Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Nanowłókna do chwytania wiatru "w żagle"

Recommended Posts

Przed uniesieniem się na wietrze pająki sprawdzają warunki atmosferyczne, a następnie przędą nanowłókna. Moonsung Cho z Uniwersytetu Technicznego w Berlinie pisze na ten temat pracę doktorską.

Biolodzy z jego zespołu podkreślają, że babie lato (ang. ballooning) występuje u wielu rodzajów pająków. W ten sposób mogą się rozprzestrzeniać z miejsca urodzenia czy szukać pokarmu, partnerów albo nowego obszaru do skolonizowania. Choć w takie zachowanie najczęściej angażują się osobniki młodociane lub młodzi dorośli o długości poniżej 3 mm, latają też większe pająki.

Autorzy publikacji z pisma PLoS Biology wyjaśniają, że inni co prawda badali babie lato, ale oni jako pierwsi tak drobiazgowo ocenili zarówno pajęcze testy pogodowe, jak i włókna wykorzystywane do chwytania wiatru "w żagle".

Naukowcy prowadzili obserwacje w terenie i eksperymenty w tunelu aerodynamicznym. Okazało się, że pająki z rodzaju Xysticus o długości ok. 5 mm i wadze do 25 mg aktywnie oceniają warunki wiatrowe, unosząc raz po raz jedno z przednich odnóży. Przy prędkościach wiatru poniżej 3 m/s i stosunkowo lekkich prądach wstępujących (0,1–0,5 m/s) przędą liczne nici o średniej długości 3 m. Później produkują kolejną nić, przytwierdzającą je do źdźbła trawy stanowiącego miejsce startu.

Testy pokazały, że pająki wytwarzały 50-60 włókien o średnicy 121-323 nanometrów. Włókna te różnią się od jedwabiu wiodącego (ang. drag silk) i powstają w odrębnym gruczole.

Akademicy podsumowują, że pająki aktywnie badają pogodę i wznoszą się w wąskim zakresie prędkości wiatru i prądów wznoszących, zwiększając swoje szanse na udany lot.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Marsjański śmigłowiec Ingenuity odbył 3. lot w atmosferze Czerwonej Planety. Tym razem nie skończyło się, jak podczas dwóch poprzednich lotów, jedynie na wzniesieniu się, zawiśnięciu i lądowaniu. Urządzenie odbyło też lot w poziomie. Była to pierwsza próba prędkości i zasięgu. Ingenuity poleciał dalej i szybciej niż podczas testów na Ziemi.
      Podczas pierwszego historycznego lotu w atmosferze Marsa Ingenuity wzniósł się na wysokość 3 metrów, zawisł nad powierzchnią i wylądował. W czasie drugiego lotu śmigłowiec znalazł się na wysokości 5 metrów nad powierzchnią. Przed dwoma dniami, 25 kwietnia, śmigłowiec wzniósł się na wysokość 5 metrów, a następnie przeleciał 50 metrów, osiągając maksymalną prędkość 2,2 m/s czyli niemal 8 km/h.
      Teraz zespół odpowiedzialny za śmigłowiec analizuje przysłane dane. Przydadzą się one nie tylko podczas kolejnych lotów Ingenuity, ale mogą również posłużyć przyszłym marsjańskim śmigłowca.
      Dzisiejszy lot mieliśmy szczegółowo zaplanowany, ale i tak było to niesamowite osiągnięcie. Test ten wykazał, że możliwe jest dołączenie pojazdu latającego do przyszłych misji marsjańskich, mówi Dave Lavery, menedżer odpowiedzialny za Ingenuity w siedzibie NASA.
      Lot śmigłowca został sfilmowany przez kamery znajdujące się na łaziku Perseverance. Jednocześnie sam śmigłowiec, który jest wyposażony w procesor potężniejszy niż ten wykorzystywany przez łazik, filmował w kolorze swój lot. To jeden z elementów testów śmigłowca. Opiekujący się nim zespół chce „wycisnąć” z urządzenia co tylko się da, by móc określić przydatność tego typu pojazdów dla przyszłych misji na Marsa i inne obiekty Układu Słonecznego.
      Ingenuity jest też wyposażony w czarno-białą kamerę nawigacyjną, która rozpoznaje ukształtowanie terenu. Obrazy są na bieżąco wysyłane do procesora śmigłowca i w ten sposób testowane są możliwości komputera pokładowego. Kamera i możliwości obliczeniowe procesora to niektóre z elementów, ograniczających prędkość śmigłowca. Jeśli będzie ona zbyt duża, algorytm nie będzie w stanie śledzić ukształtowania terenu.
      To pierwszy test, w czasie którego widzieliśmy jak w praktyce działa algorytm na długich dystansach. W komorze testowej nie da się tego sprawdzić, mówi MiMi Aung, menedżerka projektu. Komora, w której na Ziemi testowano Ingenuity, symulując warunki panujące na Marsie, nie pozwalała na lot dłuższy niż pół metra w każdym kierunku. Inżynierowie nie wiedzieli więc, jak się będzie sprawowała kamera oraz oprogramowania i czy będą równomiernie pracowały przez cały czas.
      W komorze testowej masz wszystko po kontrolą. Są tam zabezpieczenia, możesz awaryjnie lądować. Zrobiliśmy wszystko, by Ingenuity latał bez tych zabezpieczeń, wyjaśnia inżynier Gerik Kubiak.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzisiaj, 19 kwietnia 2021 roku, miał miejsce pierwszy w historii kontrolowany lot w atmosferze Marsa. Śmigłowiec Ingenuity, który trafił na Czerwoną Planetę w ramach misji Mars 2020 łazika Perseverance, wzniósł się na wysokość 3 metrów, zawisł nad powierzchnią Marsa i wylądował.
      To początek testów śmigłowca. Misja Ingenuity nie ma znaczenia dla misji łazika, a sam śmigłowiec nie prowadzi żadnych badań. Jednak dzisiejsza udana demonstracja technologiczna może mieć wielkie znaczenie dla przyszłości podboju kosmosu. Sukces oznacza bowiem, że w przyszłych misjach – zarówno załogowych jak i bezzałogowych – udział mogą wziąć śmigłowce. Będą one służyły np. do szybkich zwiadów okolicy i poszukiwania interesujących celów naukowych. Śmigłowiec może dotrzeć też do miejsc, do których łazik nie dojedzie.
      Lot na Marsie to poważne wyzwanie. Gęstość tamtejszej atmosfery to zaledwie 1% gęstości atmosfery Ziemi. I tę tak rzadką atmosferę trzeba wykorzystać do uzyskania siły nośnej i kontroli pojazdu. Nigdy wcześniej żaden ziemski śmigłowiec nie latał w takich warunkach.
      Ingenuity został wyposażony w dwa rotory z włókna węglowego. Obracają się one w przeciwnych kierunkach z prędkością ok. 2500 obrotów na minutę. To pięciokrotnie szybciej niż wirniki śmigłowca na Ziemi. Gdyby obracały się wolniej, dron mógłby się nie oderwać od Marsa. Jednak gdyby obracały się szybciej, końcówki wirników zbliżyłyby się do prędkości dźwięku, co wywołałoby falę uderzeniową, a ta zdestabilizowałaby pojazd.
      Testy Ingenuity mają potrwać przez 30 dni. Inżynierowie NASA mają nadzieję, że w tym czasie uda się wykonać co najmniej 5 lotów. Żaden z nich nie potrwa dłużej niż 90 sekund, Jako, że misja Ingenuity została dołączona do misji łazika Perseverance i nie jest jej częścią, od śmigłowca nie oczekuje się zbyt wiele. To zaś powoduje, że nie musi on spełniać tak wysokich wymagań dotyczących minimalizacji ryzyka. Przez to zastosowany w nim sprzęt nie musi spełniać wyśrubowanych wymagań.
      Dlatego też wiele elementów śmigłowca zostało wykonanych z powszechnie dostępnych materiałów. Na przykład zastosowano w nim standardowy procesor Snapdragon 801. Dlatego też, ironią losu, śmigłowiec, który ma po po prostu latać, dysponuje mocą obliczeniową o całe rzędy wielkości większą niż łazik, wykonujący złożone badania naukowe. Jako, że moc procesora znakomicie przewyższa moc potrzebną do samego sterowania, Ingenuity wyposażono też w kamerę rejestrującą obraz z prędkością 30 klatek na sekundę oraz oprogramowanie nawigacyjne, które na bieżąco obraz analizuje. Śmigłowiec będzie działał w trybie półautonomicznym. Dostanie z Ziemi szczegółowy plan lotu, który będzie musiał wykonać.
      Specjaliści z NASA stwierdzili, że najlepszą porą na lot będzie późny poranek. Słońce świeci na tyle mocno, że powinno zapewnić wystarczającą ilość energii do lotu. Jednak później lot mógłby być trudniejszy, gdyż powierzchnia planety rozgrzewa się, przez co atmosfera unosi się i jeszcze bardziej rozrzedza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tkające sieci pająki posiadają bardzo wyczulone nogi, dzięki którym odbierają drgania sieci, w której szamoce się ofiara. Teraz naukowcy przełożyli te drgania na dźwięki, które możemy usłyszeć i wyobrazić sobie to, co czuje pająk.
      Pajęcza sieć może być postrzegana jak przedłużenie ciała pająka, który na niej żyje. Jest tez czujnikiem, mówi Markus Buehler z Massachusetts Institute of Technology (MIT), który prezentował swoje badania podczas wirtualnego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Gdy wykorzystamy rzeczywistość wirtualną i zanurzymy się w pajęczej sieci możemy usłyszeć i zrozumieć to, co dotychczas mogliśmy tylko obserwować.
      Poszczególne nici w pajęczej sieci mają różną długość i są poddane różnym naprężeniom. Dlatego też emitują różne dźwięki. Zespół Buehlera wykorzystał laser do stworzenia trójwymiarowej mapy ruchu sieci pająka z gatunku Cyrtophora citricola. Zbadali częstotliwość drgań i elastyczność każdej z nici i przypisali im odpowiednie dźwięki w zakresie słyszalnym dla człowieka. Dzięki temu możemy usłyszeć, jak brzmi pajęcza sieć.
      Oczywiście naukowcy musieli dokonać pewnych założeń. Na przykład dźwięki wydawane są przez syntezator imitujący harfę. Nici położone bliżej słuchacza są głośniejsze, niż to położone dalej. Sami zresztą posłuchajcie.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W końcu udało się przeprowadzić testowy lot Starship SN8. Lot, który zakończył się spektakularną eksplozją rakiety. Nie było to jednak zbyt wielkim zaskoczeniem. Oceniano bowiem, że szanse, iż rakieta wyląduje nietknięta wynoszą około 30%.
      Starship SN8 wystartował wczoraj o godzinie 23:45 czasu polskiego z ośrodka testowego SpaceX w pobliżu wsi Boca Chica w Teksasie. Jego celem było osiągnięcie wysokości 12,5 kilometra, wykonanie kilku skomplikowanych manewrów – w tym odwrócenie się poziomo w celu spowolnienia opadania – powrót do pozycji pionowej i pionowe lądowanie. SN8 wykonał wszystkie zadania, z wyjątkiem ostatniego. W 6 minut i 42 sekundy po starcie doszło do wielkiej eksplozji na lądowisku. Wszystko wskazuje na to, że Starship miał podczas lądowania zbyt dużą prędkość.
      Firma SpaceX uznała jednak test za sukces. Podczas lądowania ciśnienie w zbiorniku paliwowym na szczycie rakiety było zbyt niskie, przez co silniki nie wyhamowały pojazdu do odpowiedniej prędkości. Mamy jednak wszystkie dane, jakich potrzebowaliśmy. Gratulacje dla całego zespołu SpaceX, napisał na Twitterze Elon Musk. Niedługo potem dodał: Marsie, przybywamy!.
      Wczorajszy test był najbardziej skomplikowany ze wszystkich dotychczasowych testów Starship. Wcześniej pojazdy te (Starhopper, SN5 i SN6) osiągały wysokość około 150 metrów. Były prostymi konstrukcjami, wyposażonymi w jeden silnik Raptor. SN8 to znacznie bardziej skomplikowany pojazd, o większych możliwościach. Korzysta on z trzech Raptorów, wyposażony jest w klapy i nos. Wszystkie te nowe elementy spisały się na medal, zapewnił Musk. Udane wznoszenie, przełączenie na górny zbiornik, precyzyjna praca klap, które naprowadziły rakietę na lądowisko, cieszył się założyciel SpaceX.
      Pojazdy Starships mają w przyszłości latać na Księżyc, Marsa i w inne miejsca. Docelowo cały system będzie składał się dwóch zasadniczych elementów – pojazdu Starship, który w przyszłości będzie wyposażony w sześć silników Raptor oraz z olbrzymiej rakiety SuperHeavy, napędzanej około 30 silnikami. Oba elementy mają być wielokrotnego użytku, oba konstruowane są tak, by po starcie i lądowaniu były szybko gotowe do kolejnego startu.
      SpaceX chce, by Starship i SuperHeavy były wkrótce gotowe do regularnych lotów. Musi być to nieodległa perspektywa, gdyż NASA rozważa wykorzystanie Starship podczas załogowej misji na Księżyc. Elon Musk ogłosił niedawno, że SpaceX zorganizuje pierwszą załogową misję na Marsa już w roku 2026, szybko jednak dodał, że jeśli będziemy mieli szczęście, to misja taka odbędzie się już w roku 2024.
      Jeśli traktować te zapewnienia poważnie, to kolejne loty Starship muszą odbywać się często. Wiemy, że Starship SN9jest już niemal gotowa. Trwają też prace nad wersją SN10. Obie wersje będą bardzo podobne do SN8, mają jednak zawierać sporo niewielkich usprawnień. Duże zmiany przewidziane są w wersji SN15.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Alopecosa fabrilis, pająk z rodziny pogońcowatych, o którym sądzono że wyginął w Wielkiej Brytanii został odkryty... na terenie bazy wojskowej. Okazało się, że zwierzę, którego długość ciała dochodzi do 5 centymetrów świetnie sobie radzi w bazie w Surrey. Ostatni raz Alopecosa fabrilis był widzainy na Wyspach Brytyjskich w 1993 roku.
      Pogońcowate to pająki, które aktywnie polują, a nie budują sieci. Alopecosa fabrilis to zwierzę nocne, więc i trudne w obserwacji. Ponownego odkrycia dokonał – po dwuletnich poszukiwaniach – Mike Waite, manedżer programu badania pająków w Surrey Wildlife Trust.
      Waite najpierw przyjrzał się... zdjęciom satelitarnym bazy wojskowej. Zidentyfikował tam obszary, na których pająk lubi polować. Po uzyskaniu zgody, spędził wiele na piaszczystych fragmentach terenu bazy. W końcu się udało. Znalazł liczne samce, jedną samicę i prawdopodobnie kilka młodych, jednak te ostatnie trudno jednoznacznie zidentyfikować.
      Alopecosa fabrilis potrafi wytwarzać nić pajęczą, jednak używa jej do wyścielania gniazd w ziemi, w których hibernuje na zimę.Gatunek jest krytycznie zagrożony. Występuje też na kontynencie, szczególnie na przybrzeżnych wydmach Danii i Holandii. Dlatego też Waite zastanawia się, czy nie przetrwał na wybrzeżach Wielkiej Brytanii.
      Surrey Wildlife Trust zarządza słabo rozwiniętymi obszarami Surrey, by chronić występującą tam dziką przyrodę. Bazy wojskowe są często schronieniami dla zwierząt, gdyż zwykle mają one tam spokój, w bazach infrastruktura jest słabo rozwinięta.
      Ze względów bezpieczeństwa Waite nie zdradza dokładnie, gdzie znalazł Alopecosa fabrilis. Mówi jedynie, że występuje tam wiele rodzimych gatunków ptaków, jaszczurek czy motyli.
      Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że dzięki rozmiarom i zróżnicowaniu baz wojskowych obszary te charakteryzuje niezwykle duża bioróżnorodność. Nie jest tam prowadzona działalność rolnicza, nie buduje się tam osiedli mieszkalnych. Obecnie bazy takie stały się ważnymi sanktuariami dla najrzadszych i najbardziej zagrożonych gatunków zwierząt, mówi Rich Lowley z Defense Infrastructure Organization.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...