Παρασκευή 16 Οκτωβρίου 2020

Το άλμα που έμεινε μετέωρο (η κατάκτηση του Διαστήματος)

Μια από τις διασημότερες φράσεις παγκόσμια, ειπώθηκε στις 20 Ιουνίου 1969, από...τη Σελήνη. Ήταν η φράση του Νιλ Άρμστρογκ: "Ένα μικρό βήμα για τον Άνθρωπο, ένα γιγάντιο άλμα για την Ανθρωπότητα".

Και πράγματι ήταν ένα γιγάντιο άλμα, αν αναλογιστεί κανείς ότι μόλις 66 χρόνια πριν (1903), η πρώτη ελεγχόμενη ιπτάμενη μηχανή έκανε το δικό της άλμα των... 36 μέτρων στη Βόρεια Καρολίνα των ΗΠΑ.
Θα περίμενε όμως κάποιος, ότι αν όχι άλματα, τουλάχιστον σημαντικά βήματα θα εξακολουθούσαν να γίνονται με τον ίδιο ρυθμό για την εξερεύνηση του διαστήματος, και όμως υπάρχει η αίσθηση ότι το διάστημα έκτοτε έμεινε πίσω σε προτεραιότητα.
 

Μόνο 12 χρόνια (1957 – 1969) χωρίζουν αυτές τις δύο φωτογραφίες, του Sputnik από την πρώτη προσελήνωση.

Και είναι πράγματι έτσι, αλλά όχι εντελώς.
Είναι έτσι, επειδή η προσεδάφιση στη Σελήνη, την εποχή που έγινε ήταν λιγότερο ένα επιστημονικό επίτευγμα και πολύ περισσότερο μια επίδειξη ισχύος των ΗΠΑ, με αποδέκτη βέβαια την τότε Σοβιετική Ένωση.
Κατ’ αρχήν μπορεί τα 66 χρόνια που μεσολάβησαν από την πρώτη πτήση να φαίνονται πολύ λίγα (και είναι), αλλά μεσολάβησαν οι δύο παγκόσμιοι πόλεμοι, που έδωσαν μια ισχυρή ώθηση, αν και για λιγότερο ευγενείς σκοπούς, στην ανάπτυξη των ιπτάμενων μηχανών.
Ειδικότερα από το 1939 που ξεκίνησε ο Β’ΠΠ, μέχρι το 1945 που τελείωσε, τα αεροπλάνα εξελίχθηκαν από διπλάνα με υφασμάτινη επικάλυψη και ανοιχτά πιλοτήρια, σε ολομεταλλικά αεριωθούμενα με συμπιεζόμενα πιλοτήρια που άγγιζαν την ταχύτητα του ήχου, και σε πύραυλους υγρών καυσίμων που την ξεπερνούσαν κατά πολύ.

 
Το επάνω αεροπλάνο ήταν σε υπηρεσία στην αρχή του Β’ΠΠ, ενώ το κάτω στο τέλος του, μόλις 6 χρόνια μετά. Και τα δύο φαίνονται εδώ σε πρόσφατες φωτογραφίες αποκατεστημένων ή ανακατασκευασμένων δειγμάτων.

Ουσιαστικά, αμέσως μετά το τέλος του Β’ΠΠ οι δύο υπερδυνάμεις μπήκαν σταδιακά στην περίοδο του ψυχρού πολέμου μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1970, μία περίοδο που κάθε άλλο παρά μείωσε τον ανταγωνισμό τους στο να παραμείνει η κάθε μία από αυτές στην πρωτοπορία των τεχνολογικών εφαρμογών.
Και αυτό, όχι μόνο για να έχουν «το πάνω χέρι» σε περίπτωση που ο ψυχρός πόλεμος κατέληγε σε θερμό (που λίγο έλλειψε με την κρίση της Κούβας τον Οκτώβριο του 1962), αλλά και σαν «βιτρίνα» για να διαφημίσει η κάθε υπερδύναμη το καθεστώς της στους πολίτες της και για να προσελκύσει συμμάχους, που σημαίνει επιρροή και κατά συνέπεια οικονομική δύναμη.

Όταν λοιπόν ο πρόεδρος των ΗΠΑ Τζων Κένεντι δεσμεύτηκε τον Μάιο του 1961 σε ομιλία του ότι η χώρα θα στείλει άνθρωπο στη Σελήνη και θα τον επιτρέψει σώο στη Γη μέχρι το τέλος της δεκαετίας*, «όχι γιατί είναι εύκολο άλλα επειδή είναι δύσκολο» όπως χαρακτηριστικά είπε, ήταν μια ξεκάθαρη πρόκληση τεχνολογίας προς τους Σοβιετικούς.
Οι οποίοι μέχρι τότε, είχαν ουσιαστικά το προβάδισμα στο διάστημα, καθώς έστειλαν τον πρώτο δορυφόρο (1957), το πρώτο ζώο, και τον πρώτο άνθρωπο (Απρίλιος 1961) σε αρκετά ψηλή τροχιά, ώστε να θεωρείται «διάστημα».

* Ο Κένεντι ήθελε αρχικά οι Αμερικανοί να στείλει άνθρωπο στον ...Άρη, και χρειάστηκαν προσπάθεια οι ιθύνοντες της NASA για να τον μεταπείσουν.

Έτσι λοιπόν, η προσεδάφιση στη Σελήνη για τους Αμερικανούς ήταν περισσότερο ένα τεχνολογικό κατόρθωμα με πολύ σαφείς στρατιωτικές αιχμές.
Αν μπορούσαν να στέλνουν πυραύλους μέχρι τη Σελήνη με τέτοια ακρίβεια και αξιοπιστία, προφανώς θα μπορούσαν να το κάνουν και σε οποιοδήποτε μέρος της Γης.

Η δέσμευση του Κένεντι για τη Σελήνη

Ήδη και οι δύο χώρες είχαν πλήρες πυρηνικό οπλοστάσιο, συνεπώς αυτός που (θεωρητικά) θα επικρατούσε σε μια πυρηνική αναμέτρηση, ήταν όποιος μπορούσε να το "ξεφορτώσει" γρηγορότερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια στις σημαντικότερες πόλεις του αντιπάλου του.
Βέβαια «κοντά στον βασιλικό ποτίζεται και η γλάστρα», οπότε και η επιστήμη και γενικότερη η τεχνολογία επωφελήθηκαν σημαντικά από τη γνώση και την εμπειρία που προέκυψε αναπόφευκτα από το διαστημικό πρόγραμμα.
Καθώς λοιπόν η επίδειξη ισχύος ήταν η πρώτη προτεραιότητα για τις ΗΠΑ, μοιραία πολλές φορές η τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε ήταν σχετικά πρωτόγονη ή και οριακά επικίνδυνη για τους χρήστες της, αλλά εκείνη την εποχή αυτό ήταν «αποδεκτό ρίσκο».
Θύμα της "κόντρας" Σοβιετικών και Δυτικών ήταν το υπερηχητικό Tu-144 (αριστερά) που σε μεγάλο ποσοστό αντέγραφε το Concorde (δεξιά). Η βεβιασμένη όμως κατασκευή του Tu-144 προκειμένου να πετάξει πρώτο ήταν η αιτία δύο θανατηφόρων ατυχημάτων, με το πρώτο το 1973 σε διεθνή αεροπορική έκθεση στο Παρίσι, που μείωσαν κατά πολύ τη διάρκεια της υπηρεσία του. Το Concorde, με πολύ μακρύτερη καριέρα, είχε και αυτό ένα θανατηφόρο ατύχημα το 2000 στο Παρίσι, για το οποίο όμως δεν ευθύνονταν άμεσα το αεροσκάφος.

Φυσικά, οι πρωτοπόροι εξερευνητές όλων των εποχών επιχείρησαν τα ταξίδια τους μόλις μπορούσαν να ικανοποιηθούν οι ελάχιστες απαιτήσεις για κάτι τέτοιο, με μεγαλύτερη πιθανότητα τα ταξίδια τους να είναι χωρίς επιστροφή παρά το αντίθετο.
Φαντασθείτε για παράδειγμα αν ο Χριστόφορος Κολόμβος δεν πραγματοποιούσε το ταξίδι του στο άγνωστο με τρία μεγάλα καΐκια ουσιαστικά, αλλά περίμενε (προφανώς κάποιος μακρινός του απόγονος) να ναυπηγηθεί κάτι αρκετά μεγάλο και σίγουρο σαν τον Τιτανικό (αυτό και αν θα ήταν ειρωνεία της Τύχης!).

Η λειτουργία του λογαριθμικού κανόνας βασίζεται στο ότι αν γράψουμε τους αριθμούς με λογαριθμική διάταξη, η πρόσθεσή τους ισοδυναμεί με πολλαπλασιασμό, και η αφαίρεσή τους με διαίρεση.

Για να επανέλθουμε λοιπόν στο διαστημικό πρόγραμμα «Απόλλων», παρακολουθώντας ταινίες της εποχής από την κατασκευή των διαστημικών οχημάτων θα δει κανείς έκπληκτος στα σχεδιαστήρια των μηχανικών να υπάρχουν λογαριθμικοί κανόνες για τους υπολογισμούς, οι αστροναύτες να έχουν μαζί τους εξάντες(!) επειδή δεν είχαν μεγάλη εμπιστοσύνη στους πρωτόγονους υπολογιστές του διαστημοπλοίου, ενώ οι υπολογιστές αυτοί είχαν λιγότερες δυνατότητες και από τα πρώτα λάπτοπ!
Σε αυτό το ηρωικό κλίμα λοιπόν, με τη συνολική εμπλοκή περίπου 400 χιλιάδων τεχνικών και επιστημόνων, έγινε όχι μία αλλά έξη συνολικά προσεληνώσεις διαστημοπλοίων, με τις τελευταίες να παρέχουν και την άνεση ενός οχήματος για τις μετακινήσεις των αστροναυτών στην επιφάνεια της Σελήνης.
Βέβαια, λίγο έλειψε να συμβεί καταστροφή στην αποστολή του Απόλλων 13 (μετά σου λένε να μην είσαι προληπτικός!) η οποία δεν προσεληνώθηκε, ενώ οι αστροναύτες επέστρεψαν ταλαιπωρημένοι αλλά ζωντανοί, χάρη σε έναν καταπληκτικό συνδυασμό επινοητικότητας, θάρρους και προσήλωσης στο σκοπό. Η ταινία «Απόλλων 13», διηγείται ρεαλιστικά την ιστορία τους.

 
«Χιούστον, έχουμε πρόβλημα». Η φράση που έγινε διάσημη, μετά το ατύχημα του Απόλλων 13.

Ήδη στα μέσα της δεκαετίας του 1970 η κούρσα του διαστήματος μεταξύ των υπερδυνάμεων είχε ξεθυμάνει (αφού πλέον υπήρξε ξεκάθαρος νικητής), και άρχισε, τουλάχιστον στο διάστημα, βαθμιαία η συνεργασία μεταξύ τους.
Επιπλέον το κόστος των αποστολών στη Σελήνη ήταν τεράστιο και οι ΗΠΑ άλλαξαν τις προτεραιότητές τους για να αντιμετωπίσουν τόσο τον διεθνή εμπορικό ανταγωνισμό όσο και τις οικονομικές κρίσεις (πχ πετρελαϊκή), αλλά και να ασχοληθούν με διάφορες πολιτικο - στρατιωτικές επεμβάσεις ανά τον κόσμο.
‘Εγινε επίσης ξεκάθαρο ότι τα πυρηνικά όπλα πρακτικά δεν μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν χωρίς γενικευμένη καταστροφή, οπότε οι μελλοντικοί πόλεμοι θα βασίζονταν περισσότερο σε συμβατική τεχνολογία και κυρίως σε πληροφορίες και εικόνες από το διάστημα.

Έτσι οι αποστολές έγιναν περισσότερο επιστημονικές και εμπορικές (φυσικά και στρατιωτικές), περιορίστηκαν σε μικρές σχετικά αποστάσεις από τη Γη  και δόθηκε προτεραιότητα στη διαβίωση σε διαστημικούς σταθμούς και στην κατασκευή επαναχρησιμοποιούμενων διαστημικών οχημάτων (διαστημικά λεωφορεία).

Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) άρχισε τη λειτουργία του στην αρχή της δεκαετίας του 2000.

Στη δεκαετία του '70 εκτοξεύθηκαν οι δύο Pioneer για την έρευνα του μακρινού διαστήματος (που έφεραν και πλάκες με πληροφορίες, για το ενδεχόμενο συνάντησης με εξωγήινους) και ξεκίνησαν να τοποθετούνται σε τροχιά γύρω από τη Γη οι δορυφόροι για το σύστημα GPS, ενώ στις αρχές της δεκαετίας του 80 μπήκαν σε γεωστατικές τροχιές οι περισσότεροι δορυφόροι τηλεοπτικών προγραμμάτων.

Την δεκαετία του 80 ξεκίνησαν επίσης οι πτήσεις των διαστημικών λεωφορείων, που μπορεί να μην είχαν ιδιαίτερα εντυπωσιακές αποστολές, αλλά είχαν μεγάλη συνεισφορά  στην τοποθέτηση πολλών σημαντικών διαστημικών συσκευών με σχετικά φτηνό και αξιόπιστο τρόπο.
Η επισκευή μάλιστα του τηλεσκοπίου Hubble το 1993 (είχε τεθεί σε τροχιά 3 χρόνια νωρίτερα) και οι αναβαθμίσεις του τη δεκαετία του 2000, ήταν ορόσημο της ανθρώπινης επινοητικότητας και ικανότητας επίλυσης προβλημάτων, στις πλέον αντίξοες συνθήκες.

Το Διαστημικό Λεωφορείο σε ύψος περίπου 300 χιλιομέτρων. Στο πίσω μέρος του ανοιχτού «αμπαριού» του, διακρίνεται μια κυλινδρική συσκευή που πρόκειται να μπει σε τροχιά.

Δύο όμως δυστυχήματα, το 1986 και το 2003, που στοίχησαν τη ζωή σε 14 συνολικά αστροναύτες, και ένα παρολίγο καταστροφικό συμβάν το 1999 (STS-93) οδήγησαν στη εγκατάλειψη του συστήματος του διαστημικού λεωφορείου. 
(Στον παρακάτω σύνδεσμο υπάρχει μία καταγραφή των δυστυχημάτων, ατυχημάτων και σοβαρών συμβάντων όλων των διαστημικών αποστολών από το 1961 μέχρι και το 2022: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_spaceflight-related_accidents_and_incidents)

Η στροφή λοιπόν σε πιο πρακτικές εφαρμογές στο χώρο του διαστήματος είναι ένας από τους λόγους που εγκαταλείφθηκαν τα εντυπωσιακά ταξίδια σε άλλα φεγγάρια και πλανήτες, που ικανοποιούν περισσότερο την έμφυτη περιέργεια (επιστημονική και μη) του ανθρώπου.
Ένας άλλος λόγος είναι ότι ο επόμενος προφανής στόχος, ο Άρης, χρειάζεται ταξίδι μερικών μηνών για να επιτευχθεί (για τη Σελήνη αρκούν τρείς ημέρες), οπότε τα προβλήματα υποστήριξης της ανθρώπινης ζωής αυξάνονται δυσανάλογα.

Ο Άρης, με έντονη απεικόνιση των ηφαιστειακών βουνών του.

Επιπλέον, ο Άρης θα πρέπει να βρίσκεται στην κοντινή του απόσταση σε σχέση με τη Γη για το «πήγαινε» και «έλα», οπότε είτε η παραμονή στον πλανήτη θα είναι πολύ σύντομα, είτε θα πρέπει να παραμείνουν οι αστροναύτες στην επιφάνειά του για περίπου δύο χρόνια μέχρι την επόμενη ευκαιρία επιστροφής.

Ένα ακόμα θέμα, είναι ότι σήμερα η απώλεια ανθρώπινης ζωής για επιστημονικούς λόγους δεν γίνεται εύκολα αποδεκτή.
Σε αντίθεση, κατά την πρώτη προσελήνωση το 1969, ο τότε πρόεδρος των ΗΠΑ Νίξον είχε ήδη ετοιμάσει και τον λόγο που θα εκφωνούσε σε περίπτωση αποτυχίας του εγχειρήματος και θανάτου των αστροναυτών.

Και όμως, αν ο Άρης φαντάζει σαν ο επόμενος λογικός στόχος για τον περισσότερο κόσμο ακόμα και τον επιστημονικό, οι ειδικοί θεωρούν ότι η Ευρώπη, ο δορυφόρος του Δία, έχει πολύ περισσότερες πιθανότητες να κρύβει ζωή στους τεράστιους ωκεανούς της, κάτω από την παγωμένη επιφάνεια της.

Η Ευρώπη, με την παγωμένη επιφάνειά της και το πολλά υποσχόμενο υγρό υπέδαφός της. Ήδη, (φθινόπωρο 2024) έχει ξεκινήσει το διαστημόπλοιο Europa Clipper για το φεγγάρι αυτό του Δία, το οποίο αναμένεται να προσεγγίσει το 2030, προκειμένου να διαπιστώσει την ύπαρξη τεράστιων ωκεανών κάτω από την παγωμένη επιφάνειά του και την ύπαρξη βασικών προϋποθέσεων ανάπτυξης ζωής. 

Το πρόβλημα είναι ότι για να πάει μόνο κανείς μέχρι την Ευρώπη, με τα σημερινά μέσα χρειάζεται μερικά χρόνια και θα έχει να αντιμετωπίσει και την έντονη ραδιενεργή ακτινοβολία του Δία, οπότε το πιθανότερο είναι να αποσταλεί μελλοντικά ένα εξελιγμένο ρομποτικό σύστημα.

Καλλιτεχνική απεικόνιση του διαστημοπλοίου New Horizons, που το καλοκαίρι του 2015 και μετά από ταξίδι σχεδόν 10 ετών έφτασε πολύ κοντά στον Πλούτωνα για να τον μελετήσει. Στο εγχείρημα, σημαντική ήταν και η συνεισφορά του εγκατεστημένου στις ΗΠΑ Έλληνα αστροφυσικού, Σταμάτη (Tom) Κριμιζή.

Προς το παρόν, ένας πολύ σημαντικός τομέας του Διαστήματος που γίνεται έρευνα είναι η αποτροπή πρόσκρουσης αστροειδούς στη Γη, ενώ στην επιφάνεια του Άρη κινούνται διάφορα ρομποτικά οχήματα, μαζεύοντας και αναλύοντας δείγματα, παίρνοντας εικόνες, αφήνοντας, πετώντας στην πολύ αραιή ατμόσφαιρά του, και γενικά παρέχοντας πληροφορίες για την προετοιμασία της ανθρωπότητας προς το επόμενο γιγάντιο αλλά προσεκτικό άλμα.

Τα επόμενα…άλματα.
Κάνοντας μια μικρή ανακεφαλαίωση, μετά το πρόγραμμα Απόλλων και καθώς η διαμάχη για την πρωτοπορία στο Διάστημα έληξε με ξεκάθαρο νικητή, η προσπάθεια της NASA σαν φορέας του Διαστημικού Προγράμματος των ΗΠΑ επικεντρώθηκε στη δημιουργία ενός Διαστημικού Σταθμού (το Skylab αρχικά) και στη συνέχεια του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ΔΔΣ ή ISS).
Για τη συστηματική εξυπηρέτηση και αξιοποίηση του τελευταίου, έπρεπε να βρεθεί ένας «οικονομικός» τρόπος και αυτός ήταν η δημιουργία ενός στόλου επαναχρησιμοποιούμενων διαστημικών οχημάτων, τα γνωστά Διαστημικά Λεωφορεία (Space Shuttles).
Μετά όμως από 135 συνολικά εκτοξεύσεις σε διάστημα 30 ετών, δύο καταστροφικά ατυχήματα (Challenger το 1986 και Columbia το 2003) και με τον στόλο να γερνάει επικίνδυνα παρά τις συνεχείς βελτιώσεις, τα Διαστημικά Λεωφορεία αποσύρθηκαν το 2011 και η εξυπηρέτηση του ΔΔΣ βασίστηκε στα ρωσικά διαστημόπλοια Soyuz.
Παράλληλα, η NASA έδωσε βαρύτητα στην εξερεύνηση των πλανητών του Ηλιακού Συστήματος με ιδιαίτερη έμφαση στον Άρη, σαν τον πιθανότερο μελλοντικό στόχο για επανδρωμένη πτήση πέρα από τη Σελήνη.

Όμως, από τις αρχές του 21 αιώνα η NASA εκδήλωσε την επιθυμία συνεργασίας μεγάλης κλίμακας με ιδιωτικές εταιρείες στο χώρο του Διαστήματος, πέρα από το δικό της πρόγραμμα με το όνομα Άρτεμις για την επιστροφή ανθρώπων στη Σελήνη.
Αυτό έγινε τόσο για τη μείωση των υπέρογκων ίδιων λειτουργικών εξόδων, όσο και επειδή οι ιδιωτικές εταιρείες έχουν μεγαλύτερη διοικητική και διαχειριστική ευελιξία, αλλά δείχνουν και μεγαλύτερη προθυμία να αναλάβουν ρίσκα.
Έτσι, στις αρχές της δεκαετίας του 2020, τρείς βασικά εταιρείες δραστηριοποιούνται ενεργά στο χώρο του Διαστήματος, έχοντας αναπτύξει τα δικά τους διαφορετικής φιλοσοφίας συστήματα καθώς και διαφορετικούς επιχειρησιακούς στόχους.


Γραφική σύγκριση των δυνατοτήτων των συστημάτων, των τριών βασικών ιδιωτικών εταιρειών που δραστηριοποιούνται στο Διάστημα.

-Η Virgin Galactic του Sir Richard Branson, επικεντρώνεται στον «Διαστημικό Τουρισμό» και πρόσφατα (11 Ιουλίου 2021) πραγματοποίησε την πρώτη (και επιτυχημένη) πτήση από τη βάση της στο Νέο Μεξικό, μεταφέροντας τον ίδιον τον Branson, 3 ακόμα επιβάτες και τους δύο πιλότους.
Το Spaceship Two, όπως είναι το όνομα του αεροσκάφους-διαστημοπλοίου, μεταφέρεται μέχρι το υψόμετρο των 15 περίπου χιλιομέτρων από ένα ειδικά διαμορφωμένο αεροσκάφος-φορέα, ενώ το διαστημόπλοιο στη συνέχεια αποχωρίζεται και ανεβαίνει μέχρι τα 80 περίπου km, όπου είναι τα όρια του Διαστήματος σύμφωνα τη NASA και την Αμερικανική Πολεμική Αεροπορία, αλλά όχι σύμφωνα με την FAI (Διεθνής Ομοσπονδία Αεροναυτικής) που θέτει το όριο στα 100km (γραμμή Κάρμαν).
Σε κάθε περίπτωση, στο ψηλότερο σημείο της τροχιάς του διαστημοπλοίου οι επιβάτες απολαμβάνουν μερικά λεπτά μικροβαρύτητας και τη μαγευτική θέα της Γης, σαν αποκορύφωμα μιας αποστολής συνολικής διάρκειας 2.5 περίπου ωρών.

-Στην ίδια περίπου φιλοσοφία του Διαστημικού Τουρισμού κινείται και η Blue Origin του Jeff Bezos, με τη διαφορά ότι η διαστημική κάψουλα (θάλαμος) που μεταφέρει 4 άτομα βρίσκεται στην κορυφή ενός περίπου συμβατικού (αλλά επαναχρησιμοποιήσιμου) πυραύλου με το όνομα New Shepard, ο οποίος την απελευθερώνει στην κορυφή μιας βαλλιστικής τροχιάς σε ύψος όμως πάνω από τα 100 χιλιόμετρα (άρα σαφώς στο Διάστημα), και η οποία επιστρέφει στο έδαφος με αλεξίπτωτα, με τη συνολική διαδικασία να διαρκεί περίπου 10 λεπτά. Μία άλλη ιδιαιτερότητα, είναι ότι η όλη διαδικασία είναι πλήρως αυτοματοποιημένη. Η πτήση ξεκινά από, και επιστρέφει στο Δυτικό Τέξας, με την πρώτη να έχει προγραμματιστεί για τις 20 Ιουλίου του 2021 (ολοκληρώθηκε με επιτυχία και σύμφωνα με το πρόγραμμα γύρω στις 16:20 ώρα Ελλάδος,  έχοντας φτάσει σε υψόμετρο 107km).

-Η τρίτη εταιρεία είναι η SpaceX, του γνωστού περισσότερο από τα πρωτοποριακά ηλεκτρικά αυτοκίνητα Tesla, Elon Musk, η οποία έχει πολύ πιο φιλόδοξους στόχους που περνούν από τη δημιουργία μιας κατοικήσιμης βάσης στη Σελήνη και φθάνουν στη δημιουργία κατοικήσιμης βάσης στον Άρη!
Οπότε η αποστολή αστροναυτών στο ΔΔΣ ήδη από το 2020 δεν φαίνεται και τόσο σπουδαίο κατόρθωμα (αν και είναι, για μια ιδιωτική εταιρεία) όμως σύντομα, πριν το τέλος του 2021, θα προσφέρονται μερικές περιστροφές σε τροχιά γύρω από τη Γη και σε ιδιώτες, με τον διαστημικό θάλαμο Crew Dragon 2. Ο θάλαμος, που μπορεί να μεταφέρει μέχρι 7 άτομα και έχει θερμική προστασία* για τα αρχικά στάδια της επανεισόδου στην ατμόσφαιρα (στη συνέχεια χρησιμοποιούνται αλεξίπτωτα), ανυψώνεται χάρη στον πύραυλο Falcon 9, το πρώτο (και μεγαλύτερο) τμήμα του οποίου είναι αυτοπροσγειούμενο και επαναχρησιμοποιήσιμο, όπως και (ολόκληρος) ο New Shepard.
Για τις μακρινότερες μελλοντικές πτήσεις θα χρησιμοποιηθούν μεγαλύτεροι πύραυλοι (οι Super Heavy) και διαφορετικά διαστημόπλοια (τα Starships).
Με όλα αυτά, δεν είναι περίεργο ότι η SpaceX έχει τις εγκαταστάσεις στο Cape Canaveral, όπως και η ίδια η NASA.
Μάλιστα ο ιδρυτής της, ο Elon Musk, έχει πει χαριτολογώντας(?): «Θέλω να πεθάνω στον Άρη, άλλα όχι από την πρόσκρουση»!

*Δέστε στο https://geometax12.blogspot.com/2018/07/blog-post_9.html στο θέμα 96 (Μια «φτηνή» βόλτα στο Διάστημα), τις ιδιαίτερες απαιτήσεις επανεισόδου μιας κάψουλας από σταθερή τροχιά γύρω από τη Γη, σε σχέση με αυτές της απλής βαλλιστικής τροχιάς.
                                                                                            Γ. Μεταξάς

ΥΓ1. Η "εκκωφαντική" ... σιωπή των τότε Σοβιετικών μετά την πτήση του Απόλλων 11, είναι η καλύτερη απάντηση στους εκάστοτε συνωμοσιολόγους που αμφισβητούν το γεγονός της αποστολή αυτής, και υποστηρίζουν ότι ήταν σκηνοθετημένη στη Γη.

ΥΓ2. Το ότι το πρόγραμμα Απόλλων είχε μόνο τρία θύματα (Απόλλων 1, Ιαν. 1967) και αυτά στο έδαφος, μοιάζει σχεδόν θαύμα, και αξίζει μιάς ειδικής αναφοράς. Ενώ ο Διαστημικός Σταθμός και τα Διαστημικά Λεωφορεία έχουν (και αντίστοιχα, είχαν) παρόμοιες συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης με το επίπεδο της θάλασσας για μεγαλύτερη άνεση των πληρωμάτων*, τα διαστημόπλοια Απόλλων είχαν πολύ χαμηλότερη πίεση (εκτός από τη φάση της εκτόξευσης), περίπου στο 1/3 της γήινης (5 psi), κάτι που υποχρέωνε την ατμόσφαιρά τους να αποτελείται από 100% οξυγόνο, ώστε οι αστροναύτες να προσλαμβάνουν την ίδια περίπου μάζα οξυγόνου με κάθε αναπνοή. Έτσι η κατασκευή των διαστημοπλοίων γίνονταν αρκετά πιο ελαφριά, με προφανή οφέλη**. Οι συνθήκες αυτές υποστήριζαν την καύση όπως περίπου και οι συνήθεις ατμοσφαιρικές συνθήκες στη Γη. Στις δοκιμές όμως του Απόλλων 1, ο θαλαμίσκος είχε υποβληθεί σε πίεση με καθαρό οξυγόνο μεγαλύτερη της ατμοσφαιρικής (16.7 psi έναντι 14.7 psi), για να ελεγχθεί για διαρροές. Με αυτές τις συνθήκες όμως, η φωτιά έκαιγε τα υλικά σαν να είχαν διαποτιστεί με πετρέλαιο. Μάλιστα μετά την έναρξη της φωτιάς, η πίεση αυξήθηκε σημαντικά περισσότερο (29 psi), με αποτέλεσμα τη διάρρηξη του θαλαμίσκου. Στη συνέχεια του ατυχήματος, πολλά υλικά αντικαταστάθηκαν με άκαυστα ή βραδύφλεκτα.

Όμως οι διαστημικές στολές εξακολουθούν να είναι χαμηλής πίεσης, ώστε να μην γίνονται δύσκαμπτες. Με αποτέλεσμα, οι αστροναύτες κάθε φορά πριν τις φορέσουν να πρέπει να υποστούν διαδικασία "αποσυμπίεσης" διάρκειας περίπου 2 ωρών. Αυτό το πρόβλημα δεν υπήρχε με το πρόγραμμα Απόλλων και το προγενέστερο Μέρκιουρι επειδή η πίεση στον θαλαμίσκο ήταν ίδια με της στολής, και καθώς ο θαλαμίσκος ήταν μικρός και χωρίς χώρο εξισορρόπισης πίεσης, ήταν αποδεκτή η απώλεια όλου του οξυγόνου του πριν από κάθε διαστημικό περίπατο.

**Παρόλη όμως τη μειωμένη πίεση (οξυγόνου), αξίζει να αναφερθεί εδώ ένα περιστατικό που ευτυχώς πέρασε ανώδυνα. Στην αποστολή Απόλλων 11, κατά την αποσύνδεση της σεληνακάτου από το βασικό διαστημόπλοιο που παρέμενε στην τροχιά της Σελήνης, δεν έγινε αποσυμπίεση του χώρου του μικρού τούνελ που συνέδεε τα δύο σκάφη (με αεροστεγείς θυρίδες από κάθε πλευρά), και η εκτόνωση αυτή του οξυγόνου έδωσε μία (αντίθετη) ώθηση στα δύο σκάφη, που φυσικά προκάλεσε μεγαλύτερη επιτάχυνση στη πολύ ελαφρύτερη σεληνάκατο. Αυτό και μόνο ήταν αρκετό να ξεκινήσει η κάθοδός της με κάπως μεγαλύτερη αρχική ταχύτητα από την υπολογισμένη και τελικά να ξεπεράσει το αρχικά προβλεπόμενο σημείο προσεδάφισης, αναγκάζοντας τον Άρμστρογκ να επέμβει χειροκίνητα και να ολοκληρώσει τη διαδικασία εξαντλώντας οριακά τα καύσιμα του τμήματος καθόδου. Φυσικά, στις επόμενες αποστολές η εκτόνωση του τούνελ προηγήθηκε της αποσύνδεσης και οι προσδαφίσεις ήταν σύμφωνα με τους υπολογισμούς.

ΥΓ3. Πέρα από τον θάλαμο της Space X, υπάρχουν δύο ακόμα τύποι επαναχρησιμοποιούμενων θαλάμων που κατασκευάζονται από ιδιωτικές εταιρείες (κορυφαίες όμως και καθιερωμένες στο χώρο της Αεροναυτικής) για λογαριασμό της NASA. Ο Orion των Lockheed Martin και Airbus, και ο Starliner CST-100 της Boeing.

  

Δευτέρα 12 Οκτωβρίου 2020

Ακραίες πτήσεις πουλιών και αεροσκαφών.

Συχνά η τεχνολογία, ειδικά στα πρώτα βήματά της, μιμείται τη φύση αλλά πουθενά αυτό δεν είναι τόσο έντονο όσο στην πτήση (και στα ραντάρ, που μιμούνται με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία τον ηχοεντοπισμό με υπέρηχους των νυχτερίδων, παρόλο που οι τελευταίες δεν είναι πουλιά).
Είναι γεγονός, ότι οι πρώτες προσπάθειες πτήσης του ανθρώπου στο δεύτερο μισό του 19ου αι. ήταν ανεμόπτερα με φτερά που αντέγραφαν σχεδόν με ακρίβεια αυτά των πουλιών.
Βέβαια όσο η τεχνολογία εξελίσσονταν , τόσο οι πτέρυγες των αεροσκαφών γίνονταν μεγαλύτερες και πιο ειδικές, καθώς η κίνηση των πτερύγων των πουλιών είναι πιο σύνθετη επειδή περιλαμβάνει και την προώθησή τους (εικόνα κάτω).
Όμως η πτήση των πουλιών έχει ακόμα να διδάξει μερικά θέματα στη σύγχρονη αεροναυτική, όπως αυτά που θα παρουσιαστούν στη συνέχεια.

Ακροπτερύγια περιορισμού των δινών.
Η μεγαλύτερη απώλεια ενέργειας κατά την οριζόντια πτήση (πουλιών και αεροσκαφών) οφείλεται στις δίνες ή στροβίλους που δημιουργούνται στα ακροπτερύγια, καθώς ο αέρας από την κάτω επιφάνεια που βρίσκεται σε μεγαλύτερη πίεση «ξεχύνεται» από την άκρη της πτέρυγας για να καλύψει την περιοχή χαμηλότερης πίεσης, στο επάνω μέρος της πτέρυγας.
Το πρωτότυπο (επάνω) και η μίμηση (κινέζικο Υ-5Β) κάτω.
Μια μακρύτερη πτέρυγα θα μείωνε αυτή τη «διαρροή», αλλά θα έθετε προβλήματα χώρου στα αεροδρόμια και αντοχής της πτέρυγας. Μία λύση δανεισμένη από τα μεγάλα πουλιά που ανεμοπορούν για το μεγαλύτερο μέρος της πτήσης τους εκμεταλλευόμενα θερμικά ή δυναμικά ανοδικά ρεύματα, είναι να κατασκευαστούν μερικά μικρά πτερύγια στην απόληξη της πτέρυγας με τρόπο που να δημιουργούν πολλούς μικρότερους στροβίλους αντί για έναν μεγάλο. Μια απλουστευμένη εκδοχή για τα μεγάλα επιβατικά αεροσκάφη είναι ένα μόνο μικρό πτερύγιο με κλίση προς τα επάνω, που συναντιέται όλο και περισσότερο σήμερα (κάτω).
Ένας άλλος τρόπος μείωσης των στροβίλων των ακροπτερυγίων είναι η λέπτυνση των πτερύγων προς την άκρη τους, με πιο συνηθισμένο και χαρακτηριστικό παράδειγμα τα φτερά των γλάρων και των άλμπατρος.

Ξεκούραστη πτήση σε σχηματισμό “V”.
Είναι γνωστό ότι οι πάπιες, αλλά και άλλα μεγάλα μεταναστευτικά πουλιά καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις πετώντας σε σχηματισμό “V”. Ο λόγος βέβαια δεν είναι για να προσφέρουν …θέαμα στους ανθρώπους στο έδαφος, αλλά επειδή έτσι εξοικονομούν ένα σημαντικό μέρος της ενέργειας που χρειάζονται για την πτήση τους, και φυσικά καλύπτουν μεγαλύτερες αποστάσεις πριν χρειαστεί να κάνουν στάση.
‘Όπως είδαμε στο προηγούμενο θέμα, παρόλα τα τρικ που χρησιμοποιεί τόσο η φύση όσο και οι άνθρωποι, οι στρόβιλοι των ακροπτερυγίων είναι αναπόφευκτοι, αλλά τα πουλιά βρήκαν έναν εξαιρετικό τρόπο να τους αξιοποιούν. Διατηρώντας σχηματισμό “V”, τα πουλιά κάθε πλευράς πετούν το καθένα στο ανοδικό μέρος των στροβίλων του προπορευόμενου (στην εικόνα, το μαύρο πουλί πετάει πίσω και δεξιά από το γκρι), έτσι έχουν μια αρκετά πιο άνετη πτήση (εκτιμάται ένα κέρδος 10-15%). Όλα, εκτός από αυτό στην κορυφή του σχηματισμού, το οποίο όμως περιοδικά εναλλάσσεται με κάποιο άλλο ώστε η επιβάρυνση να ισοκατανέμεται!
Παρατήρηση: Ακόμα και το πουλί στην κορυφή του "V" επωφελείται κατά ένα (μικρότερο όμως) ποσοστό, επειδή τα πουλιά που έπονται απορροφούν λίγες από τις δικές του δίνες.
Δοκιμή που έχει γίνει με μικρά αεροσκάφη ίδιου τύπου (οργανωμένη από την τηλεοπτική εκπομπή των Mythbusters στις ΗΠΑ), έδειξε ότι η μείωση στην κατανάλωση είναι μετρήσιμη, αλλά η προσπάθεια που χρειάζεται για τη διατήρηση κλειστού σχηματισμού και ο κίνδυνος ατυχήματος, ειδικά αν οι πιλότοι δεν είναι εκπαιδευμένοι επαγγελματίες, δεν αντισταθμίζονται.
Βέβαια, ακροβατικά (συνήθως πολεμικά) αεροσκάφη πετούν συχνά σε κλειστούς σχηματισμούς επειδή είναι εντυπωσιακοί, αλλά εκεί οι θέσεις που παίρνουν είναι τέτοιες ώστε να μην βρίσκονται μέσα στις αεροδίνες των προπορευόμενων και διαταράσσεται η ισορροπία της πτήσης τους.

Η εφόρμηση του γερακιού.
Σήμερα, έχουμε συνηθίσει την εικόνα μαχητικών αεροσκαφών πολύ μεγάλων ταχυτήτων, με μικρές και οπισθοκλινείς πτέρυγες. Ο πρώτος διδάξας όμως είναι το γεράκι που μαζεύοντας τα φτερά του μπορεί να αναπτύξει ταχύτητες (συγκεκριμένα ο πετρίτης, εικόνα κάτω) πάνω από 320 km/h σε κατακόρυφη βύθιση (ο αετός περιορίζεται σ' αυτή τη ταχύτητα), αφήνοντας ελάχιστες πιθανότητες στο θύμα του να διαφύγει. Και φυσικά η ικανότητά του αυτή το καθιστά το ταχύτερο πλάσμα στη Γη!

Και μία εφόρμηση ενός ψαραετού

Την ίδια αρχή χρησιμοποιούν ελάχιστα μαχητικά αεροσκάφη με τεχνολογία πτέρυγας μεταβλητής οπισθόκλισης, πιο γνωστό από τα οποία είναι το F-14 Tomcat. Όντας ένα αεροσκάφος του πολεμικού ναυτικού των ΗΠΑ που επιχειρούσε (έχει ήδη αποσυρθεί) από αεροπλανοφόρα, έπρεπε να συνδυάζει χαμηλή ταχύτητα για τις από/προσνηώσεις αλλά και υψηλή τελική ταχύτητα για τις αποστολές του. Στην εικόνα κάτω, F-14 με τη δεξιά πτέρυγα σε θέση πλήρους έκτασης και την αριστερή σε θέση πλήρους σύμπτυξης, σε δοκιμές προσομοίωσης βλάβης του συστήματος, σε πραγματικές συνθήκες. Σήμερα, το πολύπλοκο αυτό σύστημα δεν είναι πλέον απαραίτητο, καθώς η εξέλιξη της τεχνολογίας έχει δώσει σε σύγχρονα αεροσκάφη με σταθερές πτέρυγες παρόμοιες δυνατότητες, ενώ μετά το τέλος του Ψυχρού Πολέμου έχει μειωθεί η ανάγκη επίτευξης πολύ υψηλής τελικής ταχύτητας.

Η «μαγική» πτήση του άλμπατρος.
Το άλμπατρος είναι το μεγαλύτερο πουλί στον κόσμο σε άνοιγμα φτερών (3.5 m) και ζει κυρίως στις νότιες θάλασσες. Ένα από τα χαρακτηριστικά που το κάνουν ιδιαίτερο, πέρα από το ότι διαθέτει ιδανικό σχήμα για ανεμοπορία, είναι και  ο τρόπος που πετάει καθώς μπορεί να παραμένει στον αέρα για ημέρες, καλύπτοντας χιλιάδες  χιλιομέτρων  χωρίς να κινεί ουσιαστικά τα φτερά του, εξοικονομώντας με τον τρόπο αυτό σημαντική ενέργεια . Μάλιστα πρόσφατα βρέθηκε ότι στη θέση έκτασης  των φτερών,  το άλμπατρος μπορεί κατά κάποιο τρόπο να τα «κλειδώνει» εξοικονομώντας ακόμα περισσότερη ενέργεια.
Είναι γνωστό ότι τόσο τα πουλιά όσο και οι ανεμοπόροι μπορούν να κερδίζουν ύψος και να μένουν πολλές ώρες στον αέρα χωρίς να δαπανούν ενέργεια προώθησης, εκμεταλλευόμενοι τα ανοδικά ρεύματα του αέρα που είναι είτε θερμικά, όταν ο αέρας θερμαίνεται και ανεβαίνει, είτε δυναμικά πλαγιάς, όταν προκαλούνται από πλαγιές που αναγκάζουν τον άνεμο να κινηθεί προς τα επάνω.
Στον ανοικτό ωκεανό όμως δεν ισχύει τίποτα από αυτά τα δύο, και παρότι σε γενικές γραμμές το πώς πετάει το άλμπατρος είναι γνωστό από το τέλος του 19ου αιώνα, πρόσφατα  με την τοποθέτηση επάνω σε πουλιά πομπών GPS, έγιναν γνωστές περισσότερες λεπτομέρειες.
Το άλμπατρος ενστικτωδώς εκμεταλλεύεται τη βάθμωση της ταχύτητας του ανέμου, δηλαδή το ότι η ταχύτητα του ανέμου είναι πολύ χαμηλή κοντά στη επιφάνεια της θάλασσας εξαιτίας της τριβής με το νερό, ενώ αυξάνεται με το ύψος.
Τα άλμπατρος λοιπόν κινούνται σε μία διαδρομή «σλάλομ» γενικά κάθετα στην κατεύθυνση του ανέμου, στρίβοντας προς τον άνεμο και αυξάνοντας το ύψος τους μέχρι το σημείο που η ταχύτητα του ανέμου δεν αυξάνεται πια σημαντικά (10-20m) και μετά στρίβουν και απομακρύνονται από τον άνεμο κατεβαίνοντας , αυξάνοντας με αυτόν τον τρόπο την ταχύτητά τους. Αυτό το κάνουν συνεχόμενα με μία ομαλή κυματοειδή κίνηση, τόσο στο οριζόντιο όσο και στο κατακόρυφο επίπεδο.
Η στροφή προς τον άνεμο αυξάνει τη δυναμική τους ενέργεια, δηλαδή το ύψος τους, ενώ η στροφή αντίθετα από τον άνεμο και το χαμήλωμα μετατρέπει την δυναμική ενέργεια σε κινητική. Επειδή αναπόφευκτα υπάρχουν απώλειες ενέργειας, το άλμπατρος τις αντισταθμίζει καθώς αφήνει να παρασύρεται λίγο από τον άνεμο, έτσι ώστε το ίχνος της διαδρομής (ως προς ένα σταθερό σημείο) που κάνει κινούμενο αντίθετα στον άνεμο να είναι λίγο μικρότερη από το ίχνος  της διαδρομής που κάνει κινούμενο προς την κατεύθυνση του ανέμου.  Ένα σύντομο και ενδιαφέρον βίντεο (στα αγγλικά) για την πτήση του άλμπατρος είναι στο: https://www.youtube.com/watch?v=uMX2wCJga8g

Η σιωπηλή πτήση της Τυτώς.
Η Τυτώ είναι ένα είδος κουκουβάγιας (σωστότερα  χαρακτηρίζεται σαν γλαυκόμορφο πτηνό) που στα αγγλικά είναι γνωστή σαν Barn Owl. 
‘Έχει χαρακτηριστικά επίπεδο και κατάλευκο πρόσωπο σε σχήμα καρδιάς. Είναι βασικά νυκτόβιο, σαρκοφάγο πουλί που κυνηγά συνήθως μικρά τρωκτικά ή και άλλα πουλιά. Η ιδιαιτερότητα της Τυπώς (όπως και των άλλων κουκουβαγιών) είναι ότι παρά το σχετικά μεγάλο μέγεθός τους (βάρος λίγο κάτω από μισό κιλό και άνοιγμα φτερών κάπως μικρότερο από το ένα μέτρο), έχουν μία πρακτικά απόλυτα αθόρυβη πτήση.
Η ικανότητα αυτή, που φυσικά είναι κρίσιμη για την επιβίωσή της καθώς η τροφή της μπορεί να κρυφτεί πολύ γρήγορα, επιτυγχάνεται με ειδική κατασκευή των φτερών της αλλά και ιδιαίτερη τεχνική πτήσης.
Τα εμπρός μέρος των μεγάλων εξωτερικών πτερών της (με πτερά καλύπτονται τα φτερά ή πτέρυγες) μοιάζει με τα δόντια ενός χτενιού, αλλά σε μικρογραφία. Αντίστοιχα, τα πτερά στο πίσω μέρος των φτερών έχουν ένα είδος «ξεφτιών» επίσης μικροσκοπικών.
Αυτές οι μικροσκοπικές «χαρακιές» στα πτερά σπάνε τις μεγάλες δίνες που θα δημιουργούσε η κίνηση του φτερού για την παραγωγή άνωσης και ώσης σε πολλές μικροσκοπικές δίνες, που το ηχητικό αποτέλεσμα της κάθε μιας είναι ασήμαντο και το άθροισμά τους απλά δίνει λίγο δυνατότερο ήχο. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας  έναν πίνακα υπολογισμού που υπάρχει στο internet: (http://www.sengpielaudio.com/calculator-spl.htm ), βρίσκουμε ότι αν προσθέσουμε 10 ήχους των 20dB, το αποτέλεσμα θα είναι ένας ήχος μόνο 30dB.
Επιπλέον, το εσωτερικότερο τμήμα των φτερών, τόσο από την επάνω πλευρά όσο και από την κάτω, καλύπτεται από πολύ «αφράτα» πούπουλα που πνίγουν τον ήχο. Με αντίστοιχα πούπουλα μάλιστα, καλύπτεται και όλο σχεδόν το μήκος των ποδιών της.
Η τεχνική που χρησιμοποιεί για την πτήση της, βοηθάει επίσης πολύ στο να είναι αθόρυβη, καθώς η Τυτώ ενεδρεύει σε κάποιο κλαδί και η πτήση μέχρι το θήραμα είναι μια σύντομη κατολίσθηση με τα φτερά εκτεταμένα και με ελάχιστη κίνησή τους.
Αλλά και η ακοή και η όραση τη βοηθάει πολύ, καθώς η ακοή, πέρα από εξαιρετική είναι και «τρισδιάστατη», επειδή ο ένας ακουστικός πόρος βρίσκεται ψηλότερα από τον άλλον! Η όραση επίσης είναι εξαιρετική, με τίμημα τα μάτια της να είναι κάπως μακρόστενα και να μην μπορούν να περιστραφούν μέσα στις κόγχες τους. Κάτι που η Τυτώ (και οι άλλες κουκουβάγιες) αντισταθμίζει με τη δυνατότητα περιστροφής του κεφαλιού της κατά ¾  του κύκλου (270 μοίρες), από κάθε πλευρά.
Είναι χαρακτηριστικό, ότι η κουκουβάγια του χιονιού (Snowy Owl) ακούει τρωκτικά που κινούνται ακόμα και κάτω από παχύ χιόνι, και πετώντας με ακρίβεια στο σημείο εκείνο βυθίζει τα νύχια της «στα τυφλά» και τα αρπάζει.
Δείτε στο προτεινόμενο βίντεο, ηχητική σύγκριση της πτήσης της Τυτώς με άλλα πουλιά: https://www.youtube.com/watch?v=-WigEGNnuTE
Η τεχνική της δημιουργίας πολλών μικρών στροβίλων για την αποφυγή ενός μεγαλύτερου που περιγράφηκε παραπάνω, είναι γνωστή και εφαρμόζεται στην αεροναυτική, όχι κατ’ αρχήν για τη μείωση του θορύβου, αλλά για τη διατήρηση της ροής του αέρα ομαλής στο επάνω μέρος της πτέρυγας, ακόμα και σε μεγάλη γωνία προσβολής (γωνία με την οποία ο φαινόμενος άνεμος συναντά την πτέρυγα).
Αυτό γίνεται με την τοποθέτηση πολλών μικρών προεξοχών (δινογεννήτριες - vortex generators) κατά μήκος της πτέρυγας, σε συγκεκριμένα σημεία. Ίσως κάποτε, όταν ο θόρυβος των αεροπορικών κινητήρων μειωθεί σημαντικά (έχει ήδη γίνει αρκετή πρόοδος προς αυτή την κατεύθυνση), τα φτερά της Τυτώς να εμπνεύσουν και μεθόδους μείωσης του θορύβου που προέρχονται από την κίνηση των αεροσκαφών μέσα στον αέρα.

Η υπέροχη στατική* πτήση του κολίμπρι. Καλύτερο από ελικόπτερο.
Μπορεί να είναι το πιο μικρό είδος πουλιού, αλλά είναι ικανό για ένα απίθανο κατόρθωμα. Να πετά μένοντας ακίνητο στον αέρα, και ειδικότερα κρατώντας το μακρύ ράμφος του τελείως ακίνητο, συνήθως στο βάθος ενός λουλουδιού. Και όχι μόνο αυτό, αλλά να μετακινείται αργά προς όλες τις κατευθύνσεις, ακόμα και προς τα πίσω, διατηρώντας πάντα μια σχεδόν κατακόρυφη στάση του σώματος. Αυτό το πετυχαίνει με την πολύ γρήγορη κίνηση των φτερών του εμπρός – πίσω, τα οποία ουσιαστικά αρθρώνονται στο επάνω μέρος του σώματος (όπως βλέπουμε το πουλί σχεδόν κατακόρυφο) και έχουν μια πιο ελαστική σύνδεση στο κάτω μέρος της ρίζας της πτέρυγας.
Σαν αποτέλεσμα, η προς τα εμπρός κίνηση της πτέρυγας είναι σχεδόν συμμετρική με την προς τα πίσω, και έτσι οι δύο οριζόντιες κινήσεις αλληλο-εξουδετερώνονται, και παραμένει η προς τα κάτω ώθηση του αέρα που εξασφαλίζει στο κολίμπρι την αιώρηση. Κάτι βέβαια που κάνουν τα ελικόπτερα, μόνο που στην περίπτωση αυτή οι πτέρυγες αντί να πάνε μπρος-πίσω γυρίζουν γύρω-γύρω, κάτι που για ευνόητους λόγους το κολίμπρι δεν θα μπορούσε να κάνει!
Υπάρχουν όμως μηχανικές απομιμήσεις που αντιγράφουν πολύ πετυχημένα τόσο το μέγεθος όσο και τη λειτουργία των πτερύγων των κολίμπρι.
Για να απολαύσετε την πτήση του κολίμπρι σε πολύ αργή κίνηση: https://www.youtube.com/watch?v=316AJOBQhew

*Στατική (ως προς το έδαφος) πτήση μπορούν να κάνουν και άλλα πουλιά, μόνον όμως όταν βρεθούν μέσα σ’ έναν αρκετά ισχυρό αντίθετο άνεμο.

Η πυξίδα στον εγκέφαλο.
Είναι γνωστό ότι τα αποδημητικά πουλιά βρίσκουν το δρόμο τους και επιστρέφουν στα ίδια μέρη με μεγάλη ακρίβεια, το ίδιο και τα περιστέρια παρόλο που τα τελευταία δεν είναι αποδημητικά. Αυτό που δεν είναι ακόμα γνωστό, τουλάχιστον με βεβαιότητα, είναι πώς το καταφέρνουν αυτό, αν και υπάρχουν διάφορες θεωρίες που οι περισσότερες περιστρέφονται γύρω από τον εντοπισμό του γήινου μαγνητικού πεδίου. Μία άποψη είναι ότι τα όργανα εντοπισμού της διεύθυνσης του μαγνητικού πεδίου (κάποια κύτταρα που περιέχουν μαγνητίτη) βρίσκονται στη βάση του επάνω ράμφους (ειδικά στα περιστέρια), ενώ μία άλλη ότι τα μάτια των αποδημητικών πουλιών (ειδικά το δεξί σε ορισμένα απ΄αυτά) μπορούν με κάποιο τρόπο να αντιληφθούν το μαγνητικό πεδίου μέσω μιας ειδικής πρωτεΐνης που ενεργοποιείται από το πράσινο –μπλε τμήμα του φωτεινού φάσματος. Μάλιστα αυτή η ικανότητα, που ίσως βασίζεται στην κβαντική διεμπλοκή, έχει τόση ακρίβεια που μοιάζει να λειτουργεί περισσότερο σαν GPS παρά σαν απλή πυξίδα.
Όπως και να έχει, τα πουλιά καταφέρνουν εδώ και χιλιάδες χρόνια αυτό για το οποίο στα αεροπλάνα χρησιμοποιούσαν αρχικά τη μαγνητική πυξίδα (τα μικρά αεροπλάνα τη χρησιμοποιούν ακόμα), αργότερα τη γυροσκοπική που δεν επηρεάζεται από τις ανωμαλίες του γήινου μαγνητικού πεδίου, ειδικά κοντά στους πόλους, και πρόσφατα φυσικά το GPS.

Ελέγχοντας την υπερπίεση.
Στην εικόνα κάτω, συγκρίνεται η κεράτινη προεξοχή στο κέντρο του ρουθουνιού ενός γερακιού που περιορίζει την υπερπίεση που δημιουργείται κατά τη βύθισή του και θα μπορούσε να διαρρήξει τους πνεύμονές του, με το σύστημα που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της υπερπίεσης στους κινητήρες ενός υπερηχητικού αεροσκάφους για να διατηρούνται οι βέλτιστες συνθήκες καύσης. Στο αεροσκάφος βέβαια ο κώνος κινείται κατά το μήκος του, ώστε η εισαγωγή αέρα να προσαρμόζεται συνεχώς στο πολύ μεγαλύτερο εύρος ταχυτήτων.

Ανάποδη πτήση.
Το ότι πολλά αεροπλάνα (συνήθως μικρά ή στρατιωτικά) μπορούν να πετάξουν και ανάποδα είναι πολύ γνωστό, κάποια μάλιστα (τα ακροβατικά) πετούν σχεδόν εξίσου καλά είτε κανονικά είτε ανάποδα, για όσο τουλάχιστον αντέχει ο πιλότος.
Αυτό που δεν είναι ιδιαίτερα γνωστό όμως, είναι ότι και κάποια πουλιά, κυρίως χήνες, μπορούν και πετούν ανάποδα για μικρά διαστήματα.
Το γιατί το κάνουν δεν είναι γνωστό, φαίνεται όμως με τον τρόπο αυτό επιβραδύνουν και χάνουν ύψος απότομα, ενδέχεται όμως να το χρησιμοποιούν και για να "σπάσουν" την μονοτονία μιας παρατεταμένης πτήσης.
Παρακάτω, ένα video με έναν αετό να κάνει roll για να μη χάσει από τα μάτια του ένα γεράκι:
https://www.youtube.com/shorts/qRnCEmmf7Yg

Στελθ γεράκι;
Τα στελθ (stealth) αεροσκάφη (με πολύ μικρό ίχνος αντανάκλασης ακτινοβολίας ραντάρ) είναι πλέον κάτι συνηθισμένο, αλλά έχουν περάσει από πολλά στάδια εξέλιξης. Μία από τις σχετικά πρόσφατες εξελίξεις είναι η κατάργηση του κάθετου ουραίου φτερού στα βομβαρδιστικά B-2, μια επιφάνεια που κλασικά παρέχει ευστάθεια γύρω από τον κατακόρυφο άξονα στα συμβατικά αεροσκάφη.
Αποτελεί όμως και σημαντική πηγή αντανακλάσεων ενός ραντάρ ανίχνευσης της παρουσίας εχθρικών αεροσκαφών, οπότε η καλύτερη λύση ήταν απλά ... να καταργηθεί. Κάτι όμως που πρακτικά δεν ήταν εφικτό πριν οι αυτοματισμοί εξελιχθούν τόσο ώστε να γίνουν αρκετά ευαίσθητοι και γρήγοροι, για να μπορέσουν να παίξουν αυτόν τον εξισορροπιστκό ρόλο ενεργοποιώντας συνεχώς κάποια ρυθμιστικά πτερύγια στις άκρες των φτερών.
Είναι όμως ένα σύστημα που το γεράκι έχει αναπτύξει εδώ και εκατομμύρια χρόνια (όχι για να γίνει στελθ, αλλά γρήγορο σε βύθιση), και καταφέρνει να διατηρεί την ευστάθειά του και να ρυθμίζει την τροχιά του με πολύ γρήγορες κινήσεις των άκρων της ουράς και των φτερών του. 
Αν και δεν είναι για τον ίδιο σκοπό, μοιάζει σαν ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα "βιομιμητικής" (αντιγραφή της Φύσης από την Τεχνολογία). 

Γρήγορη φόρτωση.
Δεν πρόκειται για "πυροσβεστικό" πουλί, αλλά μαζεύει ψάρια με αντίστοιχη μέθοδο με αυτήν ενός πυροσβεστικού αμφίβιου αεροσκάφους (πχ του γνωστού Canadair), που φορτώνει γρήγορα νερό για κατάσβεση.

Ένα ήσυχο ρύγχος.
Στις αρχικές δοκιμές του πολύ γρήγορου ιαπωνικού τρένου "bullet train" ή Shinkansen, διαπιστώθηκε ένα σημαντικό πρόβλημα κυρίως κατά την έξοδό του από τα τούνελ με μεγάλη ταχύτητα. Ένας έντονος κρότος σαν πυροβολισμός ήταν το αποτέλεσμα της έντονης μετακίνησης της στήλης του αέρα, ενοχλητικός τόσο για τους περίοικους όσο και για τους ίδιους τους επιβάτες.
Η λύση δόθηκε αντλώντας έμπνευση από το ράμφος του πουλιού Αλκυώνη, επειδή παρατηρήθηκε ότι δημιουργούσε ελάχιστη διαταραχή του νερού κατά τη βύθισή του με μεγάλη ταχύτητα για ψάρεμα.