Мини-зонды на фотолевитации: новый класс спутников для изучения атмосферы Земли и Марса

15.08.2025 10:03:00 | iXBT.com

Группа инженеров представила новое поколение миниатюрных летательных аппаратов, которые могут использовать энергию солнечного света для движения в верхних слоях атмосферы. В отличие от традиционных спутников, эти устройства не требуют топлива: принцип их работы основан на фотофорезе — явлении, при котором неравномерно нагреваемый светом объект движется в газе. Эффект фотофореза известен с XIX века, но до сих пор был реализован только для частиц либо с помощью мощных искусственных источников света.

Разработанный аппарат состоит из двух тонких, перфорированных мембран, соединённых микроподпорками. Такая конструкция формирует миниатюрный диск — всего около сантиметра в поперечнике — способный левитировать в воздухе под действием солнечного излучения.

Иллюстрация: Schafer et al. Nature

Авторы работы подчёркивают, что если увеличить размер устройства, то оно сможет не только парить, но и нести несложные приборы и антенны. Это позволит использовать его для мониторинга температуры, давления, состава атмосферы и ветров на высотах, где традиционные платформы работать не могут.

Особый интерес проект вызывает с точки зрения межпланетных исследований. Запуск классических спутников на Марс остаётся чрезвычайно дорогим, а отправка больших зондов в его разрежённую атмосферу технически сложна. Новая технология теоретически позволяет запускать рой сверхлёгких аппаратов, которые смогут изучать климат и динамику атмосферы других планет.

Профессор Игорь Баргатин из Пенсильванского университета отмечает: «Если реализовать потенциал этой технологии, то уже в ближайшее десятилетие рои подобных фотофоретических аппаратов смогут собирать данные о температуре, давлении, составе и ветрах в мезосфере с беспрецедентным пространственным разрешением».

Авторы работы считают, что их изобретение может открыть новые возможности как для фундаментальной климатологии, так и для изучения экстремальных сред — от верхних слоёв земной атмосферы до воздушных океанов планет Солнечной системы. В планах команды — дальнейшее увеличение размеров аппаратов и разработка миниатюрных научных инструментов для новых миссий.

Подробнее