Новий дизайн, заснований на листках осики, може допомогти забезпечити серйозну підтримку майбутніх місій на Марс, кажуть інженери і вчені з Університету Уоріка.
Інженери часто черпають натхнення з природи. Це не дивно, адже еволюція розробила оптимальні рішення для безлічі різних проблем протягом багатьох років. Дослідники з Уоріка знайшли нове можливе джерело резервного живлення для майбутніх планетарних місій, засноване на досить нетиповому джерелі: тремтяче осикове листя (інакше – тремтячі тополі).
У природі листя рослин можуть тремтіти самі – це один із способів їх терморегуляції. Хоча поглинання сонячного світла ними необхідне для початку процесу фотосинтезу, перегрів листя, який може статися через занадто велике поглинання тепла, також може зупинити весь процес.
Зокрема, листя осикових тополь дуже помітно тремтить, але цей рух, на думку вчених, не спрямований на вироблення енергії. Це може бути пов’язано з охолодженням дерев.
В останні роки студенти з Уоріка вивчали цей, здавалося б, простий рух листя. Потім вчені з того ж університету пішли ще далі, провівши спеціальні тести, щоб перевірити, чи може один механізм струшування листя ефективно генерувати енергію, в тому числі і для потреб людини. Було доведено, що механізм, продемонстрований осиковим листям, дійсно працює і може генерувати електрику навіть без присутності сильного вітру. Це означає, що він, ймовірно, також буде працювати на Марсі, планеті з тонкою атмосферою, в якій горизонтальний “повітряний” рух досить слабкий, тому вітер зазвичай не має великої потужності.
Виявляється, осикове листя під слабким вітром тремтить набагато довше – в основному через плоску форму його черешків. Дослідники зараз намагаються відтворити ту ж структуру за допомогою консольної балки, яка діє як плоский стовбур листа, в той час як спеціально розроблене зігнуте лезо імітує сам лист в цій моделі. Конструкція рухалася при слабкому вітрі легше, ніж звужені гвинти, які традиційно використовуються для вироблення енергії від вітру. Команді навіть не довелося дублювати складний поворот стовбура листа – цього було достатньо, щоб просто відтворити вигнутий лист і його плоский хвіст.
Основна перевага нового рішення з точки зору дослідження інших планет і важкодоступних частин Землі, – пояснює головний автор роботи Сем Такер Харві, – спосіб генерування енергії без використання механічних підшипників, які можуть припинити роботу при екстремально низьких температурах, а також легко покритися пилом і піском.
Хоча кількості енергії, виробленої таким чином, дуже мало, вона може ефективно живити, наприклад, бездротові датчики, в тому числі датчики погоди, встановлені в таких віддалених місцях, як Арктика або Антарктида, або в місцях, де виробництво сонячної енергії неефективно. Таке джерело енергії може теоретично врятувати сонячний марсохід Opportunity, який став жертвою пилової бурі на Марсі в 2018 році.
Наступним кроком буде розробка аналогічної системи виробництва енергії, яку можна буде розгорнути в більших масштабах. Це, ймовірно, займе якийсь час, але одного разу планетарні ровери будуть оснащені стандартними джерелами живлення з «тремтячого листя».
