I ricercatori hanno levitato un piccolo vassoio usando nient’altro che la luce

Le loro simulazioni hanno stimato che una piastra di 6 centimetri potrebbe trasportare 10 milligrammi di carico nella mesosfera sotto la luce solare naturale. Dieci milligrammi potrebbero non sembrare molto; una goccia d’acqua pesa cinque volte di più. Ma i progressi dell’ingegneria hanno ridotto i chip di silicio in sensori delle dimensioni della polvere molto più piccoli di così. Questi sistemi “smart dust” possono contenere una fonte di alimentazione, una comunicazione radio e un sensore di raccolta dati in cubi solo un millimetro di diametro. “I ricercatori possono fare molto se si fornisce loro un millimetro cubo di silicio”, afferma Bargatin. “E un millimetro cubo di silicio pesa un paio di milligrammi.”

Nel loro test in camera a vuoto, hanno scoperto che quando si alzava l’intensità della luce oltre la potenza della luce solare, quella scarica di energia in più portava il volantino più in alto. Ma dopo circa 30 secondi, il disco ha iniziato ad arricciarsi per la forza fotoforetica, fino a collassare. Il Mylar ultrasottile è molto fragile di per sé, dice Bargatin. Lo shag dei nanotubi di carbonio rende il disco di Mylar più rigido, ma la forza delle collisioni molecolari ad alta velocità alla fine blocca il volantino. Il modello del team può prevedere quali dimensioni del disco, pressioni d’aria e intensità di luce causano questo, e Bargatin afferma che il lavoro per sviluppare un telaio leggero è in corso.

Bargatin prevede che i ricercatori un giorno rilascino levitatori carichi di sensori nella mesosfera e lasciandoli vagare, come palloni meteorologici o sensori oceanici galleggianti. “Un altro approccio consiste nello sviluppare effettivamente volantini intelligenti in grado di controllare dove stanno andando”, afferma. La stessa inclinazione che stabilizza i levitatori potrebbe essere utilizzata per guidarli. E, aggiunge, sospendere il sensore dal levitatore come un paracadutista appeso a una vela aiuterebbe a mantenere il sistema in posizione verticale di fronte al vento.

Tuttavia, Marsh non è convinto che un tale dispositivo possa resistere a condizioni mesosferiche. “Qualsiasi strumento dovrà operare nelle condizioni estreme della mesosfera, dove i venti medi possono facilmente superare i 100 mph”, scrive. I venti nella mesosfera superiore possono essere particolarmente taglienti, le temperature possono scendere fino a 140 sotto lo zero e il clima spaziale si irradia attraverso la mesosfera e può danneggiare i sistemi di comunicazione.

Paul Newman, capo scienziato di Scienze della Terra presso il Goddard Space Flight Center della NASA, concorda sul fatto che la contabilità del vento mesosferico sarà una grande sfida tecnica, ma non può fare a meno di dilettarsi con le possibili applicazioni. “In realtà penso che questa sia un’idea davvero interessante”, dice. Una possibilità sarebbe quella di sondare il vapore acqueo nella mesosfera, dove le nuvole polari si formano così alte che il sole le illumina ancora di notte. Il nuvole misteriose non sono solo belli, dice Newman; il loro possibile collegamento con l’aumento dei gas serra significa che potrebbero diventare più comuni, ma i ricercatori non possono monitorare il contenuto di acqua e la temperatura della mesosfera come vorrebbero. Le nuvole mesosferiche sono “un altro segno del cambiamento climatico. E abbiamo bisogno di informazioni per dimostrarlo “, afferma Newman. “Ecco perché questi potrebbero essere davvero interessanti per ottenere dati sulla composizione atmosferica.”

Newman aggiunge che la stagnazione e la capacità di levitazione delle placche potrebbero anche essere intriganti per la ricerca su Marte. La pressione atmosferica dell’atmosfera marziana è simile alla mesosfera terrestre, quindi forse dei levitatori autonomi e leggeri potrebbero raccogliere misurazioni di temperatura o composizione. “Puoi decollare una volta al giorno, salire e poi tornare giù e atterrare sul tuo piccolo lander marziano”, immagina. “Non abbiamo queste informazioni su Marte. Sarebbe semplicemente fantastico. ” (La NASA sta progettando di testare un piccolo elicottero chiamato Ingenuity come parte della sua missione rover Perseverance che presto atterrerà, ma quell’aereo sarà molto più grande ed è ancora in fase di volo di prova; non è ancora pronto per le missioni scientifiche.)

Bargatin afferma che stanno attualmente esplorando applicazioni per Marte e che il team spera anche di far funzionare i loro microflyer a livello del mare sulla Terra. Ma indipendentemente da qualsiasi utilizzo finale, Azadi ricorderà sempre di aver visto la creazione di Mylar fluttuare per la prima volta, esattamente secondo le sue previsioni teoriche. “Dopo di che”, dice, “ho chiamato la mia ragazza e ho detto: ‘Penso che presto mi laureerò'”.


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