150 yıl önce keşfedilen bir fizik fenomeni, küçük nesnelerin sadece güneş ışığını kullanarak havaya uçmasına izin veriyor-ve şimdi sensör sürülerinin Dünya’nın uzun süredir ihmal edilen üst atmosferinin bir kısmını keşfetmesini sağlayabilir
Güneş enerjili kaldırıcı disklerin bir örneği
Güneş ışığında yükselen tırnak boyutlu diskler bir gün sensörleri atmosferin en ince ve en soğuk ulaşımlarından taşıyabilir. Ticari uçaklardan veya hava balonlarından daha yüksek uçarak, bu tür sürüler Dünya’nın değişen hava ve iklim modelleri hakkında yeni bilgiler ortaya çıkarabilir.
Yükselen cihazlar, fotoforez adı verilen bir fenomeni kullanır. İlk olarak 150 yıldan fazla bir süre önce, kimyager William Crookes’un güneş ışığına maruz kaldığında dönen siyah beyaz kanatları olan bir cihaz olan radyometreyi icat ettiği keşfedildi. Bunun nedeni, kanatların ışığı emmesi ve ısıyı vermesi ve bu ısı, etraflarındaki gaz moleküllerinin momentumunu arttırır. Kanatların siyah tarafları beyaz olanlardan daha sıcak olduğundan, gaza daha fazla momentum aktarırlar, bu da havayı kanatları döndürmek için yeterli kuvvetle bir yönde akar.
Harvard Üniversitesi’nden Ben Schafer, “Bu belirsiz fizik parçasını aldık ve gerçekten birçok insanı etkileyebilecek bir şeye uyguladık – ve hava ve iklim gibi şeylerin zamanla nasıl geliştiğini daha iyi anlamamıza yardımcı olduk” diyor.
Yükselen diskleri geliştirmek için Schafer ve meslektaşları, mikro ölçekli deliklerle dolu iki alüminyum oksit tabakasından yapılmış 1 centimetre genişliğinde bir cihaz oluşturdu. Işığa maruz kaldığında, alüminyum oksit ile alternatif krom katmanları içeren alt tabaka, bir radyometrenin kanatlarının siyah kenarları gibi üst tabakadan daha fazla ısıtıldı. Bu aynı zamanda yönlü bir hava akışı yarattı, ancak yan yerine yukarı doğru hareket etti.
Beyaz LED’ler ve lazer ışığı altında – doğal güneş ışığının yaklaşık yüzde 50’sine eşdeğer yoğunluklara ayarlanmıştır – bu kaldırma kuvveti cihazı kaldırdı. Bu, güneş ışığından birkaç kat daha parlak ışık yoğunlukları gerektiren diğer güneş enerjili broşürlerde bir gelişme. Ancak gösteri, laboratuvar koşullarında, hava basıncının Dünya yüzeyinden birkaç bin kat daha zayıf bir şekilde gerçekleşti.
Neyse ki, bu düşük hava basıncı koşulları başka yerlerde yaygındır – mezosfer gibi, gezegenin 50 ila 85 kilometre yukarısında uzanan atmosferin üst tabakası. Araştırmacılar, disklerini 3 santimetreye kadar ölçeklendirmenin, 75 kilometrelik bir yükseklikte 10 miligram yük taşımalarına izin vereceğini ve sensörleri incelemesi çok zor bir bölgeye getireceğini söylüyor. Schafer, atmosferik izleme ve telekomünikasyon için bu tür yüksek uçan cihazların sürülerini ticarileştirmek için başlangıç nadir teknolojilerini kurdu.
Güneş battıktan sonra, bilgisayar modellemesi disklerin Dünya yüzeyinden gelen ısıdan kullanılarak havada kalabileceğini düşündürmektedir. Laboratuar benzer araştırmalar yapan Pennsylvania Üniversitesi’nde Igor Bargatin, “Geceleri havada kalabiliyorsanız, bu sadece yerleşmek veya düşmekten büyük bir değişiklik” diyor.
