Bilim insanları havada serbestçe yüzebilen tüy kadar hafif diskler tasarladılar. Dünyanın mezosferi veya teorik olarak yük taşırken bile Mars’ın ince havası. Gezegenin yüzeyinden yaklaşık 50 ila 85 kilometre yüksekte uzanan mezosferimize bazen “cahil küre” denir; uçakların ve hava balonlarının ulaşamayacağı kadar yüksek, ancak uyduların erişemeyeceği kadar alçaktır, bu da onu Dünya’nın en az incelenen bölgelerinden biri haline getirir. Araştırmacıların ışıkla çalışan el ilanlarının versiyonları potansiyel olarak bu bölgeye sensörler taşıyabilir.
Yeni santimetre genişliğindeki prototip diskler, küçük dikey desteklerle birbirine bağlanan iki ince, delikli alüminyum oksit membranından yapılmıştır. adı verilen bir kuvvet tarafından havada tutulurlar. fotoforez: Çok düşük atmosfer basınçlarında küçük parçacıkların ışık kaynaklı hareketi. Açıklanan laboratuvar deneylerinde içinde Doğa Mezosferik hava basıncını ve aydınlatmayı simüle eden araştırmacılar, cihazlarının herhangi bir güç kaynağı olmadan pasif olarak yüzebildiğini gösterdi.
Gaz molekülleri, bir nesnenin ışıkla ısıtılan tarafından, daha soğuk olandan daha güçlü bir şekilde seker ve hava akışı yaratır. Bu durumda araştırma ekibi her diskin altını kromla kapladı, böylece disk ışığı emecek ve üst kısımdan daha fazla ısınacaktı. Böylece, alt kısımdan çıkan gaz molekülleri, üst kısımdakilerden daha fazla ivme kazanarak, tıpkı bir roket jetinin yukarı doğru itme kuvveti oluşturması gibi, kaldırma kuvveti oluşturuyor. Diskin yapısındaki dikkatlice kalibre edilmiş delikler, havayı pasif olarak daha soğuk bölgelerden daha sıcak bölgelere yönlendirmek için termal terleme adı verilen bir etkiyi kullanarak bu itmeyi artırdı.
Bilim gazeteciliğini destekleme konusunda
Bu makaleyi beğeniyorsanız, ödüllü gazeteciliğimizi desteklemeyi düşünün. abone oluyorum. Bir abonelik satın alarak, bugün dünyamızı şekillendiren keşifler ve fikirlerle ilgili etkili hikayelerin geleceğinin güvence altına alınmasına yardımcı oluyorsunuz.
“Hava sadece yapının yan taraflarında hareket etmiyor, aynı zamanda hareket ediyor. başından sonuna kadar malzeme bilimcisi, yapının da bu küçük jetleri yarattığını söylüyor Benjamin C.Schaefermakalenin ortak baş yazarı. Bu geliştirme, disklerin performansını önceki fotoforetik pilotların performansını aşacak kadar artırdı diğer grupların gösterdiğigüneş ışığından birkaç kat daha parlak bir aydınlatmaya ihtiyaç duyuyordu.
Fotoforez ilk olarak 1870’lerde İngiliz fizikçi William Crookes tarafından gösterildi. Güneş ışığına maruz kaldığında uzanmış yüzgeçleri döndüren oyuncak benzeri bir cihaz olan Crookes radyometresi olarak bilinen şeyi geliştirdi. Ancak fotoforez yalnızca çok düşük basınçlarda çalıştığından ve çok zayıf bir kuvvet ürettiğinden, bu olay uzun süre sadece bir yenilik olarak görüldü. Schafer, nanofabrikasyondaki gelişmelerin, araştırmacıların cihazları yalnızca fotoforezin yetersiz gücüyle havaya yükselecek kadar hafif hale getirmesine olanak tanımasıyla bu durumun birkaç on yıl önce değişmeye başladığını söylüyor.
Güneş ışığını taklit etmek için bir lazer kullanan Schafer ve meslektaşları, düşük basınçlı bir odadaki santimetre ölçekli yapılarında fotoforetik kaldırmayı gösterdiler. Ayrıca diskin 10 miligramlık bir yükü taşıyabilecek altı santimetre genişliğinde bir versiyonunu da tasarladılar; bu, teorik olarak, radyo frekansı anteni, güneş pili ve entegre devrelere sahip küçük bir iletişim sistemine güç sağlamak için yeterli olacaktır. Ekip, diskin bu daha büyük versiyonunun gündüzleri 75 kilometrelik nadir bir yükseklikte havada kalabileceğini hesaplıyor; Yaz aylarında kutup enlemlerinde mezosferde sürekli olarak uçabilir.
Fotoforetik teknolojiye yönelik daha önceki girişimler üzerinde çalışan heliofizikçi Ruth Lieberman, bunun mükemmel bir tasarım olduğunu söylüyor. “Güneş parladığı sürece bu şeyler işe yarayacak” diyor. “Ayrıca çok ucuz malzemelerden yapılıyorlar. Prototip aşamasını geçtikten sonra nasıl üretim yapılacağını anlayabilirsiniz.” [at scale]atmosferi çok düşük maliyetle, size çok iyi bir uzaysal zamansal kapsama alanı sağlayacak şekilde gözlemlemek için gerçekten potansiyel olarak fantastik bir çözüm olarak bana çarpıyor.
Schafer, bu yapı sürülerinin atmosferik verileri topladığı ve yalnızca Dünya’nın mezosferinde değil, aynı zamanda benzer şekilde düşük basınçlar sergileyen Mars’ın zayıf atmosferinde de telekomünikasyon aktardığı bir gelecek tasavvur ediyor. Schafer, disklerin yeni versiyonlarını geliştiren bir şirketin kurucu ortağı oldu ve yakın zamanda yüksüz atmosferik test uçuşlarına başlamayı umuyor.
Aslında mezosferde veya ötesinde yük taşıyabilen daha büyük diskleri yaratmak daha zorlu bir iştir; belki de beş ila 10 yıllık bir proje, Schafer şöyle diyor: “Bunun kesinlikle yapılabilir olduğunu düşünüyorum, ancak çok fazla zaman ve çalışma gerektirecek.”
Bilim için ayağa kalkmanın zamanı geldi
Bu makaleyi beğendiyseniz desteğinizi rica ediyorum. Bilimsel Amerikan 180 yıldır bilimin ve endüstrinin savunucusu olarak hizmet ediyor ve şu an bu iki yüzyıllık tarihin en kritik anı olabilir.
ben bir Bilimsel Amerikan 12 yaşımdan beri aboneyim ve dünyaya bakış açımı şekillendirmeme yardımcı oldu. Bilim beni her zaman eğitiyor ve sevindiriyor ve geniş, güzel evrenimize karşı bir hayranlık duygusu uyandırıyor. Umarım sizin için de aynısını yapar.
eğer sen abone olmak Bilimsel Amerikanhaberimizin anlamlı araştırma ve keşiflere odaklanmasını sağlamaya yardımcı oluyorsunuz; ABD’deki laboratuvarları tehdit eden kararları raporlayacak kaynaklara sahip olduğumuzu; ve bilimin değerinin çoğu zaman fark edilmediği bir dönemde hem yeni yetişen hem de çalışan bilim adamlarını desteklediğimizi.
Karşılığında önemli haberler alırsınız, büyüleyici podcast’lerharika infografikler, kaçırılmayacak haber bültenlerimutlaka izlenmesi gereken videolar, zorlu oyunlarve bilim dünyasının en iyi yazı ve haberciliği. Hatta yapabilirsin birine abonelik hediye etmek.
Ayağa kalkıp bilimin neden önemli olduğunu göstermemiz için bundan daha önemli bir zaman olmamıştı. Umarım bu görevde bizi desteklersiniz.
News
