Продемонстрированы прототипы микродронов, способных летать у самой границы космоса — Naked Science
15 февраля
Сергей Васильев
2

Продемонстрированы прототипы микродронов, способных летать у самой границы космоса

4.8

Микроскопические пластиковые диски, покрытые нанотрубками, способны левитировать под действием солнечных лучей, подобно миниатюрным коврам-самолетам.

Схема экспериментальной установки; вверху виден левитирующий диск
Схема экспериментальной установки; вверху виден левитирующий диск / ©Matthew Campbell, Mohsen Azadi

Условной границей атмосферы и космического пространства считается линия Кармана высотой 100 километров. Выше этого уровня воздух становится слишком разреженным, и, чтобы аэродинамические аппараты — такие как самолеты — могли оставаться в полете, им потребуется развивать скорость, равную первой космической. Это делает авиацию на такой высоте практически бессмысленной.

Однако в реальности редко какие самолеты поднимаются выше 10-километровой высоты. А в мезосфере Земли, на высотах 50-80 километров, воздух уже так разрежен, что двигаться там могут лишь специализированные летательные аппараты и даже воздушные шары удерживаются в полете с трудом. Использовать эти высоты с пользой позволят микродроны новой конструкции, которые команда Игоря Баргатина из Университета Пенсильвании представила на страницах журнала Science Advances.

©Science News, Azadi et al., 2021

Для демонстрации концепции авторы использовали небольшие (шесть миллиметров в диаметре) диски, вырезанные из легкого, прозрачного полиэтилентерефталата (ПЭТ, он же — майлар или лавсан). Нижнюю сторону окружностей покрыли тонким слоем углеродных нанотрубок. Помещенные в вакуумную камеру, в которой имитировалась плотность воздуха на высоте мезосферы, такие устройства могли оставаться в полете за счет энергии падающего излучения — как лазерного, так и обычного солнечного.

Дело в том, что углеродные нанотрубки замечательно поглощают прошедшее сквозь ПЭТ излучение, заметно нагреваясь. Это вызывает локальное повышение температуры воздуха под диском, что, в свою очередь, создает направленную вверх подъемную силу, которая удерживает миниатюрный диск в воздухе, словно летающий «ковер-самолет» из сказки.

Левитация микроскопических частиц из-за неравномерного нагревания на свету называется фотофорезом, и, по словам авторов, им впервые удалось добиться стабильности такого полета. Расчеты показывают, что подобные микродроны могут подолгу, не расходуя энергии, оставаться в воздухе на большой высоте и нести на борту миниатюрные инструменты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 11:29
Илья Ведмеденко

В России разрабатывают перспективную гиперзвуковую ракету воздушного базирования. Ее, в частности, сможет применять стратегический бомбардировщик, создаваемый по программе ПАК ДА.

Вчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

15.02.2021
-
0
+
"Расчеты показывают, что подобные микродроны могут подолгу, не расходуя энергии, оставаться в воздухе" Ночью попадают же?)
15.02.2021
-
0
+
"мезосфере Земли, на высотах 50-80 километров, воздух уже так разрежен, что двигаться там могут лишь специализированные летательные аппараты и даже воздушные шары удерживаются в полете с трудом." Сергей, крайне сомнительным видится, чтобы воздушные шары добирались даже до 50 км. 40 да, Баумгартнер прыгал с 39 км, после отделения статостат подвсплыл, может, и на 1-2 км. Но вряд ли больше. А до 50 км какой аэростат поднимался, не напомните?
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: