Ali ultraleggere per sorvolare la mesosfera con la luce solare

Introduzione

La mesosfera rappresenta uno degli strati più ostili e meno esplorati dell’atmosfera terrestre. Situata tra circa 50 e 85 chilometri di altitudine, questo settore risulta troppo basso per i satelliti convenzionali e troppo alto per i palloni aerostatici. Per superare questo ‘buco’ di accesso, un gruppo di ricercatori propone un velivolo ultraleggero alimentato unicamente dalla luce solare, capace di planare a quelle quote elevate sfruttando la propulsione fotonica.

Design e funzionamento

Il progetto prevede un aliante dallo spessore microscopico, ricoperto da superfici altamente riflettenti. Collegando la teoria della propulsione a fotoni – in cui la luce esercita quantità di moto sui materiali – il velivolo può generare sia portanza che spinta senza bisogno di carburante. I principali elementi del design sono:

• Dimensioni e peso: ali di pochi centimetri di apertura e massa di pochi grammi.
• Materiali: film sottili e leggeri, rivestiti con specchi ultra-riflettenti.
• Propulsione fotonica: utilizzo diretto della pressione di radiazione solare per alzare quota e mantenere il volo.

Potenziali applicazioni

Un dispositivo di questo tipo offre nuove opportunità per il monitoraggio atmosferico, la meteorologia di alta quota e la ricerca su processi climatici nella mesosfera. Inoltre, potrebbe supportare missioni di difesa e comunicazione a corto raggio, grazie alla capacità di mantenere stazionari i velivoli su aree specifiche.

Sfide e prospettive future

Tra le principali sfide vi sono il controllo dell’assetto al variare dell’angolo di incidenza della luce, la stabilità in condizioni di vento e turbolenza e la trasmissione dei dati a terra. I ricercatori stanno sviluppando sistemi di guida passiva e algoritmi di orientamento per massimizzare l’efficienza di volo.

Conclusioni

Lanciato nel programma NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), questo studio apre la strada a una nuova generazione di ‘femtoveivoli’ fotonici. La prossima fase prevede test in volo su larga scala e la validazione del modello per missioni scientifiche a basso costo nella mesosfera.