本报讯 美国哈佛大学的Benjamin Schafer与合作者研究了一种小型太阳能漂浮装置,可以在大气层高处支持仪器。这种装置可用于气候监测和火星探索,无需传统燃料维持高度。近日,相关研究成果发表于《自然》。
光泳是一种气体(或液体)中悬浮的颗粒被光加热后产生的运动力,人们已经知道这种原理超过百年,但直到近期才开始探索它的实际用途。在地球大气层上层,空气十分稀薄,光泳的力强大到足以让小型物体漂浮。但迄今为止,大多数实验都集中在非常小而轻的材料上,将之扩展到更大、更实用的大型设备一直是个挑战。
Schafer和同事设计并建造了一种新型飞行结构,由两片薄而多孔的膜通过垂直支撑连接而成。结合计算机建模和实验优化,他们制作了一个宽1厘米的圆盘,能够在与高空阳光强度相当的光照下悬浮。他们还设计了一种3厘米宽的版本,计算机模型显示,它白天在75公里高空能够携带10毫克的载重,足以支撑包含射频天线、太阳能电池和集成电路在内的小型通信系统。
论文作者认为,现在的火星运输成本每公斤超过10万美元,而光泳装置在尺寸、重量和功耗方面均有显著优势,未来可用于执行传感和通信任务。(晋楠)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09281-8
《中国科学报》 (2025-08-18 第2版 国际)