Ndege imeundwa ambayo haitategemea nishati ya mafuta au betri kwa kuwa haitakuwa na sehemu yoyote inayosonga.
Tangu kugunduliwa kwa ndege zaidi ya miaka 100 iliyopita, kila flying mashine au ndege inayoruka angani hutumia sehemu zinazosogea kama vile propela, injini ya ndege, blade za turbine, feni n.k ambazo hupata nishati kutokana na mwako wa mafuta ya kisukuku au kwa kutumia betri ambayo inaweza kutoa athari sawa.
Baada ya utafiti wa karibu muongo mmoja, wanasayansi wa anga huko MIT wameunda na kuruka kwa mara ya kwanza ndege ambayo haina sehemu zinazosonga. Mbinu ya kusongesha inayotumiwa katika ndege hii inategemea msukumo mkuu wa msukumo wa kielektroniki na inaitwa 'upepo wa ion' au msukumo wa ioni. Kwa hivyo, badala ya propela au turbines au injini za ndege zinazotumiwa katika ndege za kawaida, mashine hii ya kipekee na nyepesi inaendeshwa na 'upepo wa ionic'. 'Upepo' huo unaweza kuzalishwa kwa kupitisha mkondo wa umeme wenye nguvu kati ya elektrodi nyembamba na nene (inayoendeshwa na betri za ioni za lithiamu) ambayo husababisha ioni ya gesi na hivyo kutoa chembe za chaji zinazoenda haraka ziitwazo ioni. Upepo wa ioni au mtiririko wa ayoni hugonga molekuli za hewa na kuzirudisha nyuma, na hivyo kuipa ndege msukumo wa kusonga mbele. Mwelekeo wa upepo hutegemea mpangilio wa elektroni.
Teknolojia ya ion propulsion tayari inatumiwa na NASA in outer space for satellites and spacecrafts. In this scenario since space is vacuum, there is no friction and thus its quite simple to drive a spacecraft to move forward and its speed also gradually builds up. But in the case of aircrafts on Earth it is understood that our sayari atmosphere is very dense to get ions to drive an aircraft above the ground. This is the first time ion technology has been tried to fly airplanes on our sayari. It was challenging. firstly because just enough thrust is needed to keep the machine flying and secondly, the airplane will have to overcome the drag from resistance to air. The air is sent backward which then pushes the airplane forward. The crucial difference with using the same ion technology in space is that a gas needs to be carried by the spacecraft which will be ionized because space is vacuum while an aircraft in Earth’s atmosphere ionizes nitrogen from atmospheric air.
Timu ilifanya uigaji mwingi na kisha ikafanikiwa kuunda ndege yenye urefu wa bawa la mita tano na uzani wa kilo 2.45. Kwa ajili ya kuzalisha uwanja wa umeme, seti ya elektrodi zilibandikwa chini ya mbawa za ndege. Hizi zilijumuisha waya za chuma cha pua zilizo na chaji chanya mbele ya kipande cha povu kilicho na chaji hasi kilichofunikwa kwa alumini. Elektroni hizi zenye chaji nyingi zinaweza kuzimwa na udhibiti wa kijijini kwa usalama.
Ndege hiyo ilijaribiwa ndani ya jumba la mazoezi kwa kuizindua kwa kutumia bunge. Baada ya majaribio mengi kushindwa, ndege hii inaweza kujisukuma yenyewe kubaki angani. Wakati wa safari 10 za majaribio, ndege iliweza kuruka hadi urefu wa mita 60 ukiondoa uzito wowote wa rubani wa binadamu. Waandishi wanatazamia kuongeza ufanisi wa muundo wao na kutoa upepo wa ioni zaidi huku wakitumia volteji kidogo. Ufanisi wa muundo kama huo unahitaji kujaribiwa kwa kuongeza teknolojia na hiyo inaweza kuwa kazi ya kupanda. Changamoto kubwa itakuwa ikiwa saizi na uzito wa ndege huongezeka na kufunika eneo kubwa kuliko mbawa zake, ndege ingehitaji msukumo wa juu zaidi ili kusalia. Teknolojia tofauti zinaweza kuchunguzwa kwa mfano kufanya betri kuwa na ufanisi zaidi au labda kutumia paneli za jua yaani kutafuta njia mpya za kutengeneza ayoni. Ndege hii haitumii muundo wa kawaida wa ndege lakini inaweza kuwezekana kujaribu muundo mwingine ambao elektroni zinaweza kuunda mwelekeo wa ani au muundo mwingine wowote wa riwaya unaweza kudhaniwa.
Teknolojia iliyoelezewa katika utafiti wa sasa inaweza kuwa bora zaidi kwa ndege zisizo na rubani au ndege rahisi kwa sababu drones zinazotumiwa sasa ni chanzo kikubwa cha uchafuzi wa kelele. Katika teknolojia hii mpya, mtiririko wa kimya hutoa msukumo wa kutosha katika mfumo wa propulsion ambao unaweza kuisukuma ndege katika safari ya kustahimilivu. Hii ni ya kipekee! Ndege kama hiyo haitahitaji nishati ya mafuta ili kuruka na hivyo haitakuwa na utoaji wa uchafuzi wa moja kwa moja. Pia, ukilinganisha na mashine za kuruka zinazotumia propela nk hii ni kimya. Ugunduzi wa riwaya umechapishwa katika Nature.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Xu H na al. 2018. Kuruka kwa ndege yenye mwendo thabiti wa hali. Asili. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
