מוך שן הארי עושה מצנח יעיל להפליא

הפיזיקה של פיזור שן הארי יכולה לתת השראה למיקרודרונים הנישאים ברוח.

שן הארי וקרובי משפחתם הם מטיילים ותיקים למדי. הזרעים שלהם יכולים לפעמים לנסוע 100 מייל על הרוח, ואפילו להיסחף מעל הים כדי לאכלס מחדש איים שנחרבו על ידי הרי געש.

"הם יכולים להגיע למרחקים מדהימים כאלה ללא צריכת אנרגיה", אומרת קטל קאמינס, מתמטיקאית שימושית באוניברסיטת אדינבורו בסקוטלנד. הוא חוקר כיצד שן הארי מנהלים את הטיסות המתפתלות. בסופו של דבר ניתן היה להשתמש בתובנות אלו לעיצוב זעיר מל"טים שנוסעים על הרוח.

כאשר זרע שן הארי מתעופף, המוך הפלומי שלו משמש מצנח קטנטן לשאת אותו ברוח. המצנחים הללו שונים מאוד מאלה שאנו משתמשים בהם. למעשה, הם 90 אחוז שטח ריק. "מדוע שהטבע יבחר בעיצוב כל כך נקבובי למצנח?" אומר קאמינס. הוא ועמיתיו גילו שהזיפים של שן הארי עובדים יחד כדי ליצור מערבולת מעל הזרע שמחזיקה אותו למעלה.

הישארות באוויר זמן רב ככל האפשר נותנת לזרעי שן הארי סיכוי טוב יותר להיקלט במשב רוח ולהוביל לטריטוריה חדשה. כמו צנחנים אנושיים, זרעי שן הארי מסתמכים על גרר כדי להאט את הירידה שלהם. "בדרך כלל גרירה היא דבר רע לטיסה, אבל כשאתה קופץ ממטוס אתה רוצה כמה שיותר גרר כדי לתמוך במשקל שלך", אומר קאמינס.

אבל שן הארי חייבים לשחק לפי כללים שונים. "הזרעים האלה שאנחנו מדברים עליהם הם שבריר של מיליגרם, כך שהכוחות והמשקלים המעורבים כל כך קטנים יותר", אומר קאמינס.

כדי לראות את הזרעים בפעולה, הוא וצוותו בנו מנהרת רוח שהעיפה אוויר בעדינות כלפי מעלה. כאשר שן הארי ריחפו במקומם, עקבו החוקרים אחר תנועותיהם. הם ראו שהטבע הנקבובי של המצנח למעשה עוזר לשמור על יציבות הזרע בזמן שהוא עף. "על ידי מתן מעט אוויר דרך המצנח, הוא מייצב את המערבולת בעקבותיו", אומר קאמינס.

המערבולת עוקבת אחרי הזרע כמו הילה קטנה. מסה זו של אוויר מסתחרר עוזרת להגביר את הגרר על הזרע, והיא נוצרת כאשר חוטים שכנים על הזרע מקיימים אינטראקציה זה עם זה בזמן שהוא צף לאורכו.

בקנה מידה זה, מצנח שן הארי למעשה עבד טוב יותר מאשר חופה מוצקה. "מצאנו שהם היו הרבה יותר יעילים ביצירת גרר מאשר מצנח רגיל", אומר קאמינס. "שן הארי הצליח ליצור מצנח שהוא כמעט חלל ריק לחלוטין. המחקר שלנו מצביע על כך שבעצם, פחות זה יותר."

חיקוי הצורה הנוצתית של מצנח שן הארי יכול לאפשר רכבי מיקרו אוויר לעוף מבלי לצרוך כוח. מיקרודרונים אלה הנישאים ברוח יכולים לשמש כדי לעקוב אחר תנאי אטמוספירה על כוכבי לכת מרוחקים או בסביבות על פני כדור הארץ מרוחקות או בלתי מסבירות פנים.

קאמינס והצוות שלו דיווח הממצאים היום במפגש השנתי של חטיבת האגודה האמריקנית לפיזיקה לדנבר.

ההודעה האחרונה בבלוג

תן למתכות בוערות לשקר
July 30, 2023

אין הרבה שאתה יכול לעשות כדי לכבות שריפה במגנזיום. אם אתה מכבה אותו במים או מרסס אותו עם מטף, התוצאות עלולות להיות חומר נפץ. אם אי פעם תראו שריפה ...

איך להגן על עצמך מפני כדורי גומי - ומדוע הנשק ה"לא קטלני" הזה כל כך מסוכן
July 31, 2023

בערים ברחבי ארה"ב, המשטרה ירתה כדורי גומי לתוך המונים. כך תוכל להגן על עצמך. 15 דקות לפני העוצר בשעה 21:00. במיניאפוליס, ב-29 במאי, צלמת העיתונות ...

מזל"ט למשימות מסוכנות
July 31, 2023

מזל"ט ארס נוחת כמו מסוק, כך שהוא יכול להיכנס ולצאת מנקודה מסוכנת במהירות. כבר בשנה הבאה, משרד ההגנה יטיס ניסוי במטוס מסוג חדש לחלוטין של מזל"ט קרב...