國際學術期刊《自然》最新發(fā)表一篇工程學論文稱，研究人員研發(fā)出一種小型太陽能漂浮裝置，或可在大氣層高處支持相關儀器設備。這種裝置利用光泳無需傳統燃料維持高度，可用于空間天氣監(jiān)測和火星探索等，應用潛力巨大。

該論文介紹，光泳(Photophoresis)是一種氣體(或液體)中懸浮的顆粒被光加熱后產生的運動力，人們已經知道這種原理超過百年，但直到近期才開始探索它的實際用途。在地球大氣層上層，空氣十分稀薄，光泳的力強到足以讓小型物體漂浮。但迄今為止，大多數實驗都集中在非常小而輕的材料上，將之擴展到更大、更實用的大型設備一直是個挑戰(zhàn)。

本次研究成果及相關應用的想象示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖

在本項研究中，論文通訊作者、美國哈佛大學Benjamin C. Schafer和同事及合作者設計建造了一種新型飛行結構，由兩片薄而多孔的膜通過微小的垂直支撐連接而成。結合計算機建模和實驗室實驗優(yōu)化光泳力后，他們制作出一個寬1厘米的圓盤，能夠在與高空陽光強度相當的光照下懸浮。

論文作者還提出一種3厘米寬的版本，計算機模型顯示它白天在75公里高空能夠攜帶10毫克的載重，足以支撐包含射頻天線、太陽能電池和集成電路的小型通信系統。

論文作者總結表示，這項研究發(fā)現凸顯了光泳飛行作為監(jiān)測地球大氣甚至探索其他行星的工具的潛力。他們認為，現在的火星運輸成本每公斤超過10萬美元，而相比專門的火星衛(wèi)星，光泳裝置在尺寸、重量和功耗方面均有顯著優(yōu)勢，未來可用于執(zhí)行傳感和通信任務。

他們透露，光泳飛行器未來的設計，可以包含導航系統、增加載荷能力和運行時長，以及執(zhí)行更大規(guī)模的任務。