Ega tuult kotti pista, arvas vanarahvas. Inglased püüavad tõestada, et pistab ikka küll ja isegi hoiab seal varuks. Tuuleenergia on tore asi küll, kuid seda kollitab pidev hirm: mida teha tuulikuga, kui tuult polegi? Kust siis elektrit saada?

Nüüd püüab Nottinghami Ülikool tõestada, et 15 aasta pärast saab tuule energia õhukotti pista ja sealt jälle vajadusel välja võtta.

Tuginedes professor Seamus Garvey uuringutele tahab NIMROD Energy Ltd välja töötada tehnoloogia, mis võimaldaks suurte tuuleturbiinide energiaga õhku täis puhuda hiigalaslikud merepõhja ankurdatud energiakotid Energy Bags™ (vt fotol) või siis pumbata õhku maa-alustesse geoloogilistesse moodustistesse.

Põhiline idee on suurendada tuuleturbiine kujutletamatuseni – 230-meetrine diameeter pole veel piir. See viiks Garvey arvates elektri hinna viis korda odavamaks isegi odavaimast nüüdsest ehk hüdroenergiast. Katseeksemplar peaks valmima aasta pärast.

Tulevikus võib teie mobiiltelefoni aku mitte kunagi tühjaks saada – tingimusel, et te end liigutate. Hiljuti kaitses Nokia USA patendi moblale, mis laeb end omaniku liikumisenergiast. Telefoni aku ja raadiosaatja on kinnitatud raamile, mis saab rööbastel liikuda üles-alla ja küljelt küljele. Rööbaste otstes on piesoelektrilised kristallid, mis tekitavad elektrivoolu, kui rööbas neid surub. Nõnda siis tekitab liikumine elektrit. See laeb kondensaatorit, mis edastab oma laengu akule.

Allikas: New Scientist

Kui suveolümpia saab suuresti teoks tänu sellele, et maa on jalge all ja vesi on vedel, siis taliolümpia ei teostuks, kui tahkel veel ei oleks harukordseid omadusi, mida teistel tahketel ainetel ei kohta. Sest imeasi küll – kuidas on üldse võimalik suusatada või uisutada?

Kas vase, raua või räni peal, soola- või suhkrumäelt või saaksite paaril plastmasstükil mäest alla lasta kiirusega sada kilomeetrit tunnis ja enamgi? Me ei saa teha liivapalle või suhkrupalle. Kuidas siis saame teha lumepalle?

Vesi ei ole mitte ainult väga tähtis, vaid väga kummaline vedelik. Lihtsa koostisvalemi taga peituvad omadused, tänu millele on saanud tekkida elu. Ja tänu millele ei tea teadlased siiani täpselt vee hingeelu. Seda kasutavad ära igat sorti teadmamehed, kes ei väsi pajatamast elus veest ja surnud veest, vee mälust ja võimalusest vett pelgalt sõnade ning helidega mõjutada.

Vesi on nii oluline, et näiteks eesti keeles on see ainus aine, mille kohta on olemas kolm eri sõna – vesi, jää, aur vedela, tahke ja gaasilise oleku kohta. Igaüks neist olekutest on vormilt lihtne, ent sisult tabamatu.

Teaduslik lumesõda

Lumepallid ajasid teaduslikku lumesõtta kuulsad 19. sajandi füüsikud Michael Faraday ja James Thomsoni. Esimene arvas, et lumepalle saab teha, kuna külmumispunkti lähedal on jääkristallid kaetud imeõhukese veekihiga. Teine aga pakkus välja, et vaid jääkristallide üksteise vastu surumisel tekib nende pinnale sulakiht. Nüüd on teada, et Thomsonil oli õigus.

Suusataja tegevus on paradoksaalne: ta teeb tööd selleks, et oleks kergem libiseda. Ta vajab liikumist takistavat hõõrdumist, et sedasama hõõrdumist oluliselt vähendada. Just suusapindade hõõrdumisel vastu lumehelbekeste kristalle tekib soojus, mis sulatab kristallide pinnale imeõhukese veekihi. Ja sellel libisevad suusad juba lõbusalt. Jääl ja lumel liuglejad on nõnda siis veepinnal kõndijad, tõsi küll, madalamal temperatuuril ja õhemal kihil, kui kirjeldas seda Uus Testament. Suuskade alla tekkiva veekihi paksus on vaid mõnikümmend miljondikku millimeetrist ehk mõnikümmend nanomeetrit. Nõnda on suusataja moodsas keeles öeldult ka omamoodi nanotehnoloog.

Jää on kõige ebaharilikum tahke keha, milles pole molekulid nii tihedalt pakitud, kui teistel. Sestap ongi vee tahke olek ainsa ainena kergem vedelast ja järved ei hakka jäätuma mitte põhjast vaid pinnalt. Kõige tihedam on neljakraadine vesi, mis põhja vajub. Selle omaduseta poleks elu Maal igiammustel jääaegadel püsima jäänud. Nüüdseks on leitud tervelt kaheksa erinevat jää kristallilist vormi. Harilikust jääst erinevalt näiteks ei sula mõni neist üles enne kui temperatuuril, millel juures vesi toas keema hakkab. Kuid need jää vormid tekivad hiiglaslike rõhkude rakendades. Vett saab alla jahutada, nõnda et see ei jäätu. Enamgi veel, teatud tingimustel käitub jää nagu klaas, võttes amorfse vormi.

Vee väidetavalt imepäraseid omadusi on uuritud ja kasutatud ka Eestis. 1970. aastatel tegeles sellega Johannes Hint, lastes vee läbi oma desintegraatorveski ning kinnitades, et selle aktiivsus taimedele tunduvalt suurenes. Kiviõlis valmistati mõne aja eest põldude parendamiseks Viru rammu, mis koosnes poolkoksist ja turbast ning mida pritsiti üle USAst toodud aktiivse vee pudelitest.

1960. aastate alul lõi maailmas laineid nn polüvesi, mis Moskva teadlaste kinnitusel tekkis peenikestes kapillaarides ja oli palju raskem harilikust veest. Kuid 1970. aastal leidsid Bell´i Telefonilaboratooriumi uurijad, et polüvesi oli saastatud kaaliumi, kloori ja sulfaatidega.

Nii on ka tee keetmise või õlle valmistamise puhul – oluline on eelkõige see, mida kasutatav vesi sisaldab, sest vesi on hea lahusti. Sellest on aru saanud ka nn rohelise keemia tööstus ja üha enam on saada vee põhjal valmistatud värve ja teisi kemikaale, mis kuivades mürkaineid õhku ei erita. Seda toetab ka näiteks ELi REACH programm, mis piirab kõigi kemikaalide ohunormid.

Kümmekonna aasta eest väitsid Anders Nilsson Stanfordi ülikoolist Californias ja Lars Petersson Stockholmi ülikoolist, et nad on katseliselt avastanud vee kahetise struktuuri. Nimelt esinevat vees kõrvuti korrapärane, püramiidjas, tetraheedriline struktuur, mille määravad ära vee molekulide vahelised vesiniksidemed, ja korrastamata struktuur. Selle uudise vesisuse üle vaieldakse tänini.

Kõik aga on kindlad, et vee struktuur on segu korrapärast ja kaootilisusest. Kuid kas vesi mäletab, et mingi aja eest kihutas suuskadel üle selle Kristiina või Andrus? Vaevalt küll. Iga vee vesinikside katkeb ja taastub keskmiselt miljard korda sekundis. Kui vesi mäletaks, mis ta sees kõikjuhtunud on, siis peaks maailmameri olema kõige bioaktiivsem puljong, kuna selles on jäljed elu nelja miljardi aastasest ajaloost.

Kui pakane paugub aiateibas või vähemalt näpistab nina, ent virmalisi ometi taevas pole, mida siis mures teha? Tuleb võtta kätte ja valmistada kunstlikud virmalised. Selleks poel vaja muud kui kõrgsageduslike raadiolainete saatjaid. Kui pumbata mõnesaja kilomeetri kõrgusele atmosfääri 3,6 megavatine raadiolainete kimp, rebib see aatomitelt elektronid ja tekivadki virmalised. Todd Pedersen ja tema kolleegid USA õhujõudude uurimislaborist kasutasid neid saatjaid Alaskal, et tekitada 150 kilomeetri kõrgusel helenduv ionosfääri kiht. Sel kõrgusel oleks kiht kasulik uutlaadi radarite kaugsuhtluseks.

Allikas: Nature

Saksamaal Darmstadtis asub EUMETSATi nimelise riikidevahelise ühenduse peamaja. Siit juhitakse Euroopa ilma ennustamist satelliitide toel. Ning kogutakse andmeid, et mõista kliimamuutusi. Eesti on selle ühenduse koopereerunud liige ning püüdleb täisliikmeks 2012. aastal.

EUMETSATi kontrollkeskuses on tapeetide asemel seinad täis arvutiekraane. Siin jälgitakse ja juhitakse satelliitide tegutsemist ning salvestatakse ja töödeldakse neilt saabuvaid andmeid. Inimesi on arvutite arvuga võrreldes üsna hõredalt (fotol ülal).

Satelliidid ripuvad meie kohal, pakituna kuldkilesse nagu jõulukingitused. Õhuke kullast foolium pole ometi mõeldud pilku püüdma, vaid kaitseb neid ülekuumenemise eest (fotol vasakul).

Kui sel nädalal ja järgmiselgi aurutlevad, vaidlevad ja riidlevad 192 riigi teadlased, ametnikud, riigitegelased ja ärimehed Kopenhaagenis selle üle, kas ja kui siis kuidas on vaja pidurdada kasvuhoonegaaside tööstuslikku õhkupaiskamist, hingavad nad välja tubli annuse süsihappegaasi, millest on saanud vaata et kurjuse ja elu võimaliku hävingu sünonüüm.

Sõltumata sellest, milliste otsusteni, olgu siis siduvate või mittesiduvateni, Taani prints Hamleti Helsingøri lossi lähikonnas jõutakse, ei päri ühed seadeldised, mis Maa ilmastikku pidevalt jälgivad ning seda iseloomustavaid parameetreid mõõdavad, endalt kas olla või mitte olla. Nad lihtsalt ripuvad ühes punktis või ringlevad ümber Maa kindlas taktis, kas siis elektrit on või pole või kas atmosfääris on süsihappegaasi enam või vähem.

Fotod: Tiit Kändler

Eelmisel laupäeval suri 83 aasta vanuselt nõukogude kosmoseinsener ja kosmonaut Konstantin Feoktistov. Ta oli esimesi tsiviilkosmonaute ja ainus nõukogude kosmonaut, kes ei astunud kommunistlikku parteisse. 1964. aasta oktoobris lendas ta orbiidile väikesel kosmoselaeval Voshod. Seal tehti katseid äädikakärbeste ning taimedega. Feoktistov oli esimene kosmoselaeva konstruktor, kes sai võimaluse testida oma loomingut tegelikes tingimustes. 1950. aastate lõpul kirjutas ta oma nägemuse „Pikaajaline programm kosmose hõlvamiseks,” kus ta kirjeldas, kuidas NSVL peaks hõlvama Maa orbiiti, Kuud, Veenust ja Marssi. See nägemus viidi järgmisel aastakümnel ellu. Feoktistov pidas mehitatud lende teistele planeetidele „rumalaks raharaiskamiseks”. Tema 1950. aastate lõpu märkmikud, mis sisaldavad ka lennujärgse intervjuu Juri Gagariniga, pandi ühes muu NL kosmoseatribuutikaga müüki 1993. aastal Sotheby oksjonil.

Allikas: New York Times

Insenerid on pikka aega püüdnud ehitada tillukesi roboteid, mis lendaksid mitte nagu linnud, vaid koguni nagu kõige osavamad lendavad putukad – kärbsed. Selliseid robotkärbseid saaks lähetada luurele või päästeoperatsioonidele.

Siiani on arvatud, et lennukite või helikopteritena lendavad minirobotid tarbivad kärbestest suhteliselt enam energiat, sest kärbeste tiivaripsutamine aitab paremini õhus püsida. Seepärast on püütud ehitada ka tiibu lehvitavaid miniroboteid. Asja uuris hiljuti Hollandi Wageningeni ülikooli lennuinsener David Lentink ühes California tehnoloogiainstituudi bioloogi Michael Dickinsoniga.

Nad ehitasid suure robotkärbse, mille pistsid õliga täidetud anumasse. Nad leidsid oma üllatuseks, et pöörlev tiib tekitab sama tõstejõu kui lehvitav tiib, ent tarbib poole vähem energiat (vt tiiba fotol).

Tiibade lehvitamisel läheb hulk energiat kaotsi, kuna ümbritsevat õhku tuleb edasi-tagasi kiirendada. Kuid pöörlev tiib tekitab stabiilse tornaadosarnase keerise, mis kulgeb tiiva esiosaga paralleelselt. See keeris alandab rõhku tiiva kohal ja imeb selle üles, tõstes putuka õhku.

Siiski on kärbestelt palju õppida. Kui inimese ehitatud kunstkärbsed suudavad õhus püsida sekundeid või minuteis, siis kärbes võib vabalt lennata tundide viisi. Kui neil on nõnda tõhus energia kogumise süsteem ja tiibade liigutamise motoorika, siis ei sõltu nad nõnda energeetilisest tõhususest.

Esimene lend helikopteril toimus 1907. aastal, mil prantslased Jacques ja Louis Breguet ehitasid helikopteri, mis tõstis piloodi maast minutiks poole meetri kõrgusele.

Allikas: AlphaGalileo

GM ja Segway arendavad kaherattalist ja kahekohalist elektrisõidukit nimega Puma. Selle tippkiiruseks on saadud 56 km tunnis. Võib tulla paras konkurent jalgrattale.
Allikas: New Scientist

Liivakell on kraanist tilkuva veekella kõrval väheseid kelli, mida pühapäeva öösel ette keerama ei pea. Ka ei kuluta see energiat. Ning toetab kehalisi harjutusi.

Kalju Annuk
Teleskoobid eile, täna, homme Horisondi lisa 2009

Nüüd on ühes Horisondi uue numbriga välja tulnud ka teleskoobilisa. 2009. aasta on kuulutatud rahvusvaheliseks astronoomia-aastaks. Selles on vaieldamatu roll Galileo Galileil. Kuidas ja milliste teadmiste pealt Galilei 400 aastat tagasi teleskoobi ehitas ja sellega peatselt tähistaevast vaatlemaa asus? Tartu observatooriumi teadur ja astronoomia-aasta korraldaja Eestis Kalju Annuk annab siin ülevaate tähtsamatest etappidest optiliste teleskoopide arenguloos. Autor kiikab ka tulevikku ja tutvustab, milliste teleskoopidega astronoomid lähematel aastakümnetel Universumit uurima hakkavad.
Tõepoolest, siit leiab asjalikku ja suisa teatmeteoselist teavet selle kohta, kuidas inimene läbi aegade on oma silma täiustanud, et universumi sisse vaadata. Väärt ja seejuures usaldusväärt ja ajakohane trükis - hoolimata selle kulunud pealkirjast. Lähemalt vaata Horisondi uudiseid horisont.ee
teadus.ee