22 февраля 2021
Для углублённого изучения погодных явлений на Земле метеорологам необходимы зонды в мезосфере на удалении от 50 до 80 км над поверхностью планеты. В этой зоне воздух разряжён настолько, что воздушным шарам и самолётам для полёта уже нет опоры, а для полётов космических аппаратов плотность воздуха всё ещё высока. Выход может быть найден в легчайших парящих устройствах, для движения которых хватит импульсов лазера или отражённого солнечного света.
Группа исследователей из Пенсильванского университета обнаружила, что под действием лазерного света очень тонкие диски могут левитировать в условиях, имитирующих мезосферу. Исследование представлено в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Работа была нацелена на изобретение способа полетов на очень больших высотах и изучение того, насколько хорошо предложенный способ себя проявляет на практике.
Учёные создали очень тонкие диски из майлара (аналог лавсана) диаметром 6 мм. Нижняя часть дисков была покрыта углеродными нанотрубками. Испытания проводились в камере с давлением 30 Па, как в мезосфере. Выяснилось, что при облучении лазерными импульсами или отражённым светом диски поднимались на значительную высоту. Более того, экспериментаторы смогли управлять направлением движения дисков, регулируя интенсивность «обстрела» световыми импульсами.
Учёные объяснили полученное явление неравномерностью нагрева нанотрубок снизу дисков. Тепло в слое трубок распространялось таким образом, что движение молекул воздуха внизу дисков происходило с большей скоростью, чем вверху. Диски вверх толкал не свет, а передающаяся импульсами света энергия.
Исследователи признают, что их работа носит предварительный характер. Остаётся неизвестным, сработает ли предложенный подход для дисков, сброшенных в мезосферу. Кроме того, требуется дополнительная работа, чтобы понять пределы масштабирования системы до дисков нужного размера.
Источник: 3dnews.ru
