Entre 50 y 100 kilómetros sobre la superficie de la Tierra se encuentra la mesosfera, una franja casi inaccesible para la tecnología actual. Ni aviones ni satélites pueden permanecer allí de manera sostenida, lo que la convierte en un espacio poco explorado y con vacíos de información clave para la meteorología.
Un equipo de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard presentó una alternativa novedosa: pequeñas estructuras fabricadas en laboratorio que pueden flotar gracias a la luz solar. El fenómeno en el que se basan se llama fotoforesis, y ocurre cuando las moléculas de gas golpean con más fuerza el lado caliente de un objeto que el lado frío, generando un impulso de ascenso.
Cómo funciona la levitación fotoforética
Los investigadores construyeron membranas delgadas de alúmina cerámica, recubiertas con una capa absorbente de cromo. Bajo condiciones de baja presión, semejantes a las de la mesosfera, la diferencia de temperatura entre las caras de la estructura genera una fuerza de sustentación capaz de superar su peso.
Aunque la fotoforesis era conocida, hasta ahora no se había logrado aplicarla a objetos de tamaño macroscópico. El grupo de Harvard logró fabricar dispositivos de un centímetro que levitaron en cámaras de baja presión con apenas la mitad de la intensidad de la luz solar.
Esta demostración, publicada en Nature, representa la primera evidencia experimental de que se pueden diseñar estructuras flotantes alimentadas solo por la luz del Sol, abriendo un campo totalmente nuevo de exploración atmosférica.
Aplicaciones para el clima y las telecomunicaciones
Uno de los principales usos de estos dispositivos sería la recopilación de datos climáticos en la mesosfera. Sensores de presión, viento y temperatura podrían viajar a bordo, generando información esencial para mejorar los modelos meteorológicos y de cambio climático.
El equipo también vislumbra aplicaciones en telecomunicaciones. Una flotilla de estos objetos podría formar antenas distribuidas con capacidad para transmitir datos en tiempo real, funcionando como una red intermedia entre globos estratosféricos y satélites de órbita baja.
Además, la similitud de las condiciones de la mesosfera con la atmósfera de Marte convierte a esta tecnología en candidata para futuras misiones planetarias. Explorar con dispositivos fotoforéticos podría resultar más económico y versátil que enviar drones o módulos de gran tamaño.
Un proyecto con visión de futuro
El trabajo se apoya en avances recientes en nanofabricación, que han permitido diseñar materiales ultraligeros con gran resistencia. Actualmente, los investigadores trabajan en integrar cargas útiles funcionales, como sistemas de comunicación y sensores de alta sensibilidad.
El proyecto dio origen a Rarefied Technologies, una empresa derivada de Harvard que busca convertir estas estructuras en herramientas comerciales para exploración atmosférica y defensa. El apoyo de agencias federales y fundaciones privadas muestra el interés en un campo con gran potencial estratégico.
Para los autores, la mesosfera es un “viejo oeste” de la física aplicada: un territorio abierto, apenas explorado, pero que podría ofrecer respuestas a desafíos urgentes como el monitoreo climático y la comunicación en tiempo real desde capas atmosféricas elevadas.
