业公司,它们对于当今信息时代的重要性不言而喻。


便携式无线吸尘器

为了在月球采集地表下面的岩石样本,NASA需要一种小巧的、独立供电的钻头。机械制造公司Black&Decker负责这个项目,他们曾经发明了我们现在熟知的手持电钻,并且在阿波罗计划中也没让NASA失望,开发出了满足探月需求的小型钻头与配件,更重要的是研发出一套可以减小电机功耗的程序,Black&Decker在随后的几年基于这套程序推出了一系列家用、医疗及工业用途的手持工具,包括名为Dustbuster无线吸尘器,然后,奠定了现代便携式无线吸尘器的模样。在此之前,吸尘器的样子都是又大又笨,当出现琐碎的垃圾或脏物时人们常常懒得拿吸尘器出来,Dustbuster改变了这一切,吸尘器也可以变得如此小巧、趁手。到了今天,我们身边家用无线吸尘器与车用吸尘器的应用都因之受惠,是值得信赖的家居帮手。

生活中无线吸尘器的应用〡NASA


CT扫描

当初为了检查火箭与登月飞行器零部件的结构是否完整,NASA开发了一种图像增强技术,能够观察到被研究物体表层和结构上的细微变化,后来化妆品公司雅诗兰黛也利用这项技术对其产品效果进行评估,因为他们发现这项技术也可以观察人的面部。再到后来,这项技术还被应用到CT扫描、核磁共振成像、X光照射、显微镜检查等医疗技术,另外在工业制造领域也有相关的应用。

现代的CT机〡Pxhere


气垫式运动鞋

现在低下头,观摩一下你脚踩着的运动鞋,想不到它也是阿波罗计划衍生出来的产品吧?然而事实就是如此,今天的气垫式运动鞋基本上都采用了当时用来制造航空服的「中空吹塑成型」工艺。当初,阿波罗计划的工程师为了创造出更能耐受撞击与压力的航空服,发明了将耐压材料加热软化,放在模具里,向其中吹入高压并利用空气压力将材料均匀制型的制造技术,即「中空吹塑成型」。

到了1977年,前NASA航天工程师弗兰克·鲁迪想到将这种工艺应用在运动鞋中,不仅可以提供良好的缓震性能,还能使鞋底受力更加均匀。他曾向阿迪达斯推销这种「前沿」的技术,但似乎受到了对方的怀疑与拒绝,然后他转向了势头正盛的耐克公司,而耐克接受了这一技术提案,制造并推广了气垫式的运动鞋。到了今天,你在耐克的货架上还能看到命名为「登月」系列的跑鞋,只不过并不主打气垫科技,更像是一种名义上的致敬。

采用覆盖全脚掌气垫的Air Max 720耐克鞋〡耐克官网

这种「随地可见」的产品好像一直在提醒着人们:曾经登月还是无数人高不可攀的梦想,而现在一些用来实现这个梦想的科技,已经被人们踩在了脚下。


太阳能电池板

现代化的太阳能电板也在阿波罗计划中成为了成熟、可靠的能源技术,这种可持续的能源使得卫星和月球车能够源源不断地从太阳辐射中获取能量,极大限度地提升了机器服役的时间。太阳能电板现在广泛应用在计算器、街灯、卫星、探测器以及部分办公楼、住宅的供电系统中。值得一提的是,苹果公司作为极力倡导使用绿色能源的科技公司,在2014年就宣布其数据中心均已采用可再生能源供电,包括坐落在世界各地的庞大太阳能电池板阵,另外,苹果公司的全球总部Apple Park整栋建筑也采用了清洁能源,其中大部分源自布满楼顶的太阳能电池板。

Apple Park铺设的屋顶太阳能装置,总功率达到17兆瓦〡苹果官网


燃料电池

近年来新能源汽车逐渐进入人们的视野与购买清单里,除了以特斯拉为代表的电动汽车,有时也能看到传统车厂推出了燃料汽车的新闻,丰田Mirai、本田Clarity都是已经面世量产的产品,作为新能源动力,燃料电池兼顾传统电动能源可再生与燃油动力续航强补充快的优点。这项或许代表着未来新能源汽车方向的技术,在阿波罗计划之前的NASA双子星计划中就得到了应用,用来代替巨大、笨重且效率低下的蓄电池,但这种超前的技术还不够稳定,当时火箭的逃生系统也不够成熟,执行任务的宇航员需要承受了极大的压力与风险,好在这为后来的阿波罗计划铺就了科技基础。到了阿波罗计划时期,燃料电池成为了真正可信赖的动力源泉,从1968年到1972年,阿波罗计划全部11次载人任务中都使用了燃料电池,这套能源系统没有出现任何事故。

阿波罗13号上的燃料电池〡NASA


消防服

浩大的阿波罗计划并不是一帆风顺的,就在第一次载人任务阿波罗1号例行测试时,机舱内因为莫名的原因发生火灾,三名宇航员便全部不幸遇难。之后,NASA为了进一步保护宇航员的安全,委托美国孟山都公司研制出一种名为「Durette」的聚合物纺织品,具备高指标的防火性,随后NASA又组织Scott Aviation公司研发了包括氧气面罩、氧气罐、传输导管、铝制架构的轻型呼吸系统,今天主要的呼吸面罩仍然参考了这套系统的部分设计。这些「事后诸葛亮」发明的消防装备,不仅给与后来宇航员存活的保障,也保护了现代社会中无数抢救火险的消防员的人身安全。

身着消防服的消防员


摇杆/鼠标

摇杆不是NASA发明的,20世纪60年代,控制摇杆就被广泛应用在无线电飞机模型玩具中,在阿波罗计划里NASA采用摇杆来控制月球着陆器与月球车,一方面印证了摇杆这种控制工具的便利与可靠,另一方面这也像是一种大玩具式的浪漫,就像伊隆·马斯克旗下公司The Boring Company的超级高铁(Hyperloop)项目中,工人们手持XBOX游戏机控制钻掘机挖掘隧道的情景。

曾在RR拍卖公司拍卖过的阿波罗15号登月舱控制摇杆〡The Verge

除了摇杆这种有趣的控制方式,还有一种控制工具也在阿波罗计划中出现过身影,那就是鼠标。众所周知鼠标的发明者是道格拉斯·恩格尔伯特,他在阿波罗计划时期正是NASA下属的一名工程师,他想到用「点击控制」的方式取代键盘,并制作了鼠标的原型机——一个带有1个按钮和2两个轮子的木盒子。

道格拉斯·恩格尔伯特拿着他的鼠标原型机〡维基百科


石英钟

像登月这样复杂的航天活动,对于时间精确度的要求也是非常之高,在关键的时刻分秒只差或许会酿下无可挽回的错误,阿波罗计划的工程师们对此耿耿于怀,并委托General Time公司制作精密的时钟仪器,并基于它推算整个任务的大小时间节点。最终,这群美国工匠虽然不是首先发明了石英钟,但他们制造的石英钟有着当时全世界钟表仪器里最精确的表现,一年时间的误差仅为1分钟。之后伴随着美国硅谷的崛起,这种依赖微电子技术的钟表借助其越发低廉的成本,一点一点地侵蚀着传统机械手表的市场,最终在日本钟表厂商手中发扬光大,掀起了钟表业的石英革命。今天,大多数平价钟表都使用这种廉价又准确的钟表技术。

1969年精工生产的 Astron手表机芯,它是世界上第一款采用石英钟技术的手表〡维基百科


脱水蔬菜

月球是目前为止人类去过最远的地方,成功登月的阿波罗11号执行任务花费了8天的时间,这段时间如何储存宇航员的食物?聪明的NASA工程师想到将新鲜的食物冷冻并脱水干燥,以此延长食物的保质期,并能大幅较少重量,一般来说经「冷冻干燥技术」处理后的食物重量约为原先的20%,最后一点,还能保留约98%的营养成分。再一次没有想到,在最将就的食物之一泡面里,附赠的蔬菜包一开始竟然是为登月准备的。

方便面包装内常见的蔬菜包


这一切值得吗?

阿波罗计划带来的收益似乎难以估计,但整个计划耗资254亿美元是非常明确的(根据GDP平减指数调整通货膨胀率,其耗资换算到 2018 年的美元约为1530亿),面对如此巨额的经济代价,就有如1970年赞比亚修女Mary Jucunda写给NASA的信一样的质疑声,「为什么地球上还有那么多孩子吃不上饭,却还要为远在火星的项目花费数十亿美元?」在NASA担任科学副总监Ernst Stuhlinger很快回了信,那封著名的「为什么要探索宇宙?」。

阿波罗8号在月球轨道拍摄的地球,这张照片也被Ernst Stuhlinger附在了回信上〡维基百科

「太空旅行无可置疑地是一项充满挑战的事业。通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而,它所带来大量的新技术和新方法可以用在火星项目之外,这将产生数倍于原始花费的收益。」

正如他所言,阿波罗登月计划除了上面列举的十项产品和技术外,根据2015年NASA的统计,还催生了超过1800项衍生品,美国斯坦福大学航空航天工程系教授哈伯德曾经指出,政府每往宇航项目中投入1美元,就可以产生7到8美元的价值。随着时间的推移,由这些科学技术转化的经济效益与社会影响,或许越来越难以衡量,但毫无疑问的是,登月是人类历史上最伟大的技术成就,并在一定程度上改变了人类发展的轨迹。


最后

阿波罗计划的意义,远不止上述。如果你细心观察世界的各个角落,会发现很多与之呼应的细节,在科技圈尤是如此。比如微信启动页的地球图片,那张人类拍摄的第一张地球全景图,就是在阿波罗17号执行任务时捕捉下的动人瞬间。还有乔布斯曾说被一本六七十年代的杂志影响了自己,那本名为《全球概览》的杂志大量引用了阿波罗飞船拍摄的宇宙照片,第一期与最后一期封面同样是阿波罗17号拍下的地球全景图,后来,在iPhone默认壁纸选项中,也总有一张相似的地球全景照片。

2017年极客公园创新大会演讲台上的 Buzz Aldrin〡极客公园

在著名动画影片《玩具总动员》中也有阿波罗计划的「遗产」,经典的巴斯光年(Buzz Lightyear)角色的创意取自阿波罗11号的宇航员Buzz Aldrin,哦对了,当年登月时那枚著名的脚印就是他留下的,前年他也来到了极客公园创新大会的现场,与我们分享了他亲历的登月冒险与他眼中的未来太空。

超前的技术革新、全领域基础科学的进步、以及令无数人振奋的精神势能……如此等等,就是登月计划给现在的我们带来的变化与影响,相信在未来相当长的一段时间,「登月」带给的力量仍将持续作用在我们每个人身上,借用巴斯光年的名言,愿我们一直向前,to infinity and beyond.

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注