Исследователи из Гарвардского университета создали легкие летающие конструкции, которые могут парить в мезосфере — слое атмосферы на высоте 50–100 км — используя только солнечный свет.
Мезосфера остается одним из наименее изученных регионов Земли: она слишком высока для самолетов и метеозондов, но слишком низка для спутников, из-за чего здесь образуется «слепая зона» в атмосферных наблюдениях.
В основе новой технологии — фотофорез, явление, при котором молекулы газа сильнее отскакивают от нагретой стороны объекта, чем от холодной, создавая подъемную силу. Этот эффект возникает только в условиях экстремально низкого давления, характерных для мезосферы.
Разработанные конструкции — тонкие мембраны из керамического оксида алюминия толщиной около сантиметра, с покрытием из хрома на нижней стороне для поглощения света. Разница температур между верхней и нижней поверхностями под солнечным излучением генерирует фотофоретическую силу, превышающую вес мембраны.
Парящие частицы в эксперименте. Изображение: Ben Schafer, Jong-hyoung Kim, and Gyeong-Seok Hwang
В экспериментах в камере низкого давления образец шириной 1 см левитировал при давлении 26,7 Па под воздействием света интенсивностью всего 55% от солнечного, что соответствует условиям на высоте около 60 км.
Оснащенные легкими датчиками такие устройства смогут собирать данные о ветре, давлении и температуре в ранее недоступной области атмосферы, что поможет калибровать климатические модели и повысить точность прогнозов.
Помимо климатологии, возможны применения в телекоммуникациях, например, для быстрого развертывания плавучих антенн с возможностями передачи данных, сопоставимыми со спутниками Starlink, но с меньшей задержкой за счет близости к Земле.
Иллюстрация использования парящих зондов. Изображение: Ben Schafer and Jong-hyoung Kim
