Bilim dünyasında heyecan verici bir gelişme yaşanıyor. Güneş enerjisiyle hareket edebilen ve son derece hafif tasarımlara sahip bu yeni cihazlar, Dünya atmosferinin şimdiye kadar keşfedilmesi zor olan üst katmanlarına ulaşma potansiyeli taşıyor. Bu teknoloji, atmosfer biliminde adeta bir devrim yaratabilir.
Alüminyum oksit ve krom tabakasından oluşan bu minik, hafif membranlar, 'fotoforesis' adı verilen bir olgudan yararlanıyor. Bu olgu, ince bir malzemenin bir tarafı diğerinden daha fazla ısındığında ortaya çıkıyor. Isınan taraftan seken gaz molekülleri, membranı yukarı doğru itiyor. Ancak bu etki oldukça zayıf olduğundan, yalnızca uzayın sınırlarına yakın, yani çok düşük basınçlı ortamlarda gözlemlenebiliyor.
Yakın zamanda yapılan bir deneyde, araştırmacılar bu cihazların vakum odasında, Dünya'nın üst atmosferindekine benzer koşullarda havada süzülmesini sağladılar. Yaklaşık 1 santimetre genişliğindeki bu parçacıklar, doğal güneş ışığının yaklaşık %55'i kadar yoğunluktaki ışıkla karşılaştıklarında yüzebildiler. Bu, cihazların üst atmosferdeki koşullarda çalışabileceğini gösteren büyük bir başarı.
Bu tür cihazlar, adeta bir 'bilinmezlik küresi' olarak adlandırılan, mevcut hava araçlarının ulaşamadığı ancak alçak Dünya yörüngesindeki uyduların da yeterince yaklaşamadığı bir bölgeyi incelemek için kullanılabilir. Bu bölgede gerçekleşen çoğu süreç henüz tam olarak anlaşılamamış durumda. Bu yeni teknoloji, atmosferdeki rüzgarlar, sıcaklıklar ve basınç gibi verileri çok daha hassas bir şekilde toplama imkanı sunarak küresel iklim modellerinin doğruluğunu önemli ölçüde artırabilir.
Bu teknoloji, atmosferin üst katmanlarına (yaklaşık 50 ila 160 kilometre yüksekliklere) sensörler ve antenler taşımak için kullanılacak. Başlangıçta daha büyük boyutlu diskler halinde tasarlanacak bu cihazlar, stratosfer balonlarından salınarak yaklaşık 100 kilometre yüksekliğe kadar çıkabilecek ve gündüzleri orada kalabilecek. Geceleyin ise atmosferde aşağı doğru süzülecekler ancak hafiflikleri sayesinde tamamen Dünya'ya düşmeyecek ve gün doğumundan sonra tekrar yükselebilecekler. Araştırmacılar, cihazların ağırlığını azaltmak ve daha büyük yapılar inşa etmelerini sağlamak için malzeme ve yapılarını geliştirmeye odaklanıyor.
Fotoforesis olgusu 19. yüzyılda keşfedilmiş olsa da, son yıllarda malzeme bilimi ve nanoteknolojideki gelişmeler sayesinde pratik uygulamaları mümkün hale geldi. Bu cihazların, Mars gibi gezegenlerin ince atmosferlerini incelemede veya uzay teknolojileri alanında bile kullanılabileceği düşünülüyor. Hatta bu teknoloji, alçak Dünya yörüngesindeki uydu ağlarıyla rekabet edebilecek iletişim hızları sunma potansiyeline de sahip.
