De mesosfeer, een atmosfeerlaag die zich uitstrekt van 50 tot 100 kilometer boven het aardoppervlak, blijft grotendeels onontgonnen terrein. De extreme hoogte maakt deze regio ontoegankelijk voor conventionele technologieën zoals vliegtuigen en satellieten. Het begrijpen van de dynamiek van de mesosfeer is echter cruciaal voor het verbeteren van de nauwkeurigheid van weersvoorspellingen en klimaatmodellen.
Een recente doorbraak in de wetenschap, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, introduceert een ingenieuze methode om deze mysterieuze laag te onderzoeken. Wetenschappers hebben ultralichte structuren ontwikkeld die zweven door gebruik te maken van zonlicht, een fenomeen dat bekend staat als fotoforesis. Deze structuren, vervaardigd uit keramisch alumina met een chroomlaag, genereren continue stuwkracht wanneer ze worden blootgesteld aan zonlicht. Fotoforesis treedt op wanneer gasmoleculen een grotere kracht uitoefenen op de warmere kant van een object dan op de koudere kant, wat resulteert in een duw die zeer lichte objecten kan optillen. Dit principe, dat al sinds de 19e eeuw bekend is met de Crookes radiometer, wordt nu toegepast op geavanceerde, op maat gemaakte membranen.
Deze innovatieve technologie opent nieuwe mogelijkheden voor exploratie in de hogere atmosfeer. De apparaten kunnen cruciale data verzamelen, zoals windsnelheden, druk en temperatuur, uit voorheen ontoegankelijke gebieden. Deze informatie is essentieel voor het kalibreren van klimaatmodellen en het verfijnen van weersvoorspellingen, aangezien de mesosfeer een belangrijke rol speelt in ruimteweer, de vorming van aurora's en het verbranden van meteoroïden.
Verder onderzoek suggereert dat vergelijkbare apparaten ingezet kunnen worden voor telecommunicatietoepassingen. Door een netwerk van zwevende antennes te vormen, kunnen deze apparaten datatransmissiemogelijkheden bieden die vergelijkbaar zijn met die van laag-omloopbanen satellieten, maar met een lagere latentie vanwege hun nabijheid tot de aarde. Dit zou een alternatief kunnen bieden voor bestaande netwerken zoals Starlink.
De oprichting van de startup Rarefied Technologies door de hoofdauteurs van het onderzoek, Ben Shafer en Angela Feldhaus, onderstreept het commerciële potentieel van deze technologie. Dit onderzoek markeert een significante stap in het benutten van zonne-energie voor atmosferische exploratie en kan aanzienlijke gevolgen hebben voor de klimaatwetenschap en satellietcommunicatie. De mogelijkheid om deze apparaten in de toekomst ook op andere planeten, zoals Mars, in te zetten, waar de atmosfeer vergelijkbaar is met die van de mesosfeer, voegt nog een extra dimensie toe aan dit veelbelovende veld.