星間の「食べる人」、宇宙版の赤ちゃん用「おむつ」...宇宙旅行はどうやって一般人の家に「飛んで」くるのでしょうか?

航空宇宙技術は、国の科学技術レベルと総合的な国力を示す重要なものです。その開発は宇宙探査の進歩を促進しただけでなく、多くのハイテク技術の進歩も促進しました。これらの技術の応用は私たちの日常生活に浸透し、食料、衣服、住居、交通に大きな改善をもたらしました。

星間グルメ：インスタントラーメンの秘密のレシピを探る

食べ物に関して言えば、インスタントラーメンは私たちの生活の中で非常に一般的な食べ物です。インスタントラーメンは食べやすくて美味しいのですが、麺だけが入っているわけではありません。乾燥野菜パックをはじめ、さまざまな食材や調味料も欠かせません。普通の野菜は新鮮さを保つのが難しいですし、旬の野菜も季節外れで食べられないこともあるのは皆さんご存じの通りです。しかし、これらの問題は乾燥野菜を使えば簡単に解決できます。シワシワのように見える乾燥野菜は、水に浸してしばらく待つだけで食べられます。栄養と風味をしっかり保つことができます。

乾燥野菜は実はアポロ月面着陸計画から生まれたものです。アメリカ航空宇宙局（NASA）は、宇宙飛行士が宇宙でビタミン補給のために野菜を食べられるように、凍結乾燥野菜技術を発明しました。この技術により、野菜の栄養素を保持したまま水分の大部分を除去することができ、重量が大幅に軽減されるため、野菜を長期間保存したり持ち運んだりすることが容易になります。

乾燥野菜製造ワークショップ

インスタントラーメンの製造工程には、野菜の乾燥技術のほか、航空宇宙技術も活用されています。例えば、ブロス抽出技術、凍結乾燥技術、ラピッドプロトタイピング技術も航空宇宙分野から生まれています。これらの技術により、野菜や肉の栄養素をよりよく閉じ込め、ファーストフード製品の健康特性をさらに高め、食材本来の味を最大限に再現することができます。

守護天使：エアバッグは高齢者にとっていかに安全の盾となるか

衣服といえば、外見を飾るだけでなく、身体を守るものでもあります。高齢者は加齢とともに身体機能が低下し、転倒しやすくなります。ウェアラブルスマート保護エアバッグは、この問題を解決するために設計されています。

ウェアラブルスマート保護エアバッグは航空宇宙技術から生まれています。同社の研究開発プロセスには、精密な回路配線、慎重に選択されたモーションセンサー、プロセッサチップの微細プログラミング、落下データの収集、処理、アルゴリズムの検証が含まれます。落下のあらゆる詳細を捉えるために、開発チームのメンバーは実験室で繰り返し模擬落下テストを実施しました。1 日に 50 回から 60 回もの落下を再現し、実際のアプリケーションにおける技術の正確性と信頼性を確保しました。

この保護エアバッグはベストのような形をしており、重さはわずか約1キログラムです。人体の動きをリアルタイムで監視・自動感知し、転倒を検知する直前に素早く膨張し、主な力を受ける部位である腰を適時にクッション保護します。エアバッグの膨張機構は衝撃力を最大 90% まで効果的に吸収し、転倒による怪我のリスクを大幅に軽減します。

さらに、このエアバッグの膨張モジュールは交換可能に設計されており、エアバッグを再利用できるため、経済的で環境にも優しいです。今日、このハイテク製品は研究室から出て市場に参入し、何千もの家庭の高齢者の日常生活における安全な仲間となっています。

耐震のヒーロー：免震ゴム支承の建物保護力

住宅に関して言えば、従来の耐震技術は建物の上部構造と基礎をしっかりと一体化させ、より太い鉄筋を使用し、より多くのコンクリートを流し込んで全体の堅牢性を高めることに重点を置いています。実際には、建物の耐震性を向上させるために使用する材料の量を単に増やすだけでは、期待したほどの効果が得られないことがわかっています。

地震で被害を受けた建物

ゴム製免震支承の登場により、この問題は改善されました。そのデザインのインスピレーションは航空宇宙分野、特にロケットエンジンのフレキシブルノズル技術から得られています。この技術は、建物の上部構造と基礎の間に断熱層を追加し、ゴム製の免震ベアリングを設置することで、地面との「ソフトな接続」を実現します。地上で地震が発生すると、免震ベアリングが地震波に沿って前後に揺れ、建物の上部が建物をしっかりと支えることができるため、建物の上部構造の加速度応答を効果的に低減し、地震による建物の被害を軽減します。この技術により、地震のエネルギーの約80％を相殺することができます。

ゴム絶縁ベアリング

さらに、ゴム製アイソレーションベアリングは耐久性と耐疲労性に優れており、設計寿命は60～70年ですが、この設計寿命を超えるものもあります。この技術の設置と構築は複雑ではなく、新築または既存の建物に適しています。そのため、地震の震度が大きな地域や震災後の復興事業などで広く利用されています。

赤ちゃんの快適な世界：赤ちゃん用おむつと航空宇宙技術

新生児も航空宇宙技術の恩恵を受けています。赤ちゃんの日用品であるおむつは、航空宇宙技術と密接な関係があります。当初、おむつは宇宙飛行士の排尿問題を解決するために発明されました。宇宙の無重力環境では、従来のトイレ方法は使用できません。そこで、1980年代にNASAの中国人エンジニアである唐欣元氏は、ポリマー吸収材を使用して1,400mlの水を吸収できるおむつを発明しました。このおむつは宇宙飛行士の尿を素早く吸収し、漏れないように固定します。わが国の宇宙の英雄、楊利偉が2003年に宇宙に行ったとき、彼はこのようなおむつを着けていました。

この素材は吸水性が強いだけでなく、素材内部に水分を保持し、水分が逆浸透するのを防ぎます。そのため、すぐに民生品に応用され、現在私たちがよく知るベビー用おむつへと進化しました。おむつの登場により、親の負担は大幅に軽減され、おむつを洗う負担も軽減され、赤ちゃんにとってより清潔で快適な環境が提供されるようになりました。

赤ちゃんのおむつを替える母親

未来の製造業: 摩擦撹拌接合が産業界に新たな時代を開く

産業界では、摩擦撹拌接合は航空宇宙分野で開発された効率的で環境に優しい溶接技術です。 1991年に英国の溶接研究所によって発明されたこの技術は、摩擦熱と機械的撹拌を組み合わせて、回転する溶接ツールを使用して材料を加熱して可塑化し、はんだや消耗品を使用せずに材料の接合を実現します。

摩擦撹拌接合

この技術の利点は、溶接プロセス中に材料が溶けないため、従来の溶融溶接で発生する可能性のある気孔や亀裂などの欠陥を回避し、溶接継手の品質と性能を向上させることです。さらに、摩擦撹拌接合は入熱量が低いため、溶接変形が低減し、生産効率が向上します。

輸送の面では、摩擦攪拌接合技術の応用範囲は航空宇宙分野から鉄道輸送、船舶、自動車、パワーエレクトロニクスなどの複数の産業分野に拡大しています。自動車業界では、軽量で効率的で環境に優しい特性により、摩擦攪拌接合が電気自動車部品の製造に使用され、燃費と走行距離の向上に貢献しています。

今後、摩擦撹拌接合技術はさらに発展していくことが期待されます。ロボット摩擦撹拌接合技術の応用により、より複雑な構造部品の自動溶接が可能になり、生産効率と溶接品質が向上します。同時に、摩擦撹拌接合技術は、新材料や新プロセスの開発においても大きな可能性と幅広い応用の見通しを持っています。

航空宇宙技術の発展は人々の生活の質の向上に大きく貢献してきました。航空宇宙技術の継続的な進歩と革新により、将来的には航空宇宙技術と切り離せない産業がますます増え、人類社会の持続可能な発展が強力に支えられると信じています。

一部の情報はGuangming.com、Xinhuanet、People's Daily Online、Science Popularization Chinaなどから提供されています。

（科学評論：中国宇宙学会科学普及教育委員会委員 李良）