A decenas de kilómetros sobre nuestras cabezas existe una especie de territorio prohibido. Está lo suficientemente alto como para que los aviones y globos convencionales no puedan permanecer allí, pero todavía demasiado bajo para que un satélite mantenga una órbita estable. Los científicos conocen esta parte de la atmósfera desde hace décadas y, precisamente por lo poco que sabemos de ella, algunos la llaman con un nombre bastante revelador: la “ignorosfera”.
Ahora, un grupo de investigadores cree haber encontrado una forma de entrar en ella sin motores, hélices ni combustible. La propuesta consiste en diminutas estructuras perforadas que podrían mantenerse flotando simplemente aprovechando la luz del Sol. Y, aunque todavía estamos lejos de verlas sobrevolando la mesosfera, una versión de apenas un centímetro ya consiguió levitar en el laboratorio.
Hay un hueco en nuestra capacidad para observar la Tierra
La mesosfera se extiende aproximadamente entre los 50 y los 85 kilómetros de altitud. El problema aparece especialmente en sus regiones superiores: el aire es tan tenue que los sistemas aerodinámicos convencionales dejan de funcionar correctamente.
Los satélites tampoco solucionan el problema. A esas altitudes todavía existe suficiente atmósfera como para generar una resistencia enorme y provocar que pierdan altura rápidamente. Por eso, buena parte de las observaciones dependen de radares, instrumentos terrestres o cohetes sonda, capaces de atravesar la región pero solo durante un periodo muy breve.
Es un punto ciego particularmente incómodo porque allí ocurren fenómenos atmosféricos importantes, incluidas las espectaculares nubes noctilucentes, y porque esa región conecta las capas inferiores de la atmósfera con el entorno espacial.
NASA reconoce precisamente este vacío de observación: la mesosfera y la alta estratosfera siguen siendo zonas donde resulta extraordinariamente difícil obtener mediciones persistentes.
El truco está en hacer que el aire casi inexistente empuje
La solución propuesta por Benjamin Schafer y sus colaboradores en un estudio publicado en Nature es aparentemente sencilla: fabricar una estructura tan ligera que incluso las poquísimas moléculas de aire presentes puedan sostenerla.
El prototipo utiliza dos membranas extremadamente finas y perforadas, separadas entre sí. Una de las superficies absorbe más radiación que la otra. Cuando recibe luz, aparece una diferencia de temperatura entre ambas caras. Entonces ocurre el fenómeno clave: la transpiración térmica.
Las moléculas de gas atraviesan los diminutos orificios desde la región más fría hacia la más caliente. Ese movimiento genera una pequeña diferencia de presión y, con ella, una fuerza ascendente. Es una forma de fotoforesis: movimiento producido indirectamente por la interacción entre luz, calor y gas.
La fuerza sería insignificante para prácticamente cualquier aeronave. Pero estas estructuras pesan tan poco que puede bastar. El equipo consiguió hacer levitar una estructura de un centímetro de ancho dentro de una cámara a una presión de 26,7 pascales utilizando una iluminación de 750 vatios por metro cuadrado, aproximadamente el 55% de la intensidad de la luz solar.
Del laboratorio a una flota flotando a 75 kilómetros
El siguiente paso es bastante más ambicioso.
Los cálculos publicados por los investigadores describen un dispositivo de unos tres centímetros de radio capaz de transportar alrededor de 10 miligramos de carga útil a 75 kilómetros de altitud. No parece mucho, pero podría bastar para incorporar pequeños sensores, sistemas de comunicación o componentes electrónicos.
NASA ya está estudiando una versión todavía más radical del concepto. Un proyecto de Rarefied Technologies seleccionado dentro del programa NIAC propone desplegar miles de pequeños trazadores fotoforéticos desde globos a unos 30 kilómetros. Después ascenderían impulsados por la luz hasta alturas de entre 90 y 100 kilómetros, donde podrían permanecer durante semanas o meses mientras satélites siguen sus movimientos para reconstruir vientos, temperaturas y presiones.
No significa que la “ignorosfera” esté a punto de llenarse de diminutos platillos solares. La prueba experimental sigue siendo de laboratorio y cuestiones como la estabilidad, el control horizontal, la noche o la durabilidad todavía necesitan resolverse.
Pero hay algo particularmente atractivo en esta idea: llevamos décadas intentando alcanzar una de las regiones más inaccesibles de nuestro propio planeta con cohetes y vehículos cada vez más sofisticados. La solución podría terminar siendo exactamente la contraria: construir algo tan ligero que prácticamente no necesite volar.
