Новое поколение миниатюрных летательных аппаратов разработали инженеры, способных использовать энергию солнечного света для движения в верхних слоях атмосферы. Эти устройства, в отличие от традиционных спутников, не нуждаются в топливе, поскольку принцип их работы основан на фотофорезе – явлении, характеризующемся движением нагреваемого светом объекта в газе. Хотя эффект фотофореза известен с XIX века, ранее он был реализован только для частиц и требовал применения мощных искусственных источников света.
Аппарат представляет собой конструкцию из двух тонких мембран с отверстиями, связанных между собой микроскопическими опорами. Это позволяет создать миниатюрный диск диаметром приблизительно в один сантиметр, который может удерживаться в воздухе благодаря воздействию солнечного света.
В своей работе авторы отмечают, что увеличение габаритов устройства позволит не только обеспечить парение, но и перевозить небольшие приборы и антенны. Такая возможность позволит использовать его для мониторинга температуры, давления, состава атмосферы и ветров на высотах, недоступных для обычных платформ.
Проект представляет значительный интерес для межпланетных исследований. Запуск традиционных спутников к Марсу по-прежнему требует огромных затрат, а отправка крупных зондов в его разрежённую атмосферу сопряжена с серьёзными техническими трудностями. Теоретически, новая технология позволяет запускать рой ультралёгких аппаратов, предназначенных для изучения климата и динамики атмосферы других планет.
Игорь Баргатин, профессор из Пенсильванского университета, подчеркивает: «Воплощение возможностей этой технологии позволит уже в ближайшие десять лет использовать рои фотофоретических аппаратов для сбора информации о температуре, давлении, составе атмосферы и ветрах в мезосфере, обеспечивая беспрецедентную детализацию».
Авторы работы полагают, что их изобретение способно расширить горизонты как фундаментальных климатических исследований, так и изучения экстремальных сред, охватывающих от верхних слоёв атмосферы Земли до воздушных океанов планет Солнечной системы. В дальнейшем команда планирует увеличить размеры аппаратов и создать миниатюрные научные инструменты для будущих миссий.