Un grupo de investigadores ha diseñado dispositivos que levitan mediante fotoforesis o propulsión impulsada por la luz solar, que se produce en las condiciones de baja presión de la atmósfera superior de la Tierra. Estas estructuras podrían utilizarse para el estudio de una zona de la atmósfera que ha sido difícil de monitorear con la tecnología existente.
Un enjambre de discos tan ligeros como una pluma, capaces de mantenerse en el aire sin alas, hélices o combustible, simplemente aprovechando la luz del Sol, es un escenario que próximamente podría dejar de ser una fantasía.
Un nuevo diseño nanométrico ideado por físicos e ingenieros de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, promete llevar esta idea a la práctica para descubrir los secretos que aún resguarda la atmósfera terrestre.
De acuerdo al nuevo estudio, publicado en la revista Nature, se ha demostrado en laboratorio la posibilidad de levitar indefinidamente en la estratosfera y mesósfera.
Nueva luz sobre aspectos desconocidos de la atmósfera
La mesósfera, situada entre 50 y 100 kilómetros de altitud, es conocida como la “ignorósfera”: un espacio demasiado alto para globos o aviones, pero demasiado bajo para satélites, al que los cohetes solo acceden de forma momentánea.
Hasta ahora, ningún vehículo ha podido explorarla de forma continua. El secreto de estos “microplatillos” reside en una fina lámina de óxido de aluminio, junto a dos capas conectadas por filamentos milimétricos y perforada con cientos de pequeños orificios.
El prototipo desarrollado en el laboratorio mide apenas unos centímetros y es aproximadamente mil veces más fino que un cabello humano. La cara superior es transparente, dejándose atravesar por la radiación solar, mientras que la inferior está recubierta por una capa absorbente de cromo.
Según se explica en una nota de prensa y en un artículo publicado en Science, cuando la luz incide inmediatamente la temperatura en la cara oscura aumenta, y las moléculas de aire que rebotan salen con mayor velocidad. Ese pequeño empuje, denominado fuerza fotofórica, genera sustentación. Además, los diminutos canales permiten que el gas fluya de un lado a otro, reforzando el impulso con un fenómeno bautizado como “creep térmico”.
Resultados concretos y posibles aplicaciones
En un túnel de bajas presiones y cámaras de luz comparable al ambiente mesoesférico, los investigadores activaron sus discos y presenciaron el levantamiento controlado de objetos de apenas unos miligramos. Con haces de luz modelados, lograron mantenerlos girando sin parar y sin tocar nada, incluso cuando se desplazaban lateralmente. El experimento validó un modelo teórico que predice que, con luz solar directa, estos “platillos” lograrían mantenerse flotando de forma indefinida a decenas de kilómetros de altura.
Los posibles usos son múltiples. Equipados con sensores ultraligeros, podrían cartografiar la química y temperatura de la capa media de la atmósfera, como así también monitorear variaciones de ozono o medir la concentración de aerosoles y polvos cósmicos.
En constelaciones de cientos o miles de unidades, servirían como plataformas de comunicaciones de baja latencia o telescopios aerostáticos, ofreciendo perspectivas únicas entre satélites geoestacionarios y globos estratosféricos.
Referencia
Photophoretic flight of perforated structures in near-space conditions. Benjamin C. Schafer et al. Nature (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09281-8
Sin embargo, la turbulencia y los bruscos cambios de presión en la mesósfera suponen un reto: será imprescindible probar su estabilidad frente a vientos, descargas eléctricas y cambios drásticos de temperatura. Asimismo, para misiones reales deberán integrarse diminutos microsensores, baterías de estado sólido o incluso sistemas de navegación autónoma basados en Inteligencia Artificial (IA).
El equipo de Harvard, liderado por el físico Ben Schafer, prevé avanzar hacia prototipos de mayores dimensiones, capaces de cargar instrumentación más compleja sin perder la ligereza esencial. Al mismo tiempo, estudian la posibilidad de desplegar enjambres desde globos de gran altitud o directamente desde la tropósfera, utilizando focos láser como sustitutos temporales de la luz solar durante las pruebas iniciales.
