北京
国际学术期刊《自然》最新发表一篇工程学论文称，研究人员研发出一种小型太阳能漂浮装置，或可在大气层高处支持相关仪器设备。这种装置利用光泳无需传统燃料维持高度，可用于空间天气监测和火星探索等，应用潜力巨大。
该论文介绍，光泳(Photophoresis)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。
本次研究成果及相关应用的想象示意图(图片来自论文)。施普林格·自然 供图
在本项研究中，论文通讯作者、美国哈佛大学Benjamin C. Schafer和同事及合作者设计建造了一种新型飞行结构，由两片薄而多孔的膜通过微小的垂直支撑连接而成。结合计算机建模和实验室实验优化光泳力后，他们制作出一个宽1厘米的圆盘，能够在与高空阳光强度相当的光照下悬浮。
论文作者还提出一种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的小型通信系统。
论文作者总结表示，这项研究发现凸显了光泳飞行作为监测地球大气甚至探索其他行星的工具的潜力。他们认为，现在的火星运输成本每公斤超过10万美元，而相比专门的火星卫星，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。
他们透露，光泳飞行器未来的设计，可以包含导航系统、增加载荷能力和运行时长，以及执行更大规模的任务。
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