מדענים פיתחו רחפנים זעירים לחקר "האזור החמקמק ביותר של האטמוספירה"

צוות מחקר משותף מאוניברסיטאות הרווארד, שיקגו ופוקיונג הכריז בכתב העת Nature כי יצרו רחפנים המונעים באנרגיה סולארית- ויכולים לרחף במזוספירה של כדור הארץ. "יצרנו ריבועים מבריקים ודקים עם חורים זעירים מאוד", הסביר בן שייפר, המחבר המוביל של המחקר וחוקר שותף באוניברסיטת הרווארד, לפי גיזמודו.

המזוספירה, שנמצאת בגובה של 50–80 קילומטר מעל פני כדור הארץ, דלילה מדי עבור כלי טיס או בלונים קונבנציונליים אך צפופה מדי עבור לוויינים במסלול. טילים שנשלחים למזוספירה מספקים נתונים מדקות ספורות של שהייה בשכבה זו. המידע על המזוספירה דליל כמו השכבה עצמה והוליד את הכינוי "ignorosphere" - "שכבת הבורות".

הרחפנים הזעירים נבנים מאלומיניום קרמי עם בסיס כרום. המשטח התחתון שלהם מצופה כך שהוא מתחמם יותר מהעליון כשהוא חשוף לאור. המבנה הורכב משני קרומים דקים ומחוררים, המחוברים בתומכות צרות. השכבות היו דקות בערך פי 1,000 משערה אנושית, והשכבה העליונה הייתה שקופה כדי לאפשר לאור השמש לעבור.

החוקרים בנו תא לחץ נמוך כדי לדמות את התנאים במזוספירה ובדקו רחפן זעיר בקוטר של סנטימטר בודד. המכשיר המשיך לרחף לפרקי זמן ממושכים באמצעות אור בלבד. אור השמש שעבר דרך הסרט העליון חימם את שכבת הכרום התחתונה, ויצר הפרש טמפרטורות שגרם לכוח עילוי.

העיקרון מוכר זה יותר ממאה שנה. בשנת 1873 הציג הפיזיקאי וויליאם קרוקס מד רוח (radiometer) שהסתובב באופן דומה. עם זאת, ניסיונות קודמים לייצר שימושים נוספים נתקלו במגבלות קשות - הכוח חלש מדי ביחס למשקל. הרחפן החדש כה דק וקל שהכוחות הפועלים בו גוברים על משקלו.

"מה שהחל כסקרנות ויקטוריאנית עשוי בקרוב להפוך לכלי מפתח לחקר האזור החמקמק ביותר של האטמוספירה", אמר איגור ברגטין, מהנדס מאוניברסיטת פנסילבניה, לפי Nature.

צוות החוקרים ציין כי דיסק בקוטר שלושה סנטימטרים יכול לשאת מטען של 10 מיליגרם בגובה של כ-75 קילומטר, די כדי לשאת חיישנים ורכיבי תקשורת זעירים. הדיסקים יוכלו להישאר באוויר גם לאחר השקיעה באמצעות חום הקרינה מפני כדור הארץ.

"אנחנו מתכננים להשתמש במכשירים פסיביים שניתן לעקוב אחריהם מרחוק באמצעות Lidar או רדאר כדי לאסוף נתוני מזג אוויר בשכבות העליונות של האטמוספירה. פיילוט אפשרי בתוך כמה שנים", אמר שייפר.