بیا یه داستان عجیب و باحال رو با هم مرور کنیم! یه تیم از دانشگاه هاروارد، دیسک‌های سبک و ریز ساختن که فقط با نور خورشید می‌تونن توی یه قسمت از جو زمین به اسم مزوسفر (یعنی لایه‌ای بین ۵۰ تا ۹۵ کیلومتری از سطح زمین که نه بادبادک‌ها و هواپیماها می‌تونن برن اونجا و نه ماهواره‌ها معمولاً اون حالت رو پوشش میدن!) شناور بمونن و حرکت کنن. واقعاً خفنه، نه؟
مزوسفر همیشه واسه دانشمندا یه جای کور و ناشناخته بوده؛ چون به راحتی نمی‌شه بهش دسترسی داشت. اما اگه اطلاعاتمون از این لایه بیشتر بشه، پیش‌بینی‌های آب‌وهوا و حتی مدل‌های تغییرات اقلیمی (همون که بارون و عوض شدن دمای کره زمین رو بهتر بدونیم) خیلی دقیق‌تر میشه.
بچه‌های هاروارد از مسیر عجیبی وارد ماجرا شدن: با استفاده از یه پدیده فیزیکی خاص به اسم فوتوفورزیس (photophoresis)، یه دستگاه ساختن که با برخورد نور بهش، بلند میشه و توی هوا می‌مونه! فوتوفورزیس یعنی چی؟ فرض کن یه شیء توی فشار کم، مثل مزوسفر، باشه و یه ورش گرم‌تر از ور دیگه باشه—مولکول‌های هوا با سمت گرم‌تر قوی‌تر برخورد می‌کنن و این فرق باعث میشه شیء به بالا بره. معمولاً این نیرو کمه، ولی وقتی شیءت اندازه یه سانت باشه و فوق‌العاده سبک، همین قدر هم کافی میشه تا بلند بشی!
فازش اینه که بچه‌های این پروژه تونستن با تکنولوژی نانوساخت پیشرفته (nano-fabrication–یعنی ساخت وسایل و قطعات در مقیاس نانو که خیلی کوچیکتر از مو و گرد و خاکه!) این صفحات سبک از جنس آلومینای سرامیکی و یه لایه نازک کروم برای جذب نور خورشید درست کنن. این دیوایس‌ها کمتر از یه سانتیمتر قطر دارن و آنقدر سبک هستن که فوتوفورزیس براشون جواب میده.
یادته گفتم دسترسی به مزوسفر سخته؟ برای همین، محقق‌ها یه محفظه شبه‌مزوسفر با فشار هوای خیلی پایین ساختن تا دستگاه‌ها رو توش تست کنن. نتیجه هم همین بود که انتظارشو داشتن: یه صفحه کوچولوی یک سانتیمتری تو فشاری حدود ۲۶.۷ پاسکال (تقریباً معادل ۶۰ کیلومتری زمین) با فقط ۵۵ درصد شدت نور خورشید، شناور شد! حالا این یعنی اولین بار تو دنیا یه جسم فوتوفورتیک به این بزرگی واقعاً تو شرایط مشابه جو بالایی زمین معلق شده. به قول دیوید کیث، یکی از اعضای پروژه، این دستگاه اصلاً یه کلاس جدید از فناوری‌ها رو می‌سازه—جوری که آینده‌ش می‌تونه حتی توی مریخ و سیاره‌های دیگه هم استفاده بشه.
کاربردهاش؟ بی‌نهایت! اول از همه توی تغییرات اقلیمی چون با نصب سنسور روی این صفحات میشه اطلاعات دقیق از دما، فشار و سرعت باد توی مزوسفر گرفت. بعدتر حتی میشه چندتا از این دیسک‌ها رو با هم شبکه کرد و مثل یه آرایه آنتن معلق، ازشون برای مخابرات، مأموریت‌های نظامی یا امداد اضطراری استفاده کرد. فکرشو بکن، صدها “آنتن خورشیدی” تو آسمون معلق باشن! یا حتی شاید یه روز همین ایده پرواز روی مریخ برای مأموریت‌های تحقیقاتی! یک چیز باحال دیگه هم اینه که این فناوری هیچ باطری، سوخت یا حتی سلول خورشیدی لازم نداره—فقط نور خورشید و بس. یعنی هم ارزونه، هم سبزه، هم بی‌سروصدا!
الان محقق‌ها دارن روی این کار می‌کنن که چطور اضافه کردن امکانات مخابراتی (یعنی payload که دیتا رو همزمان به زمین بفرستن) رو باهاش ترکیب کنن. اگه این قسمت هم جواب بده، میشه یه راه جدید و کم‌هزینه و پایدار برای پرواز بدون سوخت!
در نهایت، این کشف عجیب و غریب توی مجله معتبر Nature منتشر شده. کی فکرشو می‌کرد با یه دیسک کوچیک و یه مقدار نور خورشید، بتونیم به جاهایی سرک بکشیم که همیشه برای علم ناشناخته بوده؟
منبع: +
