美国航空航天局(NASA)有着无数高冷的尖端科技,并且通过其技术转移计划挖掘出它们在航空航天之外的商用价值,培育了大批新兴企业。这对我国推动技术成果转化很有借鉴意义。我们将结合NASA的spinoff2017报告,分民生领域和工业领域两期,分别选取部分技术进行介绍。
NASA说:There’s more space in your life than you think.生活中有比你想象更多的太空技术。
在交通运输领域,不管你是行驶在路上还是飞行在空中,NASA始终伴随您的旅途,他们开发的技术在全世界范围内追踪航班——帮助飞机设计者将音爆的影响降至最低、保证商业货物安全着陆以及监测车辆二氧化碳排放量等。
在能源与环境领域, NASA通过二十多颗卫星俯瞰地球以及承担的一系列地面观测任务,这些科学数据被广泛应用于各类机构发起的项目中,包括能够发现雨林野火和监测农业水资源利用的软件工具。
在信息技术领域,NASA通过开发尖端软件和信息技术,来完成再入大气层时的空气动力学、从发射台捕获数据或者进行任何雄心勃勃的数据驱动性项目,这些创新往往在考古学、消费产品设计、石油钻井以及商业性太空任务等应用领域也很有价值。
在工业生产领域,NASA会利用其开创性工作所产生的新技术和独有设施引发其他创新,比如建造实验室测试材料暴露在太空时会如何表现等。当前,从这样的创新和努力中孵化出的初创企业正在美国工业领域扮演着重要角色。
引言
1 交通运输技术
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可重构无线电在全球范围内追踪航班
当马来西亚航空的370航班2014年在印度洋上空消失时,它已远远超出了雷达的有效追踪范围。而在新的天基气垫导轨系统中,将不再有飞机像这样消失——这部分归功于NASA开发的可重构无线电技术。
起初,NASA格伦研究中心和Harris公司签订了一个对半分摊成本的合作协议,研制出可通过软件更新重新编程的高频无线电。最终产品在空间站的SCaN测试平台安装,并获得全球百大科技研发奖(注:被业界誉为科技创新“奥斯卡奖”)。后来,佛罗里达州的Palm Bay公司用此项技术成立了商业化的AppSTAR无线电,之所以能够很快畅销,部分原因就在于它可以很容易重新配置新的应用程序。AppSTAR无线电编程后可接收新的飞机无线电收发器发送的航班号、位置、方向和其他信息。当前许多飞机在飞越海洋和其他偏远地区时之所以不能被追踪,是因为飞机通信需要瞄准线对着陆基接收器。而把接收器送入轨道则解决了这个问题。“在几秒钟内,你可以跟踪到世界上所有的飞机,” Harris的系统工程师杰弗•安德森解释道。据悉,该系统的第一次迭代运转将于2018年开始。

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猎户座飞船的创新降落伞携带商业火箭返回地球
Airborne Systems公司的空间和回收系统分部位于加利福尼亚州,他们作为分包商参与建设猎户座飞船的降落伞系统。该系统的设计基于阿波罗飞船的降落伞系统。NASA约翰逊中心也进行了多次跌落测试来证明降落伞的可靠性,如今Airborne Systems公司将这套系统出售给了多家商业航天公司。

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二氧化碳传感器从空中监控车辆排放
NASA通过ASCENDS项目研究二氧化碳在大气中季节性积聚和扩散的机理。在NASA兰利研究中心参与该项工作的承包商由此成立了另一家公司——总部位于田纳西州的HEAT (Hager Environmental and Atmospheric Technologies)公司。HEAT公司的第一款产品就是利用NASA发明的传感器来测量大气中的二氧化碳,可以远程检测汽车和卡车的排放。目前美国有4个州在使用该产品来检查车辆是否合规。

2 能源与环境技术
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GPS校正技术让拖拉机实现自动驾驶
20世纪90年代,在研发出首个全球定位系统(GPS)的喷气推进实验室(JPL)里,科学家们通过因特网实时分流来管理卫星跟踪的数据。这个结果最终成为NASA对现代社会最重要的贡献之一,那就是能够在地球上任何地方实现精准的GPS导航。
2001年,美国迪尔公司(John Deere)获得了JPL的软件许可,并且承包了该实验室从全球基准站网络接收的数据。Deere自主研发出了用于拖拉机导航的GPS接收机,而NASA的地面基站软件则最终实现了自动驾驶设备在全球范围内的应用。跟踪器能够精确到约4英寸,而未经校准的GPS读数可能会在30英尺开外。
通常,当农民在田间纵横交错进行拉犁、播种或使用其他设备时,行间重复往返约占了10%。消除这种重复劳动可以降低燃料成本和机械的磨损。更高的准确度也意味着更可靠的产量预测地图,通过位置数据与质量流量数据绘制而成的。

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建筑物传感器监控每个器件的功率使用情况
Verdigris Technologies公司开发出了一种传感器,它在经过电路板时通过“听”电子信号,能够判断每个器件正在使用的电量。通过一个无偿的太空行动协议和埃姆斯研究中心(Ames Research Center)可持续发展基地的测试服务,这家总部位于加利福尼亚Moffett Field的公司将他们的产品推向了市场,为宾馆、医院、公司办公室及其他客户提供令人满意的产品与服务。

3 信息技术
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激光成像帮助考古学家挖掘历史
据说大约10500年前,猎人们每年聚集在俄克拉荷马州西部的Beaver河畔,在那里宰杀成群的野牛,割下上等的牛肉,留下成堆的尸骨……现如今已很难找到证据来证明这样的狩猎历史了。但基于激光技术、被称之为激光雷达的遥感设备却可以为考古学家提供隐藏在地表之下的化石和骨骸的蛛丝马迹。而这项技术的开发则要归功于与考古学家们寻找完全不同东西——行星、卫星和小行星等——的科学家们。
NASA早在1971年阿波罗15号执行航天任务时就使用了激光雷达。最近,由哥达德太空飞行中心负责的冥王星(OSIRIS-Rex)小行星返回任务就配备了由加拿大Teledyne Optech公司设计的激光雷达扫描仪。这家拥有40年历史的公司,专门从事激光雷达仪器的设计和建造,把为太空任务准备的创新技术纳入商业服务模式中,现在也开始帮助考古学家们。

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数据采集系统捕获机器性能
在与肯尼迪航天中心合作研发过程中,Dewetron公司开发了一个强大的系统,用于监控移动发射平台的性能。这套系统使用一个通用的信号调理器来获取数据,可简易地进行多个信号的分析,是Dewetron公司产品线上的热门产品。升级版出售给了航空公司,包括福特、宝马在内的汽车公司,以及其它的很多产业领域的企业。

4 工业生产力技术
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3D编织技术提升宇宙飞船及赛车能级
NASA
埃姆斯研究中心的研究人员与其合作伙伴高科技织造公司Bally Ribbon Mills联合研发出了新一代隔热材料,并且同时开发了一种新的备选材料——3D编织石英复合材料。这种3D复合材料是多功能的:它能够携带负载,可作为减震器,导电性能强,还可以隔热。现在,这家位于宾夕法尼亚的Bally公司向航空公司销售石英复合材料,还用改造的编织机器为赛车制造更大、更密的块状三维碳复合材料。

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为NASA成像器制备的光学滤波器聚焦前沿技术
为了完成升级哈勃太空望远镜的任务,哥达德太空飞行中心选定的光学滤波器由总部位于马萨诸塞州的Materion公司制造。该项目拓展了这家公司的专业技能,产生了一系列成果,包括适用于五金店配油漆、在工业品中设置很薄的涂层等改良性产品和新器件。

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硅酸锌涂料防腐蚀
NASA
的化学家们设计了一种金属防腐涂层,以抵抗火箭发射时的高温,保护肯尼迪航天中心的发射塔结构。该聚合物的制造商——纽约州的Polyset公司——在上世纪80年代帮助该涂料的原发明人制作了其中的一个关键配料。而现在这家公司正在生产这种可应用于桥梁、水电设施、轨道车辆和石油钻井的涂料产品。

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