Το καλοκαίρι είναι εδώ. Μαζί με μπάρμπεκιουδες, beach excursions και παιχνίδια μπέιζμπολ, αυτό σημαίνει επίσης την άφιξη ενός ιδιαίτερα ανεπιθύμητου επισκέπτη - το κουνούπι.
Όμως, καθώς φωνάζουμε τις ορδές των κουνουπιών που θα μας ενοχλήσουν σύντομα, τους έχουμε επίσης παραδώσει - είναι αξιοπρόσεκτα σκληραγωγικά πλάσματα, αντιστέκονται σε κάθε είδους ψεκασμούς, απωθητικά, κεριά και οτιδήποτε άλλο πετάμε σε αυτά . Και μια από τις πιο εκπληκτικές ικανότητές τους είναι ότι μπορούν να παραμείνουν στην πτήση στη μέση μιας από τις επιθέσεις της φύσης: μια πτώση βροχής.
Για ένα κουνούπι, το χτύπημα με μια σταγόνα βροχής είναι το ισοδύναμο ενός ανθρώπου που πληγεί από ένα αντικείμενο 3 τόνων - κάτι περίπου το μέγεθος ενός φορτηγού. Μια μεμονωμένη σταγόνα βροχής είναι περίπου 50 φορές η μάζα ενός κουνούπι, και οι σταγόνες πέφτουν σε ταχύτητες τόσο γρήγορα όσο 22 μίλια την ώρα. Ωστόσο, τα μικροσκοπικά έντομα είναι σε θέση να επιβιώσουν αμέτρητες συγκρούσεις κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, όταν αυτοί οι κίνδυνοι μεγέθους φορτηγών πέφτουν σε όλο το εύρος τους.
Πώς το κάνουν; Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε νωρίτερα αυτή την εβδομάδα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, είναι το μικροσκοπικό μέγεθος του κουνουπιού - μαζί με μια προσέγγιση παθητικής αντίστασης που μοιάζει με zen - που του επιτρέπει να παραμείνει στην πτήση παρά τις μαζικές συγκρούσεις.
Τα κουνούπια, βγάζουν, συνδυάζουν ένα εξαιρετικά ισχυρό εξωσκελετό με μια μικροσκοπική μάζα για να ελαχιστοποιήσουν τη δύναμη κάθε σταγονοτροπίας όταν χτυπά. Το γεγονός ότι είναι τόσο ελαφρύτερα από τις σταγόνες βροχής σημαίνει ότι οι σταγόνες χάνουν πολύ μικρή ορμή όταν συγκρούονται με τα κουνούπια, γεγονός που μεταφράζεται σε πολύ μικρή δύναμη που εκτοξεύεται στο έντομο.
Επιπλέον, αντί να στέκεστε ισχυρή ενάντια στις σταγόνες, ή ακόμη και προσπαθώντας να τους αποφύγετε, τα κουνούπια πηγαίνουν απλά με τη ροή. "Καθώς πέφτει η σταγόνα βροχής, αντί να αντισταθεί στη βροχή, βασικά ενώνουν κάπως σαν λαθρεπιβάτης", δήλωσε στο NPR ο David Hu, μηχανικός της Georgia Tech και συγγραφέας της μελέτης. "Έτσι, ως αποτέλεσμα έχουν πολύ, πολύ μικρή δύναμη." Η επίδραση της βροχής μπορεί να χτυπήσει το κουνούπι εν μέρει από την πορεία, αλλά δεν βλάπτει τα έντομα σχεδόν όσο θα κάναμε αν απορροφούταν ως άμεση χτύπημα.
Μόλις τα κουνούπια μανδαλώσουν τις σταγόνες της βροχής, χρησιμοποιούν τα φτερά τους και τα μακριά πόδια σαν μικροσκοπικά ιστία για να ξεσηκωθούν από τα σταγονίδια που πέφτουν προτού να συντρίψουν στο έδαφος, όπως φαίνεται στο παρακάτω βίντεο. Ο κύριος κίνδυνος, όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές, είναι όταν τα κουνούπια χτυπήθηκαν από σταγόνες βροχής όταν βρίσκονται ήδη κοντά στο έδαφος, επειδή αν δεν μπορούν να απομακρυνθούν εγκαίρως, θα χτυπηθούν στη γη με την ίδια ταχύτητα όπως η πτώση πτώσης .
Πώς η ερευνητική ομάδα, υπό την ηγεσία του διδακτορικού φοιτητή του Χάντ Άντριου Ντίκερσον, καταλάβει τη στρατηγική των κουνουπιών; "Το χτύπημα ενός κουνούπι με μια βροχή είναι ένα δύσκολο πείραμα", δήλωσε ο Χου. "Το πρώτο πράγμα που κάναμε ήταν να ρίχνουμε μικρές σταγόνες από την ιστορία του τρίτου ορόφου του κτιρίου μας σε ένα δοχείο από κουνούπια και μπορείτε να φανταστείτε ότι δεν πήγαν πολύ καλά. Είναι σαν να παίζετε το χειρότερο παιχνίδι βελάκια που μπορείτε να φανταστείτε. "
Τελικά, οι ερευνητές έφεραν το πείραμα μέσα, κατασκευάζοντας ένα ακρυλικό κλωβό για να συγκρατούν τα κουνούπια που θα επέτρεπαν επίσης την είσοδο σταγόνων νερού.
Έπειτα χτύπησαν τα έντομα με μικροσκοπικά πίδακα νερού για να προσομοιώσουν την ταχύτητα των πτώσεων των σταγόνων βροχής και κατέγραψαν έξι κουνούπια Anopheles που εισήλθαν στη ροή του νερού. Χρησιμοποίησαν μια μηχανή υψηλής ταχύτητας που συγκέντρωσε 4000 καρέ ανά δευτερόλεπτο (μια τυπική βιντεοκάμερα καταγράφει 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο). Και τα έξι έντομα επιβίωσαν και το πλάνο μαζί με τις θεωρητικές εξισώσεις επέτρεψαν στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την αξιοσημείωτη ικανότητα των εντόμων να αντιμετωπίσουν τη βροχή.
Τα πειράματα διεξήχθησαν επίσης με προσοχή στην πρακτική μηχανική. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή μικροεραρχικών αεροσκαφών (MAVs) - μικροσκοπικά ρομποτικά αεροσκάφη που θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν για επιτήρηση και άλλους σκοπούς - προχωρούν σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο. Η εταιρεία AeroVironment της Καλιφόρνιας έχει αναπτύξει ένα μικρό αεροσκάφος που εμπνέει κολίρροια και ζυγίζει λιγότερο από μια μπαταρία ΑΑ, ενώ άλλες εταιρείες και ερευνητικά εργαστήρια αναζητούν επί του παρόντος ακόμη μικρότερα αυτόνομα αεροσκάφη. Η καλύτερη κατανόηση του πώς η φυσική ζωή εξελίχθηκε για να πετάξει στη βροχή, σημειώνουν οι ερευνητές, μπορεί να μας βοηθήσει να σχεδιάσουμε τις δικές μας μικροτεχνίες για να παραμείνουμε ψηλά στα στοιχεία.
