Drones sin partes móviles: la NASA apuesta por la levitación fotoforética para explorar la atmósfera alta
En el campo de la exploración atmosférica, la innovación tecnológica es clave para superar los límites actuales. Un equipo de la Universidad de Pensilvania, liderado por Igor Bargatin, ha presentado ante la NASA una propuesta revolucionaria: vehículos voladores sin partes móviles, basados en la levitación y propulsión fotoforética, capaces de operar en las capas superiores de la atmósfera terrestre. Esta tecnología, aún en fase experimental, promete transformar la forma en la que se estudian entornos de difícil acceso, como la estratosfera y la mesosfera.
La fotofóresis es un fenómeno físico que permite la levitación de objetos sólidos en un gas gracias a la acción de la luz. El principio es relativamente sencillo, aunque sus aplicaciones prácticas son novedosas. Cuando una partícula sólida se ilumina y se calienta respecto al gas circundante, las moléculas del gas interactúan de forma asimétrica con la superficie del sólido. Las regiones más calientes transfieren más energía a las moléculas del gas, generando así una fuerza neta que empuja al objeto en sentido opuesto. Esta fuerza, conocida como fuerza fotoforética, puede llegar a ser suficiente para contrarrestar la gravedad en condiciones adecuadas.
El equipo de Bargatin ha desarrollado prototipos ultraligeros, fabricados con materiales extremadamente finos y ligeros, como láminas de polímero recubiertas de materiales absorbentes de luz. La propuesta consiste en utilizar la luz solar para calentar selectivamente partes de estos vehículos, generando así la fuerza necesaria para su levitación y desplazamiento. Al no requerir motores ni mecanismos móviles, estos drones reducirían drásticamente los riesgos de fallo mecánico y el consumo energético, permitiendo además diseños mucho más ligeros y eficientes.
Desde una perspectiva histórica, la exploración de la alta atmósfera ha estado limitada tradicionalmente por el uso de globos sonda, cohetes suborbitales y, más recientemente, drones de gran altitud. Cada uno de estos sistemas presenta desafíos específicos. Los globos, por ejemplo, dependen de gases ligeros y tienen escaso control sobre su trayectoria. Los drones convencionales requieren motores que, en la delgada atmósfera superior, pierden eficiencia rápidamente debido a la baja densidad del aire. En este contexto, la levitación fotoforética ofrece una alternativa radical: aprovechar las propias condiciones ambientales —baja presión y alta radiación solar— para lograr la sustentación y el movimiento.
La viabilidad técnica de este enfoque es especialmente prometedora en las altitudes comprendidas entre 50 y 80 kilómetros, donde la presión atmosférica es lo suficientemente baja como para maximizar la fuerza fotoforética, pero aún existe suficiente presencia de moléculas de gas para que el fenómeno tenga efecto. Además, la abundancia de luz solar directa en estas alturas favorece la eficiencia del sistema. Según los cálculos preliminares del equipo, pequeñas naves de apenas unos gramos podrían mantenerse en suspensión y desplazarse de manera controlada durante periodos prolongados, abriendo nuevas posibilidades para la recolección de datos científicos sobre composición química, dinámica atmosférica y radiación solar.
El desarrollo de estos drones sin partes móviles podría revolucionar no solo la investigación atmosférica, sino también la vigilancia medioambiental, la detección de contaminantes y el estudio de fenómenos meteorológicos extremos. Al eliminar componentes mecánicos, se simplifican los procesos de fabricación y mantenimiento, y se reduce el peso total de la carga útil, permitiendo lanzar múltiples unidades en una sola misión y así cubrir áreas extensas de forma simultánea.
Aunque el proyecto aún se encuentra en una fase experimental, la NASA ha mostrado un gran interés en sus avances. El respaldo institucional y la financiación permitirán realizar pruebas en cámaras de vacío y, eventualmente, en entornos reales a gran altitud. Si la tecnología demuestra su eficacia, podría sentar las bases para una nueva generación de vehículos atmosféricos autónomos, ligeros y altamente resistentes, capaces de operar en condiciones hasta ahora inalcanzables para la ingeniería aeroespacial convencional.
En definitiva, la levitación fotoforética representa una vía prometedora para el futuro de la exploración atmosférica, combinando principios físicos innovadores con aplicaciones prácticas de alto impacto. (Fuente: NASA)
