Лятото е тук. Наред с барбекюта, плажни екскурзии и бейзболни игри, това означава и пристигането на особено нежелан посетител - комара.
Но докато мърморим, представяйки си ордите от комари, които скоро ще ни притесняват, ние също трябва да им ги предадем - те са забележителни издръжливи същества, устояващи на всякакъв вид спрейове, репеленти, свещи и всичко друго, което им хвърляме, И една от най-невероятните им способности е, че те могат да останат в полет насред една от собствените атаки на природата: падаща дъждовна капка.
За комар, ударът с дъждовна капка е еквивалент на удара на човек от 3-тонен обект - нещо приблизително с размерите на пикап. Индивидуална дъждовна капка е около 50 пъти по-голяма от масата на комар, а капките падат със скорост толкова 22 мили в час. И все пак мъничките насекоми са в състояние да преживеят безброй сблъсъци по време на буря, когато тези опасности с размер на камиони се спускат навсякъде около тях.
Как го правят? Според проучване, публикувано по-рано тази седмица в Proceedings of the National Academy of Sciences, малкият размер на комара - заедно със зен-подобен подход на пасивна съпротива - позволява той да остане в полет, въпреки тези масивни сблъсъци.
Оказва се, че комарите комбинират изключително силен екзоскелет с минусова маса, за да се намали до минимум силата на всяка капка, когато удари. Фактът, че са толкова по-леки от дъждовните капки, означава, че капките губят много малко инерция, когато се сблъскат с комарите, което се превежда в много малка сила, изхвърлена върху насекомото.
Освен това, вместо да стоите силно срещу капките или дори да се опитвате да ги избягвате, комарите просто отиват с течението. „Когато дъждовната капка пада, вместо да се съпротивлява на дъждовната капка, те по същество се обединяват като нещо като неподвижно пътуване“, заяви пред NPR Дейвид Ху, инженер от Georgia Tech и автор на проучването. „Така че в резултат те получават много, много малка сила.” Влиянието на дъждовната капка може да отбие комара частично от курса, но не вреди на насекомото почти толкова, колкото би, ако беше погълнат като пряк удар.
Моменти след като комарите се придържат към дъждовните капки, те използват крилата и дългите си крака като миниатюрни платна, за да се издигнат от падащите капчици, преди да се ударят в земята, както е показано във видеото по-долу. Основната опасност, установили изследователите, е, когато комарите са удряни от дъждовни капки, когато те вече са близо до земята, защото ако не успеят да се изхвърлят навреме, те ще бъдат ударени в земята със същата скорост като падащата капка,
Как изследователската група, ръководена от докторантката Ху, Андрю Дикерсън, измисли стратегията на комарите? "Удрянето на комар с дъждовна капка е труден експеримент", каза Ху. „Първото нещо, което направихме, бяха да пуснем малки капки от историята на третия етаж на нашата сграда върху контейнер с комари и можете да си представите, че не мина много добре. Това е нещо като игра на най-лошата игра на дартс, която можете да си представите. "
В крайна сметка изследователите внесоха експеримента вътре, конструирайки клетка от акрилна мрежа, в която да се съдържат комарите, които също биха позволили навлизането на капки вода.
След това те удрят насекомите с миниатюрни струи вода, за да симулират скоростта на падащи дъждовни капки, и заснемат шест комари Anopheles, влизащи във водния поток. Те използваха високоскоростна камера, която улавя 4000 кадъра в секунда (типичната видеокамера улавя 24 кадъра в секунда). Всичките шест насекоми оцеляха и кадрите - заедно с теоретичните уравнения - позволиха на учените да разберат по-добре забележителната способност на насекомите да се справят с дъжда.
Експериментите също бяха проведени с оглед на практическото инженерство. Проектирането и изграждането на микро въздушни превозни средства (МАВ) - малки роботизирани самолети, които потенциално биха могли да се използват за наблюдение и други цели - напредват в лаборатории по целия свят. Калифорнийската компания AeroVironment е разработила микробус, вдъхновен от колибри, който тежи по-малко от батерия АА, а други компании и изследователски лаборатории в момента се занимават да правят още по-малки автономни самолети. По-доброто разбиране на начина, по който естественият живот се е развил, за да лети под дъжда, отбелязват изследователите, може да ни помогне да проектираме собствените си малки занаяти, за да останем и в стихията.
