A légkörkutatást új irányba vihetik a miniatűr, önjáró eszközök

A Harvard Egyetem kutatói áttörést értek el: apró, saját magukat napfény segítségével emelő eszközök először „súlytalanodtak” mesterséges, közel vákuum körülmények között, amelyek a Föld felső légkörét idézik. Ez a módszer alapjaiban változtathatja meg a felsőlégköri kutatások lehetőségeit. Az eszközök ultrakönnyű membránokból állnak, melyek alumínium-oxidból és egy vékony krómrétegből készülnek, és a fotoforézis nevű jelenséget használják ki. Ez akkor lép fel, amikor a vékony lap két oldalán hőmérséklet-különbség jön létre; a gázmolekulák a melegebb oldalról elrugaszkodnak, így a membránt felfelé tolják. Noha a hatás rendkívül gyenge, alacsony nyomáson – mint a felső légkörben – már észlelhető.

A titokzatos ignoroszféra

Nem hagyható figyelmen kívül, hogy az úgynevezett ignoroszféra a Föld egyik legkevésbé ismert légköri rétege. Ez 50 és 85 kilométer közötti magasságban található – ide már nem jutnak el a repülőgépek, de a klasszikus műholdak is túl magasan repülnek hozzá képest. A térség a mezoszféra és a termoszféra alsó részéből áll, egészen 160 kilométeres magasságig. Az űrkorszak előtt csak alkalmi rakétakísérletek voltak képesek ideiglenesen mintát venni innen, a többségében ismeretlen folyamatokból. Ugyanakkor itt zajlik a sarki fény játéka, ide érkezik a napszél miatt a töltött részecskék nagy része, és itt történnek a geomágneses viharokat kiváltó energiaátadások is, amelyek akár áramkimaradásokat és műholdpálya-eltérítéseket okozhatnak. Pedig a globális klímamodellek pontosságán sokat javíthatnánk, ha pontos adatokkal dolgozhatnánk innen – például a szélsebességről, hőmérsékletről, légnyomásról.

Léggömbről a sztratoszférába

A kísérletben egy 1 centiméteres „folt” könnyedén lebegett egy elzárt vákuumtérben, miközben a természetes napfény intenzitásának 55%-ával világították meg. Ez igazi mérnöki kihívás, hiszen a szenzorokat és antennákat hordozó lemezeket még 6 centiméter átmérőjűre kell növelni, hogy a 10 milligrammos – vagyis mindössze 0,0004 unciás – terhek a felsőbb atmoszférába juthassanak. Az elképzelés szerint az eszközöket egy 50 kilométer magasba felbocsátott léggömbből engednék szabadjára, ahonnan mintegy 100 kilométeres magasságig tudnának feljutni saját erejükből. Nappal a fény hatása emeli őket, éjszaka azonban leereszkednek anélkül, hogy visszahullanának a Földre; reggelente pedig újabb „emeletet” haladnának felfelé.

Óriási lépés a MI-vezérelt kutatásban

A fotoforézis elvét már a 19. században felfedezték, de csak a legutóbbi évek nanoanyag-fejlesztései – és a MI segítsége – tették lehetővé valódi mérnöki felhasználását. Végül David Keith dolgozott ki egy ötletes elméletet, miszerint ilyen lebegő tükrökkel még a klímaváltozás is lassítható lenne. Schafer kutató szerint a technológia forradalmi lehetőségeket rejt: nemcsak a Föld légkörét ismerhetjük meg részletesebben, hanem a Mars légkörének kutatásában vagy akár kommunikációs hálózatok „műholdmentes” létrehozásában is előnyös lehet. Ennek alapján megállapítható, hogy a napfény által mozgó, önjáró eszközök új versenyt indíthatnak a MI által támogatott légkörkutatásban és információs rendszerekben.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján