Учёные из Инженерной школы имени Джона А. Полсона Гарвардского университета разработали лёгкое дискообразное устройство, способное парить в мезосфере — слое атмосферы, расположенном на высоте 50–95 километров. Этот участок воздушного пространства традиционно считался «белым пятном» для науки: слишком высоко для самолётов и аэростатов, но слишком низко для орбитальных спутников.
Новинка использует физический эффект фотофореза — движение объекта под действием света в условиях разреженного газа. При нагревании одной стороны диска светом газовые молекулы отражаются от неё с большей силой, чем от прохладной стороны. Разница создаёт постоянный импульс, который поднимает устройство вверх.
Ключевой секрет — сверхмалая масса и миниатюрные размеры, что позволяет фотофоретической силе преодолеть собственный вес конструкции. Для этого исследователи применили нанофабрикацию, создав тонкие мембраны из керамической окиси алюминия с нижним слоем хрома, поглощающим свет.
Испытания и перспективы
Для проверки идеи разработчики построили низкодавленную камеру, имитирующую условия мезосферы. Эксперименты показали: диск диаметром всего 1 см смог парить при давлении 26,7 Паскаля (характерном для высоты 60 км) даже при освещении в 55% от солнечной интенсивности.
По словам профессора Чикагского университета Дэвида Кита, это первый случай, когда удалось создать крупную фотофоретическую конструкцию и заставить её летать в атмосфере.
Потенциал применения технологии широк:
- Климатические исследования — доставка датчиков для измерения скорости ветра, давления и температуры в труднодоступных слоях атмосферы.
- Телекоммуникации — создание парящих антенн для связи, включая оборонные и аварийные сценарии.
- Планетология — использование на Марсе или других планетах с разреженной атмосферой.
Исследователи уже работают над интеграцией модулей связи для передачи данных в реальном времени. Технология не требует топлива, батарей или солнечных панелей, что делает её устойчивой и экологичной.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
