Batman – człowiek- -nietoperz, popularny bohater komiksów i filmów, był jedynym, który potrafił sprzeciwić się złu, jakie panowało w mrocznym Gothan City. Lista jego wrogów była długa i niemal w każdym odcinku powiększała się o kilku niegodziwców. Tak jest od 1939 roku, kiedy Batman po raz pierwszy pojawił się jako bohater komiksu. Człowiek-nietoperz ze wszystkimi przeciwnościami radził sobie świetnie, bo… opanował przestworza. Nie latał jak samolot albo rakieta. Potrafił jednak poruszać się pomiędzy drapaczami chmur, latać w zdradliwych labiryntach wąskich uliczek czy wewnątrz pustych hal fabrycznych. Z fizycznego punktu widzenia bohater komiksu nie latał, lecz szybował. Nie miał skrzydeł, tylko dużą pelerynę, a więc bardziej przypominał polatuchy, czyli latające wiewiórki. Wyskakiwał z okna i … nie wiadomo jakim cudem udawało mu się lotem ślizgowym, omijając tuzin przeszkód, precyzyjnie dolecieć kilka przecznic dalej. To wszystko odbywało się oczywiście z pogwałceniem wszelkich praw aerodynamiki.

Podglądanie nietoperza

Podobno w każdej historii jest odrobina prawdy. Ano w tej o Batmanie na pewno jest. Od wielu lat badaczy bardzo zastanawiało, jak to się dzieje, że nietoperze potrafią tak dobrze latać. Nie mają piór, które u ptaków pozwalają precyzyjnie manewrować, a mimo to radzą sobie z tym nieporównywalnie lepiej. Do niedawna naukowcy próbowali zagadkę lotu nietoperza rozwiązać, filmując jego poczynania w powietrzu specjalnymi kamerami. Robiące bardzo dużo klatek na sekundę, urządzenie pozwalało na dokładną analizę każdego detalu lotu nietoperza. Niestety, te próby nie okazały się w pełni owocne. Teraz grupa badaczy ze Szwecji, Niemiec i USA rozwiązała zagadkę lotu nietoperza. Jak to bywa w badaniach eksperymentalnych, udało im się to dzięki sprytowi i zaawansowanej technologii.

Do swoich badań uczeni wybrali przedstawiciela gatunku Glossophaga soricin. Rozmiary ciała osobników z tej grupy nietoperzy są niewielkie, ale, co istotniejsze z praktycznego punktu widzenia, ich pożywieniem jest nektar kwiatowy, a nie owady. W profesjonalnym, naszpikowanym nowoczesną elektroniką tunelu aerodynamicznym umieszczono karmnik dla nietoperza. Była to zawieszona mniej więcej w połowie wysokości tunelu metalowa rurka, z której kapał wodny roztwór nektaru. Nietoperz podlatywał i spijał nektar, nie podejrzewając zapewne, że w tej właśnie chwili jest najbardziej obserwowany. Nietoperze, których pożywieniem jest kwiatowy nektar, potrafią – tak jak kolibry – zawisnąć nieruchomo w powietrzu. Nieruchomy jest ich korpus, ale skrzydła są oczywiście w ciągłym ruchu.

W stronę pijącego nietoperza kierowano niewidoczną gołym okiem chmurę, mgiełkę kropelek wody, których średnica wynosiła zaledwie jeden mikron (tysięczna część milimetra). Kropelki przyklejały się do skrzydeł ssaka i w ten sposób były swego rodzaju znacznikami. Równocześnie zwierzę oświetlano pulsującym, bardzo słabym światłem laserowym, a całą sytuację filmowano. Zaawansowany i niezwykle szybki program komputerowy przetwarzał następnie tak powstały film klatka po klatce. Co najważniejsze, potrafił śledzić ruchy każdej maleńkiej kropelki wody, przyklejonej do skrzydła zawieszonego w powietrzu ssaka. W ten sposób naukowcy uzyskali cyfrowy obraz poruszającego się w locie skrzydła nietoperza.

To, co brzmi prosto, wcale jednak proste nie było. Czasami nietoperze wcale nie chciały podlatywać do swojego poidła. Czasami podlatywały i na tyle szybko zaspokajały swoje pragnienie, że badacze nie zdążyli prawie niczego zarejestrować. W kilku przypadkach udało się jednak sfilmować naprawdę dużo. Dzięki uzyskanym obrazom naukowcy w końcu zrozumieli, co czyni z nietoperzy tak wyśmienitych lotników. Badania ukazały się w jednym z najnowszych numerów czasopisma „Science”.

Profesor Anders Hedenstrom – szef grupy badawczej z uniwersytetu w Lund (to w tym ośrodku znajduje się wykorzystywany w badaniach tunel aerodynamiczny) spędził wiele lat na badaniu mechaniki lotu ptaków. Teraz postanowił przeprowadzić badania na nietoperzach, bo te ewoluowały zupełnie inaczej niż ptaki. Ich lot z lotem ptaków nie ma nic wspólnego. Dzisiaj profesor Hedenstrom nie ma wątpliwości – lotu nietoperza w żadnej mierze nie można porównać z lotem ptaka, bo ten pierwszy ma giętkie skrzydła – powiedział. To konsekwencja samej ich budowy. Skrzydło nietoperza to rozpięta pomiędzy wydłużonymi palcami błona. Każdy palec może poruszać się niezależnie, stąd i kształt skrzydła może się bardzo zmieniać, np. w zależności od szybkości lotu. Skąd wiedzieli o tym naukowcy? Z badań w tunelu aerodynamicznym. Czasami włączali w nim wolny przepływ powietrza, a kiedy indziej głodny nietoperz musiał sobie radzić z szybszym przepływem. W efekcie, gdy „wisiał” w powietrzu w czasie siorbania nektaru, jego skrzydła zachowywały się tak, jak gdyby szybko leciał. Niektóre gatunki tych latających ssaków potrafią się poruszać z prędkością bardzo bliską 100 km/h.

Latać jak Batman

Nietoperze w czasie lotu potrafią zmieniać wypukłość swoich skrzydeł, a to powoduje, że panują nad ich nośnością. Ptaki, a ich śladem także samoloty, chcąc zmienić nośność, poruszają lotkami na końcu swoich skrzydeł. W locie nietoperzy jest jednak coś, czego nie potrafi żadne znane na Ziemi zwierzę (ani maszyna). Te ssaki potrafią uderzać skrzydłami naprzemiennie. Lewe skrzydło w górę, prawe w dół, i zmiana – prawe w górę, lewe w dół. To powoduję, że ciało nietoperza porusza się z niezwykłą precyzją. Gdy obydwa skrzydła poruszają się w dół, ciało ptaka, na zasadzie akcja–reakcja, porusza się do góry. Analogicznie, gdy ptasie skrzydła poruszają się do góry, korpus ptaka porusza się do dołu. Lecący ptak nieustannie, w rytmie trzepotania skrzydłami, porusza się raz do góry, raz w dół. Naprzemienne trzepotanie skrzydłami powoduję że ciało nietoperza może być całkowicie nieruchome, całkowicie opanowane.

Czytając o tym, jak międzynarodowa grupa fizyków, techników i informatyków, a później matematyków i inżynierów lotnictwa wpatruje się w małego ssaka, którego jedynym marzeniem jest napić się nektaru ze zwisającej w tunelu aerodynamicznym rurki, można zadać sobie pytanie, po co to wszystko? Czy naprawdę nie ma ważniejszych spraw do odkrycia? Człowiek zgłębił tajniki budowy maszyn latających, obserwując zwierzęta. – Chciałbym, żeby nasze samoloty potrafiły tak precyzyjnie manewrować jak nietoperze – powiedział Geoffrey Spedding, inżynier lotnictwa i kosmonautyki z University of Southern California w USA. Tego typu badania niewątpliwie przybliżą ten moment. A wtedy każdy będzie mógł latać jak Batman.



Gość Niedzielny 22/2007