چرا توپهای جام جهانی هر دوره عوض میشوند؟
به نقل از nationalgeographic؛ هر دوره جام جهانی، توپ رسمی مسابقات تغییراتی را تجربه میکند؛ تغییراتی که باعث شده فیزیکدانان هر بار عملکرد آن را در شرایط آزمایشگاهی بررسی کنند تا مشخص شود این توپها دقیقا چگونه در هوا حرکت میکنند.
در گذشته، توپهای جام جهانی معمولا از ۳۲ پنل چرمی دوختهشده ساخته میشدند، اما از سال ۲۰۰۶ به بعد طراحی آنها تغییر کرد. نخستین تحول با معرفی توپ «تیمگایست» (Teamgeist) رخ داد؛ توپی ۱۴ پنلی که قطعات آن بهجای دوخت، با چسب به هم متصل شده بودند. در ادامه و در جام جهانی ۲۰۱۰، توپ «جابولانی» با ۸ پنل وارد رقابتها شد؛ توپی که بهدلیل رفتار غیرقابل پیشبینیاش با انتقاد گسترده بازیکنان روبهرو شد.
در جام جهانی ۲۰۱۴، توپ «برازوکا» (Brazuca) با طراحی ۶ پنلی و سطحی زبرتر معرفی شد؛ توپی که نسبت به نسلهای قبلی، حرکت پایدارتر و قابلپیشبینیتری در هوا داشت و از نظر رفتار آیرودینامیکی، قابل کنترلتر ارزیابی شد.
در جام جهانی ۲۰۱۸، توپ «تلاستار ۱۸» (Telstar 18) با طراحی مدرنتر و ساختاری الهامگرفته از نسخه کلاسیک ۱۹۷۰ معرفی شد. این توپ با پنلهای کمتر و سطح دیجیتالیتر، رفتار متفاوتی در آیرودینامیک داشت و در مقایسه با نسلهای قبلی، تغییرات محسوسی در الگوی حرکت آن دیده شد.
در جام جهانی ۲۰۲۲ قطر نیز توپ «الریحله» (Al Rihla) استفاده شد؛ توپی که آدیداس آن را «سریعترین توپ تاریخ جام جهانی» معرفی کرد. این توپ با ساختار چسبی و سطح بافتدار طراحی شده بود تا ثبات پرواز بیشتری داشته باشد، هرچند برخی بازیکنان همچنان از تغییرات غیرمنتظره مسیر در سرعتهای بالا گلایه داشتند.
مطالعهای از «سونگچانگ هونگ» و همکارانش در دانشگاه تسوکوبا که در مجله Scientific Reports منتشر شده، نشان میدهد ساختار توپ میتواند بهطور مستقیم بر نحوه حرکت آن در هوا اثر بگذارد. این پژوهش با استفاده از تونل باد و ربات انجام شده و تمرکز آن بر نیروی «درگ» یا مقاومت هوا است؛ نیرویی که در سرعتهای بالا باعث تغییر مسیر و انحراف توپ میشود.
بر اساس این تحقیق، هرچه سطح توپ صافتر باشد، مقاومت هوا در سرعتهای بالا افزایش مییابد و همین موضوع میتواند رفتار توپ را غیرقابل پیشبینیتر کند. به همین دلیل، در طراحی «برازوکا» برجستگیهای ریزی روی سطح توپ اضافه شد تا پدیدهای به نام «ناپایداری مسیر» (knuckling) کاهش پیدا کند؛ حالتی که در آن توپ بدون چرخش مشخص در هوا حرکت میکند.
در آزمایش تونل باد مشخص شد جهتگیری توپ و نحوه قرار گرفتن پنلها میتواند میزان مقاومت هوا را تغییر دهد. همین مسئله در توپهایی مانند «تیمگایست» و «جابولانی» باعث میشد مسیر حرکت توپ بسته به زاویه قرارگیری آن تغییر کند و رفتار غیرقابل پیشبینیتری داشته باشد.
در مقابل، توپ «برازوکا» رفتار بسیار پایدارتر و قابلاعتمادتری از خود نشان داد و تقریبا در هر زاویهای عملکردی مشابه داشت. این ویژگی باعث شد نسبت به نسل قبلی خود، کنترلپذیرتر و دقیقتر ارزیابی شود.
در ادامه این روند، فیفا برای جام جهانی ۲۰۲۶ توپ جدیدی با نام «تریوندا» (Trionda) معرفی کرده است؛ توپی با طراحی کاملا جدید و تنها چهار پنل. بر اساس گزارشهای فنی منتشرشده، این طراحی با هدف افزایش ثبات پرواز و بهبود کنترل توپ در جریان بازی توسعه یافته است.
مطالعات اولیه نشان میدهد «تریوندا» نسبت به نسلهای قبلی دارای شیارهای عمیقتر و ساختار آیرودینامیکی متفاوتی است که میتواند به کاهش نوسانهای غیرقابل پیشبینی و کنترل بهتر جریان هوا کمک کند. همچنین در این توپ از فناوریهای جدیدی برای بهبود عملکرد در شرایط مختلف آبوهوایی استفاده شده است.
با این حال، برخی پژوهشگران تاکید میکنند نتایج آزمایشهای تونل باد همیشه بهطور کامل با شرایط واقعی زمین فوتبال یکسان نیست؛ چرا که عواملی مانند رطوبت، دما، میزان چرخش واقعی توپ و نوع ضربه بازیکن در زمین، شرایط متفاوتی ایجاد میکنند.
با وجود این اختلاف نظرها، روند توسعه توپهای جام جهانی نشان میدهد فوتبال مدرن بیش از گذشته تحت تاثیر علم فیزیک و طراحی مهندسی قرار گرفته است؛ از «برازوکا» در ۲۰۱۴ تا «تریوندا» در ۲۰۲۶، توپها هر بار تلاش میکنند تعادلی میان دقت، سرعت و پیشبینیپذیری ایجاد کنند.
