با نور می توان اجسام را به پرواز درآورد؟! - مجله سفرنامه دبی

از ارتفاع 50 کیلومتری از سطح زمین غلظت اتمسفر چنان کم می گردد که هواپیما قادر به پرواز نیست. محسن آزادی و همکارانش در دانشگاه پنسیلوانیا می گویند می توان با نیروی نور اجسامی را در این لایه از اتمسفر هم به پرواز درآورد.

در زیرزمین دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه پنسیلوانیا، محسن آزادی و همکارانش به مجموعه ای از ال ای دی ها که در یک محفظه خلا کار گذاشته شده، جمع شده بودند.

آن ها به دو جسم نازک پلاستیکی درون مخفظه خیره شده بودند که در کف قرار داشتند و بی صبرانه منتظر بودند ببینند با آغاز آزمایش چه اتفاقی می افتد. آزادی، دانشجوی دکترای رشته مهندسی مکانیک این دانشگاه می گوید، نمی دانستیم چه اتفاقی روی می دهد، اما امیدوار بودیم چیزی ببینیم.

و آن رخ داد. اجسامی بسیار نازک و کوچک با نیروی نور حرکت نموده و شناور شدند.

اگر سرتان را بالا بگیرید، از 50 کیلومتر بالای سر شما تا حدود 80 کیلومتر بالاتر، لایه ای جو را تشکیل داده که به آن مزوسفر (میان سپهر) می گوییم. به دلیل ویژگی های میان سپهر، دسترسی به این لایه برای پژوهشگران سخت است و به تبع آن یافته های بشر هم در این مورد کم.

برای پرکردن این خلا اکنون پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا نوعی قالیچه جادویی یا قالیچه پرنده را پیشنهاد می نمایند که مجهز به حسگر است و می تواند در فشار بسیار پایین هوا هم با یاری پرتو های نور در هوا شناور بماند.

ایگور بارگتین، پرفسور در رشته مهندسی مکانیک و استاد راهنمای محسن آزادی که سرپرستی این تحقیق را بر عهده دارد، می خواهد در عمق 50 تا 100 کیلومتری اتمسفر نفوذ کند؛ در لایه ای که تراکم ملکول های هوا به قدری پایین است که هواپیمای عادی قادر به پرواز در آن نیست.

بارگتین می گوید: گاهی به شوخی این لایه جو را جو نادیده گرفته شده ignorosphere می نامند. ما به این لایه دسترسی نداریم. می توان هر چند دقیقه یکبار موشک فرستاد، اما این بسیار متفاوت است از اندازه گیری با استفاده از هواپیما یا یک بالن..

اما میان سپهر (مزوسفر) برای پژوهشگران جذاب تر و مهم تر از آن است که نادیده اش بگیرند. مزوسفر پر است از پدیده های جالب؛ پدیده هایی، چون آذرخش های عجیب و غریب آبی و سرخ و ترکش های میکروسکوپی میلیون ها شهاب سنگ که روزانه در آن گداخته می شوند.

ویژگی های شیمیایی موجود در این لایه هم برای دانشمندان جالب است به ویژه محققانی که در زمینه آسیب های لایه اوزن پژوهش می نمایند.

تیم آزادی و بارگتین انتها به یک طرح رسید. یک دیسک تخت با دو رویه متفاوت. آن ها برای رویه فوقانی از نوعی پلی اتیلن ترفتالات، رزین های پلیمری ترموپلاستیک از خانواده پلی استر استفاده کردند موسوم به میلر، یک نوع پلاستیک بسیار نازک. از ویژگی های این ماده این است که سبک است، شفاف و صاف است و بعضی نمونه ها به شدت نازک هستد یعنی تنها 500 نانومتر ضخامت دارند.

برای پوشاندن رویه این - تیم تحقیقاتی از نانولوله های کربنی استفاده کرد. هر نانولوله کربنی تنها از چند اتم در عرض تشکیل شده و پهنایش تقریباً به اندازه یک تار موست.

نانولوله های به کار رفته، نور را جذب و این پرنده های کوچک یا میکروفلایر ها را گرم می نمایند. نیروی بالابرنده این دیسک پرنده را ملکول های هوا تأمین می نمایند که در قسمت زیرین این صفحه شناور نسبت به بخش فوقانی آن شدیدتر گرم می شوند.

پژوهشگران بر این باورند که چندین کاوشگر شناور که با پرتاب موشک به مزوسفر می رسند، در پرواز جمعی قادر به کشف این لایه از جو خواهند بود.

محققان شرکت نماینده در این پروژه می گویند، نخستین آزمایش ها موفقیت آمیز بوده اند. ویدیو های منتشرشده نشان می دهند که در آزمایش ها نور ساطع شده از چندین ال ای دی این صفحه های نازک کوچک را به پرواز (به حالت تعلیق) درمی آورد.

پژوهشگران می گویند، در عمل از اشعه های فشرده لیزر برای به حرکت درآوردن آن ها استفاده خواهند کرد؛ اشعه هایی که به گفته محققان از پایین به سطح زیرین این قالیچه های پرنده تابانده خواهد شد. این دیسک های شناور به گفته محققان می توانند به طور تئوری، 10 میلی گرم بار با خود حمل نمایند.

انتشار گزارش های مربوط به این آزمایش ها و حتی پیش از اینکه موفقیت این شناور ها در عمل ثابت گردد، باعث شده برای نمونه ناسا علاقمندی خود را نسبت به این پروژه اعلام کند. پل نیومن دانشمند مرکز پرواز فضایی ناسا می گوید، می تواند تصور کند که این اجسام پرنده را حتی به مریخ بفرستند یا دیگر سیاره هایی که اتمسفر بسیار رقیق و نامناسب پرواز دارند.

تازه ترین کاوشگر مریخ که روز آدینه (19 فوریه) بر سطح مریخ نشست هم برای نخستین بار بالگرد کوچکی با وزنی کمتر از دو کیلو با خود داشت که قرار است در اتمسفر بسیار رقیق مریخ کمی از سطح ارتفاع بگیرد و با پرواز های نه چندان طولانی، اطلاعات به زمین مخابره کند.

اما صرف نظر از علاقمندی ها به این پروژه پرسش مهم دیگری که در رابطه با این قالیچه های پرنده پیش می آید این است که چه کسی آن ها را از جو جمع آوری می نماید اگر عمر کارآیی شان به سرانجام رسد یا از کنترل خارج شوند؟ آیا آن ها هم تبدیل به مسئله ای خواهند شد در کنار مشکل شناخته شده زباله های فضایی؟

زباله های فضایی، بقایای باقیمانده از فعالیت بشر در فضا هستند که در مدار زمین در حال گردشند و امکان آسیب دیدن ماهواره ها و سفینه های فضایی در اثر برخورد با آن ها کم نیست.

دانلود

فیلم اصلی

پرواز اجسام کوچک با نیروی نور

منبع: دویچه وله