أجرى العلماء اختبارًا لأول مرة لأجهزة ذاتية الارتفاع تعمل بالطاقة الشمسية في ظروف شبه فراغية تشبه تلك الموجودة في الغلاف الجوي العلوي للأرض، مما يُعزز الآمال في تحقيق تقدم في علوم الغلاف الجوي. في التجربة المثيرة التي جرى وصفها في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Nature، أظهر الباحثون كيف يمكن لبقع بعرض 0.4 بوصة (1 سم) أن تطفو في غرفة فراغ عند تعرضها لضوء يعادل حوالي 55% من شدة ضوء الشمس الطبيعي.
وفقًا لموقع “space”، أوضح بن شافر، الباحث الرئيسي للورقة البحثية من كلية جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد، أن “هذه نتيجة حيوية تُثبت إمكانية النجاح في الظروف الموجودة في الغلاف الجوي العلوي”. وأضاف: “نجري الحديث عن منطقة تُعرف أحيانًا بالغلاف الجوي المجهول، حيث لا يوجد شيء يمكنه الطيران هناك. لذلك، ستسمح لنا هذه التكنولوجيا بإرسال أجهزة إلى هناك، مما سيمكننا من جمع بيانات أدق بكثير مما هو متاح حاليًا”.
الغلاف الجوي المجهول يشمل طبقة الميزوسفير، التي تمتد على ارتفاعات تتراوح بين 30 و53 ميلًا (50 إلى 85 كيلومترًا)، بالإضافة إلى جزء من الغلاف الحراري الذي يصل ارتفاعه إلى 100 ميل (160 كيلومترًا). هذه المنطقة المرتفعة جدًا لا يمكن للطائرات الوصول إليها، لكنها تعجز أيضًا عن أخذ عينات منها الأجهزة المتواجدة على الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض.
تُجري أجهزة الاستشعار الموجودة في الصواريخ قياسات عرضية للمنطقة، لكن لا تزال العديد من العمليات الجارية هناك غير مفهومة. يُمثل الغلاف الجوي المجهول الحدود بين الغلاف الغازي للأرض والفضاء الخارجي، حيث تُودع الانبعاثات الكتلية الإكليلية – وهي طرد هائل للبلازما من الشمس – معظم طاقتها في هذه المنطقة.
وعندما تصطدم هذه الانبعاثات بالأرض، تؤدي إلى عواصف مغناطيسية يمكن أن تُعطل شبكات الكهرباء وتُخرج الأقمار الصناعية عن مداراتها. أوضح شيفر أنه “سيكون من المفيد للغاية جمع بيانات دقيقة عن الرياح ودرجات الحرارة والضغوط في هذه المنطقة، مما سيُعزز دقة نماذج المناخ العالمية ويسد الفجوات الموجودة حاليًا”.
استلهم شيفر وفريقه من ورقة نظرية لديفيد كيث، الأستاذ السابق للفيزياء التطبيقية في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية، والذي يعمل الآن في جامعة شيكاغو. وقد اقترح كيث استخدام الأغشية العاكسة المعتمدة على تقنية الرحلان الضوئي كوسيلة هندسية جيولوجية للحد من درجة حرارة الأرض إذا لم تتمكن البشرية من مواجهة تغير المناخ من خلال تقليل انبعاثات الكربون.
