Технология, о которой идет речь, предлагает новый подход к исследованию атмосферных слоев между 30 и 100 километрами, который исследователи стали называть «игноросферой». Этот участок атмосферы играет важную роль в глобальной климатической динамике, но долгосрочные измерения в этом диапазоне высот в настоящее время крайне затруднены. Используя новое предложение от Бенджамина Шаффера из Rarefied Technologies, NASA и ученые надеются запустить флот фотофоретических датчиков, способных витать в этой области в течение месяцев — это позволит собрать данные о климатических закономерностях, которые традиционно трудно зафиксировать.
Как действует фотофоретический эффект
Фотофоретический эффект становится ключевым механизмом для работы этих датчиков. По сути, он использует специальные материалы, которые взаимодействуют с солнечным светом и атмосферой, создавая так называемую»тепловую разницу» между верхней и нижней частями устройства. Верхняя часть датчика прозрачна, что позволяет свету проходить через нее и нагревать нижнюю светопоглощающую поверхность. Это создает разницу температур: молекулы газа, ударяясь о горячую поверхность, получают большую кинетическую энергию и, таким образом, уводят датчик вверх.
Важно отметить, что этот способ работает только в определенном диапазоне высот. На уровне моря или в вакууме данная технология не может функционировать из-за высокой плотности атмосферы или отсутствия газовых молекул, необходимых для передачи движения. Однако в диапазоне 30-100 километров всё работает практически безотказно, что открывает новые горизонты для изучения атмосферы Земли.
Простота развертывания
Развертывание датчиков предполагается выполнять с помощью высоколетящих воздушных шаров или звуковых ракет, которые поднимаются на высоту около 30 километров, после чего датчики будут выброшены и самовосходить до своей равновесной высоты в диапазоне 90-100 километров. Однако, поскольку датчики слишком легкие, им не требуется сложное оборудование для передачи данных, что значительно снижает их конечную стоимость. Вместо этого разработки предполагается отслеживать с помощью спутников, которые будут спроектированы с учетом отражения LIDAR-лучей.
Перед исследователями стоят определенные вызовы, включая необходимость учета колебаний высоты датчиков в течение ночи из-за изменения освещения. Таким образом, ученые планируют справиться с возможными трудностями, используя LIDAR для отслеживания большого числа датчиков, расположенных на различных высотах.
Комментарий SpaceDiscover
Идея применения солнечной энергии для управления движением датчиков в верхних слоях атмосферы — это не просто футуристическая концепция; это потенциально революционная технология, способная глубже понять атмосферные процессы и их влияние на климатические условия. Несмотря на некоторые технические вызовы, необходимость в таких инновациях для реального мониторинга климатических изменений становится все более актуальной. Реализация подобных проектов может значительно улучшить наше понимание динамики атмосферы, а также способствовать созданию надежных систем раннего предупреждения о климатических катастрофах.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
