Bilim İnsanları, Uzay Sınırlarını Keşfetmenin Çılgın Yollarını Sunuyor!

Bilim insanları, mezosferi genellikle “ignorosphere” yani “görmezden gelinen katman” olarak adlandırırlar. Çünkü bu bölge, uçaklar veya hava balonları için fazla yüksek, uydular içinse fazla alçakta kalıyor. Teknolojik yeniliklere rağmen, 60 kilometre yukarıda yer alan bu geniş hava tabakasını izleyebilecek etkin bir yöntem henüz geliştirilmedi. Bununla birlikte, mühendisler 19. yüzyıldan gelme bir oyuncak benzeri icattan esinlenerek bir çözüm için adım adım ilerliyorlar.

Bugün yayınlanan bir Nature makalesi, yakıtsız bir şekilde güneş ışığı sayesinde havada kalan hafif, disk biçiminde bir yapının konseptini sunuyor. Seramik alüminyum ve krom tabandan oluşan bu cihaz, fotoforez sayesinde uçuyor. Güneş ışığı cihaza vurduğunda, disk etrafındaki ısı ve basınç farkı yukarı doğru hava akışı oluşturarak diski havada tutuyor, bu da fotoforetik kaldırma olarak biliniyor ve cihazın yukarıda kalmasına yetiyor.

Bu cihaz özellikle mezosferik keşif için geliştirilmekle birlikte, bu uçuşu sağlayan fiziksel prensipler, araştırmacılara göre, yeterli güneş ışığı olduğu sürece Mars’ın ince atmosferi de dahil olmak üzere Dünya ötesindeki gelecekteki görevlerde kullanılabilir.

Harvard Üniversitesi’nden araştırma lideri ve makalenin baş yazarı Ben Schafer, Gizmodo’ya gönderdiği e-postada, “Fotoforez yakıt, pil veya fotovoltaik gerektirmediği için, doğal olarak sürdürülebilir bir uçuş mekanizması sunuyor” dedi. “Bu cihazları, meteorolojiye fayda sağlayacak ve uzay hava tahminlerinde kullanılabilecek yer bilimi verilerini toplamak için kullanabiliriz.”

1873 yılında fizikçi William Crookes, güneş ışığından güç alan bir radyometre icat ettiğinde bu fikir ilk kez ortaya çıkmıştı. Crookes’un icadı üzerine çeşitli projeler geliştirilmeye çalışıldı ancak sınırlı başarı elde edildi. (Ancak yeni çalışmada yer almayan, Pennsylvania Üniversitesi’nden makine mühendisi Igor Bargatin, cihazın ilham kaynaklarından biri olarak gösteriliyor.)

Schafer ve ekibi, daha önceki çalışmaları ve nanofabrikasyon teknolojisindeki yeni gelişmeleri kullanarak “parlak, ince kareler ve çok küçük deliklerle” oluşan örnekler geliştirdi. Çeşitli ülkelerden araştırmacılar, teori ve deneysel adımlar üzerinde ortak çalışarak projeye katkı sundu. Normalde fotoforetik kuvvet, bir nesnenin boyutuna ve ağırlığına göre çok zayıf kalır, bu nedenle farkedilemez, diye açıkladı Schafer.

Ancak yeni cihaz o kadar ince ve küçük ki—yaklaşık bir kuruşun yarısı kadar—fotoforetik kuvvet ağırlığını aşarak levitasyon sağlıyor. Ekip, hesaplamalarını doğrulamak için mezosferin atmosfer ve güneş ışınımı koşullarını taklit eden düşük basınçlı bir oda inşa etti. Sonuç olarak, minik disklerin havada kaldığını gördüler.

Şimdi Rarefied Technologies’in CEO’su olan Schafer, bu cihazları ticarileştirmek için hızlı adımlar atıyor. Ekip, disklerin meteorolojik verileri toplayıp iletebileceği iletişim teknolojisi taşıyabilmesi için yapıyla oynamak istiyor, dedi Schafer. “Bu cihazları, lidar veya radar ile uzaktan izlenebilecek pasif cihazlar kullanarak üst atmosferde hava durumu verileri toplamak, ve iki yıl içinde pilot aşamaya ulaşmak için çalışıyoruz” diye ekledi.

Igor Bargatin, “Eğer bu teknolojinin tüm potansiyeli gerçekleştirilebilirse, böyle photophoretic cihazların sürüleri veya dizileri, mezosferin sıcaklık, basınç, kimyasal bileşim ve rüzgar dinamikleri hakkında yüksek çözünürlüklü veri toplayabilir. Viktorya dönemi merakı olarak başlayan şey, atmosferin en gizemli bölgesini inceleyen önemli bir araç haline gelebilir” diye ekledi.