Наноэнтузировка обеспечивает мезосферные атмосферные датчики

Атмосфера Земли большая, простирающаяся примерно до 10 000 километров от поверхности планеты. На самом деле настолько велик, что ученые разбивают его на пять отдельных разделов. Есть один конкретный раздел, который не получил много внимания из -за трудностей в поддержании какого -либо ремесла.

Самолеты и воздушные шары может посетить тропосферу и стратосферу, две секции, ближайшие к земле, в то время как спутники может сидеть на орбите на термосфере и экзосферу, позволяя платформу для последовательных наблюдений. Но мезосфера, секция в середине, слишком близко, чтобы иметь стабильную орбиту, но слишком скудную в плотности воздуха для традиционных самолетов или воздушных шаров для работы.

В результате у нас не так много данных, но это влияет на климат и прогнозирование погодыТаким образом, ученым просто пришлось сделать много предположений о том, как это похоже на. Теперь новое исследование исследователей в Гарвард и Чикагский университет могло бы найти способ Поместите платформы стабильных зондирования в мезосферу, используя новый механизм полета, известный как фотофорезПолем

Сама мезосфера расположена на расстоянии 50 и 85 км вверх, и, хотя технически она не рассматривается «пространство», она сильно отличается от более низких уровней атмосферы, к которой мы больше привыкли. Это затронута как погода снизу и выше, реагируя на Солнечные штормы так часто, как ураганыПолем Поскольку он служит такого рода уровня интерфейса, он играет важную роль в том, как слои как выше, так и ниже его реагируют.

Но мы не смогли разместить в нем какое -либо стабильное оборудование для мониторинга из -за сложности двух типов систем постоянного мониторинга, которые у нас есть – Balloons и спутникиПолем Это привело к прозвищу “неверосфераПотому что ученые были вынуждены по существу игнорировать существование этого слоя атмосферы из -за отсутствия данных.

Фотофорез мощет новый атмосферный датчик

Введите Новая бумагаопубликовано 13 августа в ПриродаВ о долгосрочных датчиках в мезосфере. Фотофорез – это процесс, когда больше энергии создается, когда молекулы газа отскакивают от «теплой» стороны объекта, чем его «прохладная» сторона. В этом случае теплая сторона – это сторона объекта, обращенного к солнцу, а прохладная сторона – нижняя сторона, обращенная на землю. Эффект заметен только в условиях низкого давления, что именно то, что такое мезосфера.

По общему признанию, сила фотофореза незначительно, поэтому у исследователей приходилось разрабатывать действительно крошечные детали, чтобы иметь какие -либо шансы воспользоваться этим. Они набрали экспертов в нанопродажа Методы для создания сантиметровых структур в качестве доказательства концепции и протестировали их в вакуумной камере, предназначенной для того же давления, что и мезосфера.

Прототипы отреагировали, как и ожидалось, и удалось поднять структуру, при этом всего 55 процентов солнечного света при давлении, сопоставимого с мезосферой. Это знаменует собой первое, что кто-либо когда-либо продемонстрировал функциональный прототип полета с фотофорез, в основном из-за того, насколько легкой была сама структура.

Устройства, основанные на этой технике, могут быть отправлены для мониторинга мезосферы, но они также могут быть полезны дальше. Марс является очевидным кандидатом, потому что его низкое давление и разреженная атмосфера являются отличительными знаками планеты, но также в значительной степени неисследованной на разных слоях. Другие планеты и луны также могут быть потенциальными целями – все, у кого есть атмосфера, которая достаточно запасной, чтобы поддержать левитирующий космический корабль, может быть подан одним из этих листовков.

К сожалению, еще остается какая -то передовая инженерия. Техника наноэкрашивания, которая использовалась для построения структуры полета, не включала какое -либо функциональное оборудование, такое как датчики или Беспроводное общение оборудование. Структура, которая просто плавает без передачи данных, не полезна с науки, поэтому для того, чтобы эти устройства начали оказывать научное влияние, которое они надеются, необходимо улучшить методы наноэкранирования, чтобы создать функциональную полезную нагрузку.

Исследователи, хотя и не сомневаются, что возможно, и уже создали стартап -компанию под названием Разреженные технологиикоторая была принята в программу прорывной энергетики в прошлом году. С этой поддержкой и некоторыми продолжающимися исследованиями в области наноэкрашивания, мы надеемся, что это будет только вопросом времени, когда мы увидим датчики размером с сантиметр, разбросанные по всей «игрисферу» и за его пределами.