Углубленное понимание физики мезосферы позволит в будущем составлять более точные прогнозы погоды и разрабатывать более эффективные климатические модели. Как полагают ученые, до этой труднодоступной области в состоянии добраться устройства, работающие на солнечной энергии, вроде того, который спроектировала команда из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук.

В основе их концепции — принцип фотофореза, позволяющий поднимать в воздух легкие объекты силой света. Эта идея была предложена еще в 1873 году, а недавние достижения в области нанотехнологий сделали ее более реализуемой. В условиях низкого давления мезосферы молекулы газа отскакивают от более теплой стороны объекта с большей силой, чем от холодной. Это создает постоянный импульс, действующий как подъемная сила. Обычно эта сила слишком слаба, однако новый летательный аппарат настолько маленький и легкий, что ее оказывается достаточно.

Исследователи разработали технологию нанопроизводства прочных устройств размером в несколько сантиметров, пишет IE. Оно состоит из тонких мембран из керамического оксида алюминия и слоя хрома для поглощения солнечного света.

Для моделирования условий мезосферы и демонстрации работоспособности устройства была построена камера низкого давления. Испытания показали, что конструкция шириной 1 см левитирует при давлении воздуха 26,7 Паскаля (что соответствует давлению на высоте 60 километров над Землей) при воздействии света (светодиода и лазера) интенсивностью всего 55% от солнечного света.

«Это первый случай, когда кто-либо продемонстрировал возможность создания относительно крупных фотофоретических структур и их перемещения в атмосфере», — отметил Дэвид Кит, профессор Чикагского университета, участвовавший в разработке.

Новое устройство может найти применение в метеорологии и климатологии, в сфере телекоммуникаций, а также в исследовании Марса и других планет.

Американская армия тестирует новые технологии для увеличения продолжительности полетов беспилотников, включая дроны на солнечных батареях. Компания AeroVironment провела в прошлом году испытания высотной платформы Sunglider, которая работает на солнечной энергии, выдерживает до 70 кг полезной нагрузки и может месяцами находиться в стратосфере.