Mezosfera, warstwa atmosfery Ziemi rozciągająca się na wysokości od 50 do 100 kilometrów nad powierzchnią, pozostaje w dużej mierze niezbadanym obszarem. Jej położenie sprawia, że jest trudna do osiągnięcia za pomocą obecnych technologii, takich jak samoloty czy satelity. Zrozumienie dynamiki tego regionu może jednak znacząco poprawić dokładność prognoz pogody i modeli klimatycznych.
Najnowsze badania, opublikowane w czasopiśmie *Nature*, przedstawiają innowacyjną metodę badania mezosfery, wykorzystującą lekkie konstrukcje unoszące się dzięki energii słonecznej. Te struktury, wykonane z ceramiki aluminiowej z warstwą chromu od spodu, wykorzystują zjawisko fotoferezy do generowania ciągu, gdy są wystawione na działanie światła słonecznego. Fotofereza zachodzi, gdy cząsteczki gazu wywierają większą siłę na cieplejszą stronę obiektu niż na zimniejszą, tworząc siłę pchającą, która może unosić bardzo lekkie obiekty.
Ta technologia otwiera nowe możliwości dla badań atmosfery na dużych wysokościach i może być wykorzystana do zbierania kluczowych danych, takich jak prędkość wiatru, ciśnienie i temperatura, z wcześniej niedostępnych regionów atmosfery. Informacje te są niezbędne do kalibracji modeli klimatycznych i ulepszania prognoz pogody. Badania wskazują, że podobne urządzenia mogą znaleźć zastosowanie w telekomunikacji, tworząc sieć unoszących się anten, które oferowałyby możliwości transmisji danych porównywalne do satelitów na niskiej orbicie, ale z mniejszym opóźnieniem ze względu na ich bliższą odległość od Ziemi.
Dodatkowe badania z lat 2023-2024 sugerują, że rozwój tej technologii może mieć znaczący wpływ na naukę o klimacie i komunikację satelitarną. Potencjalne zastosowanie tych urządzeń obejmuje monitorowanie zanieczyszczeń atmosferycznych na dużych wysokościach, co jest kluczowe dla zrozumienia globalnych wzorców rozprzestrzeniania się aerozoli. Eksperci z dziedziny inżynierii materiałowej podkreślają, że rozwój materiałowy tych struktur może doprowadzić do powstania ultralekkich, wytrzymałych materiałów, które znajdą zastosowanie w wielu innych dziedzinach, od lotnictwa po energetykę odnawialną.
Ten postęp stanowi znaczący krok w wykorzystaniu technologii słonecznych do eksploracji atmosfery i może przynieść fundamentalne zmiany w naszym rozumieniu klimatu Ziemi oraz w sposobie, w jaki komunikujemy się na całym świecie.