Eine bahnbrechende Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift *Nature*, stellt eine innovative Methode zur Untersuchung der Mesosphäre vor: ultraleichte, solargetriebene Geräte, die mithilfe des physikalischen Phänomens der Photophorese schweben.
Die Mesosphäre, eine atmosphärische Schicht zwischen 50 und 100 Kilometern über der Erdoberfläche, bleibt weitgehend unerforscht. Ihre extreme Höhe macht sie für herkömmliche Technologien wie Flugzeuge und Satelliten schwer zugänglich. Das Verständnis der Dynamik dieser Region ist jedoch entscheidend für die Verbesserung von Wettervorhersagen und Klimamodellen.
Die aus Keramik-Aluminiumoxid mit einer Chromschicht auf der Unterseite gefertigten Geräte nutzen das Prinzip der Photophorese. Dieses Phänomen tritt auf, wenn Gasmoleküle auf der wärmeren Seite eines Objekts einen größeren Impuls erfahren als auf der kühleren Seite, was einen kontinuierlichen Schub erzeugt und leichte Objekte in die Höhe treibt. Diese Technologie eröffnet neue Möglichkeiten für die hochalpine atmosphärische Erkundung.
Solche Geräte könnten zur Sammlung wichtiger Daten wie Windgeschwindigkeiten, Druck und Temperatur aus zuvor unzugänglichen Regionen der Atmosphäre eingesetzt werden. Forscher schlagen vor, dass solche Geräte innerhalb des nächsten Jahrzehnts hochauflösende Daten über Temperatur, Druck, chemische Zusammensetzung und Winddynamik der Mesosphäre sammeln könnten. Dies würde eine Lücke in unseren aktuellen Klimamodellen schließen.
Darüber hinaus könnten ähnliche Geräte in der Telekommunikation eingesetzt werden, indem sie Netzwerke von schwebenden Antennen bilden, die Datenübertragungsfähigkeiten bieten, die mit Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn vergleichbar sind, jedoch mit geringerer Latenz. Diese solargetriebenen Fluggeräte könnten sogar auf dem Mars eingesetzt werden, wo die dünne Atmosphäre der Erdatmosphäre ähnelt. Die Entwicklung solcher Geräte ist das Ergebnis von Fortschritten in der Nanofabrikation, die die Herstellung von Geräten mit geringem Gewicht und hoher Präzision ermöglichen.
Diese Forschung markiert einen bedeutenden Schritt bei der Nutzung von Solartechnologien für die atmosphärische Erkundung und verspricht erhebliche Auswirkungen auf die Klimawissenschaft und die Satellitenkommunikation. Die Fähigkeit, diese passiven, sonnenbetriebenen Geräte in der Mesosphäre einzusetzen, könnte die Art und Weise, wie wir die obere Atmosphäre verstehen, revolutionieren und gleichzeitig neue Wege für die globale Konnektivität eröffnen.