近日哈佛大學發明了一種「光泳」飛行器,在無需燃料情況下可以高空漂浮。並且這種漂浮是大氣層漂浮,就是周圍還有空氣分子,不是衛星那種無摩擦情況下的軌道漂浮。這個技術國內媒體也做了報導,乍一看非常神奇,但其實原理一點兒都不複雜。

這裡我先請大家思考一個問題,無需燃料的大氣層飛行器很罕見嗎?氦氣球是不是就是其中一種?灌滿氦氣就可以漂浮,不需要任何燃料及動力。另外熱氣球是不是也可以高空漂浮?只不過熱氣球需要燃料。那如果把熱氣球的燃料換成太陽能呢?設想一種最簡單的裝置,在熱氣球下方裝一個凹面聚光鏡,通過匯聚陽光加熱空氣,空氣上升就可以托舉熱氣球。哈佛「光泳」飛行器的原理與此如出一轍,只不過它沒用聚光鏡也沒用氣球。那它是怎麼做到的呢?它是用了兩層兩片氧化鋁薄膜。
為啥兩片氧化鋁薄膜,就能起到與太陽能熱氣球類似的效果?秘密就在這兩層薄膜的太陽光吸收率上。下層的薄膜經過特殊處理,添加了鉻層,光吸收能力比上層強,所以下層薄膜附近的空氣就會比上層薄膜附近的熱,因而會向上層運動,把飛行器托舉起來。
那是不是哈佛這個「光泳」飛行器,與太陽能熱氣球一般無二,沒有任何先進之處呢?並不是!它的神奇之處在於尺寸非常小,圓盤直徑只要1厘米,就可以在高空漂浮,而直徑3厘米的圓盤,就可以攜帶10毫克載重,漂浮於75公里高空。當然缺點也顯而易見,就是必須白天才行,晚上沒了太陽就飄不動了。所以這種飛行器估計還需要搭配一個降落傘使用,避免晚上高度下降太大,然後等白天再被太陽照上去。有些人可能會擔心陰雨天氣,這個倒完全沒必要,75公里高空是沒有陰雨的。所以夜晚是唯一的問題。
這個「光泳」飛行器的應用前景,不止在地球大氣層,還可以在火星大氣層。沒錯,火星也是有大氣層的,只是比較稀薄。而這個「光泳」飛行器,正是在這種稀薄大氣中使用的,在地球上它工作的高度也是大氣稀薄區。
有人可能會說,直徑3厘米的飛行器有什麼用呢?還不如高空氣球。這樣說大家可能忽略了一個問題,就是根據現在的半導體技術,3厘米飛行器的10毫克載重,已經可以裝載太陽能電池、集成電路和射頻天線,就是收發信號已經沒問題了。而因為這個飛行器特別小,那就特別不容易被發現,如果被當做間諜衛星,那威脅就太大了。它可以長期漂浮在你家上空,而幾乎不可能被發現,畢竟直徑只有3厘米。更有甚者,他們還有1厘米的版本,那基本是不可能被看見了。
還有一個潛在用途,就是現在馬斯克的星鏈衛星,因為運行軌道比較低,還有稀薄的大氣分子,因此容易帶些燃料維持高度,燃料用完了就會往下掉。那如果把這個「光泳」飛行器做到星鏈衛星的尺寸仍能保持漂浮的話,那用這個來做星鏈衛星就太香了。
哈佛這個技術,一定有一些獨有的黑科技或專利,但方案既然已經公開,相信我國也能很快做出來,並且我們一定會魔改做出更逆天的版本。所以倒也不用太擔心,畢竟我們的科學家也不是吃素的!