Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Kondor wielki może przebyć ponad 170 km, nie machając przy tym skrzydłami
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Polatuchy czy płazy potrafiące przemieszczać się lotem ślizgowym, mrówki i wiele owadów żyjących na drzewach są w stanie wykonywać w powietrzu manewry, chroniące je przed upadkiem na ziemię. Jednak mistrzem wśród nich wydaje się salamandra, która całe życie spędza w koronach najwyższych drzew na świecie, kalifornijskich sekwoi wiecznozielonych. To, co naukowcy zobaczyli w tunelu aerodynamicznym przeszło ich najśmielsze oczekiwania.
Mają wyjątkową kontrolę nad procesem opadania. Są w stanie skręcać, obrócić się, jeśli znajdą się do góry nogami. Potrafią utrzymać odpowiednią postawę, przemieszczać ogon w górę i w dół, by wykonywać manewry. Poziom kontroli jest niesamowity, mówi doktorant Christian Brown z University of South Florida. O niezwykłych możliwościach salamandry z gatunku Aneides vagrans uczeni przekonali się podczas badań w tunelu aerodynamicznym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
Salamandry zrzucano z niewielkiej wysokości w poruszającej się do góry kolumnie powietrza. O ile gatunki, które nie żyły na drzewach po prostu bezradnie opadały na siatkę zabezpieczającą, co, czego dokonywały Aneides vagrans było zadziwiające.
Gdy zobaczyłem nagrania, najbardziej rzuciło mi się w oczy, że salamandry płynnie poruszały się w powietrzu. W ich ruchach nie było żadnych zakłóceń, żadnych zgrzytów, po prostu płynęły. Moim zdaniem, to dowód, jak głęboko w ich motoryce jest zakodowany ten mechanizm. To pokazuje, że przypadki spadania muszą mieć miejsce dość często, więc nastąpiła presja selektywna. I to nie jest swobodne opadanie, one nie lecą po prostu w dół. Wyraźnie przemieszczają się w poziomie, szybują, mówi profesor Robert Dudley, ekspert od latania zwierząt.
To zachowanie jest tym bardziej zaskakujące, że Aneides vagrans nie różnią się wyglądem od innych salamander. Mają jedynie nieco większe łapy. Salamandry te mają duże łapy, długie nogi i ruchome ogony. Te wszystkie elementy pozwalają im manewrować w powietrzu. Dotychczas jednak sądzono, że te części ciała służą im jedynie do wspinania się. Jak się okazuje, mają one podwójną funkcję. Służą i do sprawnego wspinania i do manewrowania w powietrzu, dodaje Brown.
U salamander brak jest oczywistych cech anatomicznych – jak np. dodatkowe fałdy skórne – które mogłyby im pomagać w poruszaniu się w powietrzu. Nie są też postrzegane jako zwierzęta o wybitnym refleksie. Tymczasem manewrowanie w powietrzu wymaga szybkich reakcji na zmieniającą się sytuację oraz umiejętności odpowiedniego ustawienia ciała i trafienia w cel. Dlatego też naukowcy chcieliby się lepiej przyjrzeć nie tylko niezwykłym umiejętnościom salamander, ale sprawdzić też czy inne zwierzęta – których o to nie podejrzewamy – mają podobne umiejętności.
Podczas swoich eksperymentów Brown i student Erik Sathe z UC Berkeley porównywali umiejętności A. vagrans z trzema innymi gatunkami salamander, które w różnym stopniu korzystają z drzew. A. vagrans, która prawdopodobnie nigdy nie schodzi na ziemię, okazała się najlepszym lotnikiem. Niemal równie dobrymi umiejętnościami charakteryzowała się A. lubugris, która żyje na znacznie niższych drzewach, jak np. dęby. Dwa inne gatunki – żyjąca na ziemi Ensatina eschscholtzii oraz okazjonalnie wchodząca na drzewa A. flavipunctatus – bezradnie spadały na ziemię.
Brown rozpoczął swoje badania, gdy zauważył, że salamandry, które łapał na drzewach w ramach innego projektu badawczego, bez obaw wyskakiwały z jego dłoni i lądowały z powrotem na gałęziach. Zdziwiło go to ryzykanckie zachowanie. Brown skonsultował się z Dudleyem, specjalistą od podobnego zachowania u zwierząt, a ten poradził mu przeprowadzenie badań w tunelu aerodynamicznym. Tam, używając kamery rejestrującej 400 klatek na sekundę, naukowcy zarejestrowali niezwykłe umiejętności zwierząt. Czasami były one w stanie utrzymać się w powietrzu przez 10 sekund.
Brown uważa, że niezwykłe umiejętności zostały wykształcone jako ochrona przed spadnięciem na ziemię, ale salamandry zaczęły je wykorzystywać w swoim codziennym życiu. Wspinaczka po drzewie jest dla tych niewielkich zwierząt bardzo wyczerpująca. Ale schodzenie w dół, gdy w górze nie ma niczego do zjedzenia, jest jeszcze bardziej męczące. Salamandry celowo więc odpadają od gałęzi i opadają niżej, tam, gdzie jest pożywienie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Firma World View Enterprises z Arizony poinformowała o udanym teście balonu, który będzie wynosił turystów na wysokość 32 kilometrów nad Ziemią. Przedsiębiorstwo wykorzystuje balon podobnego typu, który w 2012 roku pozwolił Feliksowi Baumgartnerowi na wykonanie skoku z największej wysokości w dziejach.
Dyrektor wykonawcza World View Enterprises, Jane Poynter, powiedziała, że ubiegłotygodniowy test był pierwszą próbą wszystkich komponentów połączonych w jedną całość. W czasie testu wykorzystano balon trzykrotnie mniejszy niż ten, który będzie wynosił turystów. Był on obciążony ładunkiem 10-krotnie mniejszym niż kapsuła z turystami.
Pierwsze komercyjne loty balonu mają rozpocząć się w 2016 roku, a bilet na lot będzie kosztował 75 000 USD. Podczepiona pod balon kapsuła zabierze sześciu turystów i dwóch członków załogi. Przez dwie godziny będą oni znajdowali się na wysokości 32 kilometrów. Kapsuła będzie na tyle duża, że pozwoli pasażerom na spacerowanie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Trzmiel nie powinien latać, ale o tym nie wie, i lata, Lot trzmiela przeczy prawom fizyki. Setki tysięcy trafień w wyszukiwarkach, rozpaleni komentatorzy i teorie spiskowe, posiłkujące się tym mitem pokazują, jak bardzo trwałe potrafią być niektóre fałszywe przekonania. Bo przecież niemal każdy z nas słyszał, że zgodnie z prawami fizyki trzmiel latać nie powinien i każdy z nas widział, że jednak lata. Naukowcy najwyraźniej coś przed nami ukrywają lub coś nie tak jest z fizyką. A może coś nie tak jest z przekonaniem o niemożności lotu trzmiela?
Obecnie trudno dociec, skąd wziął się ten mit. Jednak z pewnością możemy stwierdzić, że swój udział w jego powstaniu miał francuski entomolog Antoine Magnan. We wstępie do swojej książki La Locomotion chez les animaux. I : le Vol des insectes z 1934 roku napisał: zachęcony tym, co robione jest w lotnictwie, zastosowałem prawa dotyczące oporu powietrza do owadów i, wspólnie z panem Sainte-Lague, doszliśmy do wniosku, że lot owadów jest niemożliwością. Wspomniany tutaj André Sainte-Laguë był matematykiem i wykonywał obliczenia dla Magnana. Warto tutaj zauważyć, że Magnan pisze o niemożności lotu wszystkich owadów. W jaki sposób w popularnym micie zrezygnowano z owadów i pozostawiono tylko trzmiele?
Według niektórych źródeł opowieść o trzmielu, który przeczy prawom fizyki krążyła w latach 30. ubiegłego wieku wśród studentów niemieckich uczelni technicznych, w tym w kręgu uczniów Ludwiga Prandtla, fizyka niezwykle zasłużonego w badaniach nad fizyką cieczy i aerodynamiką. Wspomina się też o „winie” Jakoba Ackereta, szwajcarskiego inżyniera lotnictwa, jednego z najwybitniejszych XX-wiecznych ekspertów od awiacji. Jednym ze studentów Ackerta był zresztą słynny Wernher von Braun.
Niezależnie od tego, w jaki sposób mit się rozwijał, przyznać trzeba, że Magnan miałby rację, gdyby trzmiel był samolotem. Jednak trzmiel samolotem nie jest, lata, a jego lot nie przeczy żadnym prawom fizyki. Na usprawiedliwienie wybitnych uczonych można dodać, że niemal 100 lat temu posługiwali się bardzo uproszczonymi modelami skrzydła owadów i jego pracy. Konwencjonalne prawa aerodynamiki, używane do samolotów o nieruchomych skrzydłach, rzeczywiście nie są wystarczające, by wyjaśnić lot owadów. Tym bardziej, że Sainte-Laguë przyjął uproszczony model owadziego skrzydła. Tymczasem ich skrzydła nie są ani płaskie, ani gładkie, ani nie mają kształtu profilu lotniczego. Nasza wiedza o locie owadów znacząco się zwiększyła w ciągu ostatnich 50 lat, a to głównie za sprawą rozwoju superszybkiej fotografii oraz technik obliczeniowych. Szczegóły lotu trzmieli poznaliśmy zaś w ostatnich dekadach, co jednak nie świadczy o tym, że już wcześniej nie wiedziano, że trzmiel lata zgodnie z prawami fizyki.
Z opublikowanej w 2005 roku pracy Short-amplitude high-frequency wing strokes determine the aerodynamics of honeybee flight autorstwa naukowców z Kalifornijskiego Instytut Technologicznego (Caltech) oraz University of Nevada, dowiadujemy się, że większość owadów lata prawdopodobnie dzięki temu, iż na krawędzi natarcia ich skrzydeł tworzą się wiry. Pozostają one „uczepione” do skrzydeł, generując siłę nośną niezbędną do lotu. U tych gatunków, których lot udało się zbadać, amplituda uderzeń skrzydłami była duża, a większość siły nośnej było generowanej w połowie uderzenia.
Natomiast w przypadku pszczół, a trzmiele są pszczołami, wygląda to nieco inaczej. Autorzy badań wykazali, że pszczoła miodna charakteryzuje się dość niewielką amplitudą, ale dużą częstotliwością uderzeń skrzydłami. W ciągu sekundy jest tych uderzeń aż 230. Dodatkowo, pszczoła nie uderza skrzydłami w górę i w dół. Jej skrzydła poruszają się tak, jakby ich końcówki rysowały symbol nieskończoności. Te szybkie obroty skrzydeł generują dodatkową siłę nośną, a to kompensuje pszczołom mniejszą amplitudę ruchu skrzydłami.
Obrany przez pszczoły sposób latania nie wydaje się zbyt efektywny. Muszą one bowiem uderzać skrzydłami z dużą częstotliwością w porównaniu do rozmiarów ich ciała. Jeśli przyjrzymy się ptakom, zauważymy, że generalnie, rzecz biorąc, mniejsze ptaki uderzają skrzydłami częściej, niż większe. Tymczasem pszczoły, ze swoją częstotliwością 230 uderzeń na sekundę muszą namachać się więcej, niż znacznie mniejsza muszka owocówka, uderzająca skrzydłami „zaledwie” 200 razy na sekundę. Jednak amplituda ruchu skrzydeł owocówki jest znacznie większa, niż u pszczoły. Więc musi się ona mniej napracować, by latać.
Pszczoły najwyraźniej „wiedzą” o korzyściach wynikających z dużej amplitudy ruchu skrzydeł. Kiedy bowiem naukowcy zastąpili standardowe powietrze (ok. 20% tlenu, ok. 80% azotu) rzadszą mieszaniną ok. 20% tlenu i ok. 80% helu, w której do latania potrzebna jest większa siła nośna, pszczoły utrzymały częstotliwość ruchu skrzydeł, ale znacznie zwiększyły amplitudę.
Naukowcy z Caltechu i University of Nevada przyznają, że nie wiedzą, jakie jest ekologiczne, fizjologiczne i ekologiczne znaczenie pojawienia się u pszczół ruchu skrzydeł o małej amplitudzie. Przypuszczają, że może mieć to coś wspólnego ze specjalizacją w kierunku lotu z dużym obciążeniem – pamiętajmy, że pszczoły potrafią nosić bardzo dużo pyłku – lub też z fizjologicznymi ograniczeniami w budowie ich mięśni. W świecie naukowym pojawiają się też głosy mówiące o poświęceniu efektywności lotu na rzecz manewrowości i precyzji.
Niezależnie jednak od tego, czego jeszcze nie wiemy, wiemy na pewno, że pszczoły – w tym trzmiele – latają zgodnie z prawami fizyki, a mit o ich rzekomym łamaniu pochodzi sprzed około 100 lat i czas najwyższy odłożyć go do lamusa.
« powrót do artykułu -
przez 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 -
przez 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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.