اینجاست که علم «زیستالهام» (Biomimicry) یا الهام از طبیعت، به کمک مهندسان آمده است. طبیعت طی میلیونها سال تکامل، راهحلهای هوشمندانهای برای چالشهای مشابه در زمین یافته است و دانشمندان با الهام از این راهحلها، در حال طراحی کاوشگرانی هستند که میتوانند از پس شرایط سخت مریخ برآیند.
۱. الهام از مارمولک شنرو برای عبور از ماسههای روان
کاوشگرهای فعلی به راحتی میتوانند در ماسههای نرم و عمیق مریخ گیر کنند. اما مهندسان آلمانی با الهام از «مارمولک شنرو» (Sandfish Lizard) که در بیابانهای آفریقا در دل شنها شنا میکند، چرخهای جدیدی طراحی کردهاند. این چرخها به جای چرخش معمولی، با حرکتی هشتشکل در شن فرو میروند و با ایجاد نیروهای افقی و عمودی، خود را مانند یک شناگر در میان دانههای شن به جلو میرانند .
۲. کاوش غارهای مریخ با ربات «خوكچالو» و پهپادهای تخممرغی
غارهای مریخ که در اثر فعالیتهای آتشفشانی باستانی شکل گرفتهاند، پناهگاهی ایدهآل برای فضانوردان آینده و همچنین گنجینهای از اطلاعات علمی محسوب میشوند. با این حال، ورود کاوشگرهای بزرگ به دهانههای باریک این غارها غیرممکن است .
پروفسور مصطفی حسنعلیان از دانشگاه نیومکزیکو، راهحلی الهامگرفته از طبیعت ارائه داده است:
ربات «خوكچالو» (Roly-Poly): این ربات که از حشره «خوكچالو» الهام گرفته، به شکل یک توپ جمع میشود. از طریق یک حفره در سقف غار به پایین پرتاب شده و پس از فرود، باز میشود .
پهپادهای تخممرغی (Dandelion Drones): درون ربات مادر، هزاران پهپاد ریز به اندازه تخممرغهای قاصدک (Dandelion) قرار دارند. این پهپادها با الهام از دانههای قاصدک که با وزش باد پراکنده میشوند، با استفاده از جریان بادهای زیرزمینی یا فنهای داخلی ربات مادر، در فضای غار به پرواز درآمده و به نقشهبرداری، اندازهگیری رطوبت و دما میپردازند. این پهپادها با رنگ سفید و استفاده از مواد «پیزوالکتریک»، برای حرکت در تاریکی مطلق و بدون نیاز به نور خورشید طراحی شدهاند .
۳. پهپادهای الهامگرفته از زنبور و پروانه برای پرواز در جوّ رقیق
جوّ مریخ تنها حدود یک درصد جوّ زمین است و این مسئله، پرواز با بالهای معمولی را بسیار دشوار میکند. محققان برای حل این مشکل، به راز پرواز حشرات روی آوردهاند:
پهپاد الهامگرفته از زنبور (Marsbee): با بزرگنمایی بالهای زنبورها و تطبیق آن با شرایط مریخ، مدلهای ریاضی نشان دادهاند که یک پهپاد بالزن میتواند در جوّ رقیق مریخ شناور بماند و محمولهای علمی را حمل کند. این پروژه که با نام «مارسبی» شناخته میشود، در مراحل اولیه طراحی است و با چالشهایی مانند مصرف بالای انرژی مواجه است .
پروژه مورفو (MORPHO) از آژانس فضایی اروپا: این پروژه ایده ترکیب یک روتور با بالهای انعطافپذیر الهامگرفته از پروانه را مطرح کرده است. بالها با حرکتی شبیه به «کلاپاندپیل» (Clap-and-Peel) پروانهها، جریان هوای بیشتری را جذب کرده و کارایی پرواز را به طور چشمگیری افزایش میدهند .
۴. رباتهای «خارخاسک» (Tumbleweed)؛ شناگران گرد و غبار
درک الگوهای گرد و غبار مریخ برای محافظت از فضانوردان و تجهیزات حیاتی است. یک طرح مفهومی، استفاده از گروهی از رباتهای سبک و کروی را پیشنهاد میکند که مانند گیاه «خارخاسک» (Tumbleweed) با وزش باد در سطح سیاره حرکت میکنند. این رباتها بدون ایجاد آلودگی و با مصرف انرژی بسیار کم، به دنبال طوفانهای گرد و غبار رفته و دادههای ارزشمندی را جمعآوری میکنند .
جمعبندی کاربردی
طبیعت، بهترین آزمایشگاه مهندسی جهان است و الهام از آن، کلید گشودن رازهای مریخ به شمار میرود. از چرخهای الهامگرفته از مارمولکهای شنرو و رباتهای «خوكچالو» گرفته تا پهپادهای الهامگرفته از زنبورها و پروانهها، همگی نشان میدهند که چگونه تکامل میلیونها ساله میتواند راهحلی برای مدرنترین چالشهای ما باشد. این فناوریهای نوین، درهای جدیدی را به روی کاوش غارها، صخرهها و مناطقی از مریخ خواهند گشود که تاکنون برای بشر غیرقابل دسترس بودهاند و شاید روزی، پناهگاهی امن برای نخستین انسانهای ساکن در این سیاره سرخ فراهم آورند.
سوالات متداول
۱. چرا کاوشگرهای فعلی برای مریخ کافی نیستند؟
کاوشگرهای فعلی مانند «کنجکاوی» و «استقامت» برای عبور از ماسههای روان و شیبهای تند مناسب نیستند و به دلیل اندازه بزرگ، نمیتوانند وارد غارها و دهانههای باریک مریخ شوند .
۲. ربات «خوكچالو» چگونه کار میکند؟
این ربات به شکل یک توپ جمع شده و از سقف غارها به پایین پرتاب میشود. پس از فرود، باز شده و پهپادهای کوچک تخممرغی را برای کاوش و نقشهبرداری از غارها آزاد میکند .
۳. پهپادهای تخممرغی در تاریکی غارها چگونه کار میکنند؟
این پهپادها از مادهای به نام «پیزوالکتریک» ساخته شدهاند که با تغییر شکل مکانیکی، برق تولید میکند. بنابراین بر خلاف پنلهای خورشیدی، برای کار کردن به نور نیازی ندارند .
۴. پروژه «مارسبی» چیست؟
پروژه مارسبی (Marsbee) یک پهپاد بالزن الهامگرفته از زنبورهاست که با بزرگتر شدن بالها و تطبیق آن با جوّ رقیق مریخ، میتواند در این سیاره به پرواز درآید و محمولههای علمی را حمل کند .
