Explorando la Ciencia del Espacio

Los científicos a veces hablan de la mesósfera, llamándola “ignorósfera”, una región demasiado alta para los aviones o globos meteorológicos, pero al mismo tiempo demasiado baja como para los satélites. A pesar de los muchos avances tecnológicos, no hay todavía una forma aceptable de monitorear esta franja de aire que está a unos 60 km por encima de la superficie. Sin embargo, la ingeniería parece haber logrado lo que sería una solución, inspirándose en un invento casi de juguete, del siglo 19. Un trabajo publicado en Nature presenta un concepto que podría funcionar: una estructura extremadamente liviana en forma de disco que levita gracias a la luz solar y no requiere combustible. El dispositivo de aluminio cerámico y base de cromo flota gracias a la presión de radiación o “movimiento impulsado por la luz”. Cuando la luz del sol impacta en el dispositivo, las diferencias de temperatura y presión crean una corriente ascendente que mantiene al disco en el aire. La diferencia de presión produce el ascenso suficiente como para que el dispositivo se mantenga flotando. Aunque el dispositivo se diseñó para explorar la mesosfera, la física que impulsa su vuelo podría aplicarse a futuras misiones espaciales, incluyendo las misiones a la delgada atmósfera marciana, siempre y cuando haya luz solar suficiente, según los investigadores.

Un principio simple

“No requiere de combustible, baterías o fotovoltaicas, por lo que es un mecanismo de vuelo sustentable”, le dijo en un e-mail a Gizmodo Ben Schafer, autor principal del trabajo e investigador adjunto en la Universidad de Harvard. “Podríamos usar estos dispositivos para recoger datos atmosféricos de avanzada para meteorología, telecomunicaciones, o el pronóstico del clima espacial”. La idea inicial data de 1873 cuando el físico William Crookes inventó un radiómetro que se alimentaba con la luz del sol. Los proyectos posteriores intentaron basarse en el invento de Crookes, pero con éxito limitado, según lo explicó Igor Bargatin, ingeniero mecánico de la Universidad de Pensilvania, que escribió un artículo en News & Views (aunque Bargatin no participó del nuevo trabajo, Schafer citó su obra como una de las principales inspiraciones para el dispositivo). Schafer y sus colegas lograron aprovechar el trabajo existente y los avances recientes en tecnología de nanofabricación para confeccionar el plano, y construyeron muestras de “cuadrados delgados y brillantes con diminutos orificios”, según los describió Schafer. Investigadores de varios países formaron un equipo para este proyecto, combinando pasos teóricos y experimentales. Normalmente, la fuerza de la presión de radiación es débil en relación con el tamaño y peso de un objeto, por lo que es casi imposible de notar, explicó Schafer.

Nuevas pruebas con resultados satisfactorios

Pero el nuevo dispositivo es tan pequeño y delgado que mide casi la mitad del tamaño de una moneda pequeña, que la fuerza excede su peso y lo hace levitar. Para validar sus cálculos el equipo construyó en el laboratorio una cámara de baja presión para simular las condiciones atmosféricas y de luz solar que hay en la mesosfera. Y para su satisfacción, los diminutos discos se mantuvieron flotando en el aire. Schafer, hoy CEO de Rarefied Technologies, avanza velozmente para que estos dispositivos estén disponibles para uso comercial. Su equipo quiere experimentar con el elemento de la fabricación para que los discos puedan llevar tecnología de comunicaciones y recoger y transmitir datos sobre el clima, dijo Schafer. “Planeamos usar dispositivos pasivos que puedan rastrearse remotamente con lidar o radar para recoger datos climáticos en la atmósfera superior. En un par de años podríamos estar en la fase piloto”, explicó. “Si puede concretarse todo el potencial de esta tecnología, podría haber enjambres de discos de impulsados por presión de radiación recolectando datos en alta resolución, sobre temperatura, presión, composición química y dinámica de los vientos en la mesosfera”, añadió Bargantin. “Lo que comenzó como una curiosidad victoriana pronto podría convertirse en una herramienta clave para estudiar la región más elusiva de la atmósfera”. Este artículo ha sido traducido de Gizmodo US por Romina Fabbretti. Aquí podrás encontrar la versión original.