• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22 августа, 07:33
Адель Романенкова
365

До самой труднодоступной части атмосферы решили добраться с помощью солнечного света

❋ 4.7

Инженеры предложили решение давно назревшей проблемы исследования мезосферы — того слоя атмосферы, где для авиации воздух слишком разреженный, а для космических аппаратов слишком плотный. По задумке, запустить туда измерительные приборы и задержать их там надолго можно будет с помощью солнечного света благодаря особой конструкции зондов.

Зонды, удерживаемые в мезосфере солнечным светом, в представлении художника
Зонды, удерживаемые в мезосфере солнечным светом, в представлении художника / © Schafer et al, 2025

На высотах примерно от 50 до 80-100 километров над Землей гораздо холоднее, чем в Антарктиде: температура опускается до минус 150 градусов Цельсия. Даже в расположенной выше термосфере теплее: там солнечная радиация уже может выбивать из атмосферных частиц электроны и такой бомбардировкой нагревает их. Этот пограничный слой называется мезосферой.

Живописные облака, которые светятся в небе уже после захода солнца, возникают именно там. Кстати, в последние годы на них все больше обращают внимание исследователи изменений климата, в основном из-за одного интересного парадокса: когда на Земле становится теплее от парникового эффекта, в мезосфере, наоборот, происходит охлаждение.

Это потому, что попадающее туда переизлученное тепло не перехватывается другими молекулами и почти беспрепятственно уходит в космос. От потепления на поверхности мезосфера больше заполняется водяным паром, который немедленно замерзает и превращается в такие самые высокие на Земле облака. Поэтому, если их часто замечают на сравнительно низкой высоте, это считается тревожным знаком для климатологов.

Мезосферные облака (вид из космоса) / © NASA

Пока мезосфера — самая малоизученная часть атмосферы. Она даже получила прозвище «игноросфера». Трудность в том, что самолету туда не подняться, а для спутников это, наоборот, слишком низко, ведь частицы будут чрезмерно сильно «тормозить» аппарат и быстро сведут его с орбиты. Напомним, даже на высоте 400 с лишним километров атмосферные частицы все время снижают Международную космическую станцию, поэтому приходится регулярно «приподнимать» ее с помощью двигательных импульсов.

Мезосферу, конечно, пытаются изучать с помощью космических аппаратов: к примеру, в 2007-2023 годах ее исследовал зонд NASA AIM, но он наблюдал целевой воздушный слой сверху — с высоты 600 километров. Непосредственно внутри мезосферы удается побывать разве что суборбитальным ракетам, однако их полет длится всего 15-20 минут. За это время датчики успевают собрать довольно скудный объем данных.

Именно эту проблему недавно попытались решить ученые из США, Южной Кореи и Бразилии. В статье для издания Nature они изложили концепцию миниатюрных зондов, которые должны подняться в мезосферу и курсировать в ней, возможно, много дней подряд. Летать они, по замыслу, будут под действием солнечного нагрева.

Предполагается закрепить датчики и средства связи на сверхтонкой и легкой мембране шестисантиметровой ширины. Под действием Солнца она будет нагреваться, и ближайшие к освещенной поверхности мезосферные частицы будут с силой отталкиваться от этой мембраны. Это и приводит ее в движение. Эффект называется фотофорезом. Правда, в обычной ситуации движение идет по направлению от источника света, в описываемом случае — вниз.

Хитрость в том, что мембрану предлагают сделать перфорированной, то есть с многочисленными отверстиями. Благодаря этому нагретые частицы будут поступать под нее и тем самым усиливать «давление» на атмосферу, которая окажет этому равноценное сопротивление снизу и начнет «толкать» конструкцию вверх.

Предложенные варианты использования зондов для исследования мезосферы / © Benjamin C. Schafer et al, 2025

Ученые успешно добились поднятия подобных дисков с помощью лазера в вакуумной камере, в которой воссоздали условия мезосферы. Мембраны имели ширину около сантиметра и были как минимум в тысячу раз тоньше человеческого волоса. В качестве материала использовали оксид алюминия, покрытый с одной стороны слоем хрома.

По расчетам, такие зонды можно будет сбросить в околоземное пространство на высоте примерно 50 километров с помощью аэростата, затем они полетят самостоятельно. Аппараты продолжат подниматься весь световой день, а после заката снова спустятся. Но это не обязательно означает завершение миссии: ученые надеются сделать зонды достаточно легкими для того, чтобы за ночь они не упали на нашу планету, а с рассветом их полет повторится по той же схеме.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Окончила факультет журналистики МГУ имени М.В. Ломоносова. Начинала в 2002 году как корреспондент и редактор новостного вещания на различных телеканалах, позже стала автором новостей науки и технологий в сетевых изданиях.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
18 ноября, 12:36
Игорь Байдов

Согласно учебникам истории, в бронзовом веке в казахской степи кочевали лишь немногочисленные племена со своими стадами. Но в начале 2000-х там обнаружили древнее поселение с остатками крупных домов, которое могло быть административным либо культурным центром. Это навело ученых на мысль, что жизнь в степи складывалась куда сложнее и была более организованной, чем предполагалось. Международная команда ученых представила новые результаты исследования этого поселения и выяснила, что на самом деле оно представляло собой крупнейший в этом регионе протогородской центр с масштабным производством оловянистой бронзы.

18 ноября, 18:24
Игорь Байдов

В темных лабиринтах подземного муравейника разыгрывается коварный сценарий, достойный политического триллера. Вместо того чтобы силой захватить трон, королева одного вида муравьев применяет хитрую тактику. Она проникает в чужую крепость и с помощью поддельного химического сигнала подстрекает верную стражу к свержению собственной повелительницы. Результат — жестокая казнь законной королевы и добровольное подчинение всего муравейника новой владычице.

19 ноября, 07:55
Игорь Байдов

Крошечная глиняная фигурка возрастом 12 тысяч лет, найденная в Израиле еще в 2019 году, долгое время озадачивала ученых. Дело в том, что на ней изображен сюжет, который никак не могли расшифровать. После тщательного анализа это удалось сделать международной команде исследователей. Они пришли к выводу, что на статуэтке, вероятно, изображен анимистический ритуал.

15 ноября, 21:54
Редакция Naked Science

Ю-Цон Тан (YuCong Tang) — концептуальный художник из Китая. Научно-фантастические мотивы — одно из основных направлений его творчества. Он исследует, как научные открытия и технологии будущего трансформируют среду обитания.

18 ноября, 12:36
Игорь Байдов

Согласно учебникам истории, в бронзовом веке в казахской степи кочевали лишь немногочисленные племена со своими стадами. Но в начале 2000-х там обнаружили древнее поселение с остатками крупных домов, которое могло быть административным либо культурным центром. Это навело ученых на мысль, что жизнь в степи складывалась куда сложнее и была более организованной, чем предполагалось. Международная команда ученых представила новые результаты исследования этого поселения и выяснила, что на самом деле оно представляло собой крупнейший в этом регионе протогородской центр с масштабным производством оловянистой бронзы.

15 ноября, 10:10
Любовь С.

Наблюдая за сверхновой 2024 ggi спустя всего 26 часов после вспышки, астрономы напрямую определили форму ударной волны в момент ее прорыва из звезды. Открытие позволит уточнить механизмы гибели массивных светил и может привести к пересмотру существующих моделей возникновения сверхновых.

25 октября, 10:40
Любовь С.

Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

24 октября, 14:02
РТУ МИРЭА

В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно