Mycket av den teknik som är vanlig i det dagliga livet idag kommer från driften att sätta en människa på månen. Denna ansträngning nådde sin höjdpunkt när Neil Armstrong klev av Eagle-landningsmodulen på månens yta för 50 år sedan.

Som flygburen astronomiambassadör för NASA och chef för University of Wisconsin-Milwaukee Manfred Olson Planetarium, Jag vet att tekniken bakom väderprognoser, GPS och till och med smartphones kan spåra sitt ursprung till loppet mot månen.

1. Raketer

4 oktober, 1957 markerade rymdålderns gryning, när Sovjetunionen lanserade Sputnik 1, den första mänskliga satelliten. Sovjeterna var de första att tillverka kraftfulla bärraketer genom att anpassa långdistansmissiler från andra världskriget, speciellt den tyska V-2.

Därifrån, rymdframdrivning och satellitteknik gick snabbt:Luna 1 flydde jordens gravitationsfält för att flyga förbi månen den 4 januari, 1959; Vostok 1 bar den första människan, Yuri Gagarin, ut i rymden den 12 april, 1961; och Telstar, den första kommersiella satelliten, sände tv-signaler över Atlanten den 10 juli, 1962.

Månlandningen 1969 utnyttjade också tyska forskares expertis, som Wernher von Braun, att skicka enorma nyttolaster ut i rymden. F-1-motorerna i Saturn V, Apollo-programmets bärraket, brände totalt 2, 800 ton bränsle med en hastighet av 12,9 ton per sekund.

Saturnus V står fortfarande som den mest kraftfulla raket som någonsin byggts, men raketer idag är mycket billigare att skjuta upp. Till exempel, medan Saturn V kostade 185 miljoner USD, vilket översätts till över 1 miljard dollar 2019, dagens Falcon Heavy-lansering kostar bara 90 miljoner dollar. Dessa raketer är hur satelliter, astronauter och andra rymdfarkoster kommer från jordens yta, att fortsätta ta tillbaka information och insikter från andra världar.

2. Satelliter

Jakten på tillräckligt med dragkraft för att landa en man på månen ledde till byggandet av fordon som är kraftfulla nog att skjuta upp nyttolaster till höjder av 21, 200 till 22, 600 miles (34, 100 till 36, 440 km) över jordens yta. På sådana höjder, satelliternas omloppshastighet är i linje med hur snabbt planeten snurrar – så satelliter förblir över en fast punkt, i det som kallas geosynkron bana. Geosynkrona satelliter är ansvariga för kommunikation, tillhandahåller både internetuppkoppling och TV-program.

I början av 2019, det var 4, 987 satelliter som kretsar runt jorden; bara under 2018, det fanns mer än 382 orbitala uppskjutningar över hela världen. Av de satelliter som för närvarande är i drift, cirka 40 % av nyttolasten möjliggör kommunikation, 36% observerar jorden, 11 % demonstrerar teknik, 7 % förbättrar navigering och positionering och 6 % förbättrar rymd- och geovetenskapen.

3. Miniatyrisering

Rymduppdrag – då och även idag – har strikta gränser för hur stor och hur tung deras utrustning kan vara, eftersom det krävs så mycket energi för att lyfta och uppnå omloppsbana. Dessa begränsningar pressade rymdindustrin att hitta sätt att göra mindre och lättare versioner av nästan allt:Till och med väggarna i månlandningsmodulen reducerades till tjockleken på två pappersark.

Från slutet av 1940-talet till slutet av 1960-talet, vikten och energiförbrukningen för elektronik minskade åtminstone med en faktor på flera hundra – från 30 ton och 160 kilowatt från den elektriska numeriska integratorn och datorn till 70 pund och 70 watt hos Apollo vägledningsdator. Denna viktskillnad motsvarar den mellan en knölval och en bältdjur.

Bemannade uppdrag krävde mer komplexa system än tidigare, obemannade. Till exempel, 1951, den universella automatiska datorn kunde 1, 905 instruktioner per sekund, medan Saturn V:s styrsystem utförde 12, 190 instruktioner per sekund. Trenden mot smidig elektronik har fortsatt, med moderna handhållna enheter som rutinmässigt kan utföra instruktioner 120 miljoner gånger snabbare än styrsystemet som möjliggjorde lyftet av Apollo 11. Behovet av att miniatyrisera datorer för rymdutforskning på 1960-talet motiverade hela industrin att designa mindre, snabbare och mer energieffektiva datorer, som har påverkat praktiskt taget alla aspekter av livet idag, från kommunikation till hälsa och från tillverkning till transport.

4. Globalt nätverk av markstationer

Att kommunicera med fordon och människor i rymden var lika viktigt som att få upp dem från början. Ett viktigt genombrott i samband med månlandningen 1969 var byggandet av ett globalt nätverk av markstationer, kallat Deep Space Network, att låta styrenheter på jorden kommunicera konstant med uppdrag i mycket elliptiska jordbanor eller bortom. Denna kontinuitet var möjlig eftersom markanläggningarna placerades strategiskt 120 grader från varandra i latitud så att varje rymdfarkost skulle vara inom räckhåll för en av markstationerna hela tiden.

På grund av rymdfarkostens begränsade kraftkapacitet, stora antenner byggdes på jorden för att simulera "stora öron" för att höra svaga meddelanden och för att fungera som "stora munnar" för att sända höga kommandon. Faktiskt, Deep Space Network användes för att kommunicera med astronauterna på Apollo 11 och användes för att vidarebefordra de första dramatiska TV-bilderna av Neil Armstrong som klev in på månen. Nätverket var också avgörande för besättningens överlevnad på Apollo 13 eftersom de behövde vägledning från markpersonal utan att slösa bort sin dyrbara kraft på kommunikation.

Flera dussin uppdrag använder Deep Space Network som en del av den fortsatta utforskningen av vårt solsystem och vidare. Dessutom, Deep Space Network tillåter kommunikation med satelliter som befinner sig på starkt elliptiska banor, att övervaka stolparna och leverera radiosignaler.

5. Ser tillbaka på jorden

Att ta sig till rymden har gjort det möjligt för människor att vända sina forskningsansträngningar mot jorden. I augusti 1959 den obemannade satelliten Explorer VI tog de första råa bilderna av jorden från rymden på ett uppdrag som undersökte den övre atmosfären, som förberedelse för Apollo-programmet.

Nästan ett decennium senare, besättningen på Apollo 8 tog en berömd bild av jorden som stiger över månlandskapet, det passande namnet "Earthrise". Den här bilden hjälpte människor att förstå vår planet som en unik delad värld och stärkte miljörörelsen.

Förståelsen för vår planets roll i universum fördjupades med Voyager 1:s "blekblå prick"-foto - en bild som tagits emot av Deep Space Network.

Människor och våra maskiner har tagit bilder av jorden från rymden sedan dess. Vy över jorden från rymden vägleder människor både globalt och lokalt. Det som började i början av 1960-talet som ett satellitsystem från den amerikanska marinen för att spåra sina Polaris-ubåtar till inom 600 fot (185 meter) har blommat ut i Global Positioning System-nätverket av satelliter som tillhandahåller lokaliseringstjänster över hela världen.

Bilder från en serie jordobservationssatelliter som kallas Landsat används för att fastställa grödans hälsa, identifiera algblomningar och hitta potentiella oljeavlagringar. Andra användningsområden inkluderar att identifiera vilka typer av skogsbruk som är mest effektiva för att bromsa spridningen av skogsbränder eller känna igen globala förändringar som glaciärtäckning och stadsutveckling.

När vi lär oss mer om vår egen planet och om exoplaneter – planeter runt andra stjärnor – blir vi mer medvetna om hur värdefull vår planet är. Ansträngningar för att bevara själva jorden kan ännu hitta hjälp från bränsleceller, en annan teknik från Apollo-programmet. Dessa lagringssystem för väte och syre i Apollo Service Module, som innehöll livsuppehållande system och förnödenheter för månlandningsuppdragen, genererade kraft och producerade dricksvatten till astronauterna. Mycket renare energikällor än traditionella förbränningsmotorer, bränsleceller kan spela en roll i att omvandla den globala energiproduktionen för att bekämpa klimatförändringarna.

Vi kan bara undra vilka innovationer från ansträngningen att skicka människor till andra planeter som kommer att påverka jordbor 50 år efter den första Marswalken.