Листья, применяемые в ракетостроении
Дизайн солнечной батареи имитирует буковые листья
Как создать огромную солнечную батарею, которую можно скручивать и хранить в маленьком ракетном двигателе? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые заглянули внутрь почек известного всем дерева – бука.
Представьте себе, какую пользу можно извлечь, если построить солнечные батареи на земле, а затем отправить их в космос, чтобы собирать там энергию от солнца. Но это очень трудное задание. Для того чтобы солнечные батареи были эффективными, они должны иметь максимальную площадь поверхности, огромное количество металла для их прочного скрепления, и что немаловажно, они должны компактно скручиваться и устанавливаться в ракетные двигатели для полета в космос.
Дизайн подобной конструкции должен быть как легким, так и прочным, чтобы батареи смогли раскрываться без множества двигателей и опасности повреждения. Каким образом можно преодолеть проблемы этого дизайна?
Японские ученые нашли решение проблемы в Божьем творении – в почках известного всем бука. Каждый новый вегетационный сезон этого дерева начинается с того, что оно образует новые листья, которые компактно сложены внутри его маленьких почек. Когда подходит время для растения начинать поглощать солнечную энергию, почки открываются, и подобно сложенной гармошке разворачиваются новые листья.
Замысловатое складывание буковых листьев - очень оригинальный дизайн. Вы можете увидеть его сами, сложив из бумаги листочек (смотрите вставку ниже).
Японский ученый Коре Миура на основе концепции букового листочка изобрел структуру складывания, которую назвали Миура-ори. В 1995 году этот проект был опробован. Японцы построили массивную солнечную батарею - 24 м длиной и площадью 58 м2, которую они сложили и установили в японский спутник Космический летательный аппарат.
Инженеры также занимаются поисками новых удивительных схем раскладывания в природе, как например, в листьях других деревьев и крыльях жуков и бабочек.
Примеры складывания, взятые из природы, имеют большой диапазон потенциальных применений. Вспомните дорожные карты, которые нам всякий раз трудно сложить после использования. Дизайн скручивания, немного похожий на складывание букового листка, был использован при создании карты метро в Токио. Стоит легко потянуть за карту, и она сражу же раскрывается в полный размер, а для того, чтобы свернуть ее обратно, стоит просто нажать на нее еще раз.
Когда Миура-ори создаются в форме цилиндра, ее дизайн также имеет весьма ценное значение для установки сердечных стентов, которые расширяют просвет закупоренных артерий. Применениям этой схемы складывания, которая была создана на основе такого природного проекта, как листья бука, кажется, нет конца. Только Творец мог подарить нам такие практические схемы складывания.
П. Форбес, «Лапка геккона» (Нью-Йорк: издательство W.W. Norton & Company, 2005), сс. 181–183.
Доктор Дон Деянг является руководителем кафедры естествознания в Колледже Грейс, Вайнона Лейк, штат Индиана. Он написал 16 книг на библейские темы. В настоящее время ДеЯнг является президентом Креационного научного общества, которое насчитывает сотни членов по всему миру. Его веб-сайт: DiscoveryofDesign.com.