«Межпланетный» автопром: 10 космических технологий, реализованных в машинах
Космос — передовая научно-технического прогресса. Многие решения, родившиеся в ходе его освоения, впоследствии перекочевали в повседневную жизнь. Рассказываем о технологиях, пришедших в автоиндустрию прямиком из космоса.
Спутниковая навигация
Пожалуй, это самая «космическая» из всех автомобильных технологий. Поскольку непрерывно и самым непосредственным образом связана с космосом — сигналами, подаваемыми специальными спутниками, вращающимися вокруг земного шара.
Первопроходцами в этой области стали США, создав в 1970-х свою спутниковую систему глобального позиционирования GPS. А теперь на околоземных орбитах находятся спутниковые группировки российской ГЛОНАСС, американской GPS, китайской «Бэйдоу», европейской Galileo. Они круглосуточно и непрерывно обеспечивают данными автомобильные навигаторы по всему миру.
Датчики давления в шинах
Первая система дистанционного контроля давления в шинах была разработана для американской программы Space Shuttle. Челноки NASA при возвращении на землю садились на аэродроме по-самолетному. Для безопасной посадки экипажу и центру управления полётом требовалось контролировать давление в шинах шасси.
С этой целью были применены тензорезисторные датчики. В основе их работы лежит принцип изменения электрического сопротивления специальной силиконовой мембраны — оно меняется в зависимости от степени ее деформации под воздействием давления в колесе. Сейчас по похожему принципу работают многие датчики давления в автомобильных шинах.
Углеволокно (карбон)
Композитные материалы на основе углеродного волокна обладают выдающимися прочностными свойствами при минимальном весе. Это свойство карбонов впервые было взято на вооружение разработчиками ракетно-космических технологий. Затем углеволокно перекочевало в авиацию и впоследствии в автоспорт и автопром.
Поначалу из композитов на основе углеродного волокна изготавливали части автомобильных кузовов. Со временем из углеволокна научились делать и другие детали, например тормозные диски.
Тепло- и шумоизоляционные материалы
Впервые фольгированные теплоизолирующие элементы применили в космических аппаратах. Когда выяснилось, что отполированный металл хорошо отражает не только видимый человеческим глазом свет, но и инфракрасное (тепловое) излучение. Это позволило применять на космических аппаратах и в скафандрах тонкую и легкую металлическую (в том числе и золотую) фольгу вместо объёмных и тяжёлых традиционных теплоизолирующих материалов. Со временем эта технология добралась и до автомобилей. Тонкие фольгированные маты повсеместно применяются сейчас для утепления (и одновременно шумоизоляции) салона.
Компактные видеокамеры
При проектировании любых космических аппаратов всегда шла (и идёт) непримиримая борьба с каждым граммом лишнего веса. В том числе и с весом бортовых видеокамер. Последние в космосе необходимы для исследований, для контроля технического состояния узлов и систем, для видеосвязи экипажей обитаемых аппаратов с Землей.
Усилия по миниатюризации космических видеодевайсов оценили, помимо прочих отраслей, и в автопроме. Огромное количество новых авто сейчас оснащается видеокамерами высокого разрешения (заднего хода, кругового обзора и т. п.).
Лидары
Лидар — это лазерный радар. В отличие от классического радара, для измерения расстояния до объектов лидар использует не радиоволны, а лазерное излучение. В космической отрасли лидары применяются для дистанционного зондирования поверхности Луны, Земли и земной атмосферы, а также для определения расстояния между спутниками. В автомобильной отрасли лидары нашли применение в системах автономного вождения и помощи водителю.
Автопилот
Системы автономного вождения впервые были применены человечеством на луноходах и марсоходах. Любопытно, что использовавшиеся при этом алгоритмы обнаружения и объезда препятствий были реализованы в относительно несложных программах, обрабатывающих изображение с камер инопланетного ровера. Современные земные технологии автономного вождения подразумевают использование машинного зрения, ИИ, оптических датчиков, лидаров, радаров.
Водородные топливные элементы
Первые системы получения электроэнергии в процессе каталитического окисления водорода задумывались как резервные системы питания спутников на околоземных орбитах.
Впоследствии ряд крупных мировых автопроизводителей, включая, например, Mercedes, BMW и Toyota, много экспериментировали в процессе создания автотранспорта на водородном топливе. Пока что водородные автомобили на топливных элементах не стали массовыми, однако небольшие партии таких машин используются в таксопарках крупных мегаполисов и других нишевых структурах и организациях.
Анатомические автокресла
Благодаря наблюдениям за космонавтами в невесомости была создана математическая модель человеческого тела в максимально комфортной для него позе. На основании этих данных теперь проектируют автомобильные кресла, обеспечивающие максимально возможное удобство и низкую утомляемость водителей и пассажиров авто. На серийной машине эта разработка дебютировала в 2013 году — у Nissan Altima.
Сборка автомобилей
Для автоматической стыковки космических кораблей с Международной космической станцией используется специально разработанный алгоритм, использующий изображение с видеокамер, размещённых возле стыковочного узла космического аппарата. Сегодня подобная технология, распознающее объекты и автоматически «стыкующее» детали друг с другом, используется для сборки автомобилей, например, на одном из заводов VW.