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前言
地球大气中的中间层，因“飞机够不着、卫星嫌太低”的尴尬定位，成了人类探测多年的“空白地带”，而一款完全靠阳光驱动、没有任何传统推进系统的飞行器，如今要打破这片沉寂。
为什么中间层是“最神秘禁区”？
地球大气分层中，中间层夹在平流层与热层之间，距离地面50至100公里，这片区域既没有对流层的风雨雷电，也没有平流层的民航客机轨迹，更没有热层里的卫星运行痕迹，长期处于人类探测的“盲区”。对依赖传统动力的飞机和气象气球而言，50至100公里的高度远超其爬升极限，即使通过特殊手段勉强抵达，也无法维持长期停留，更谈不上稳定采集数据。对卫星来说，这一高度又过低，大气阻力会快速消耗卫星能量，难以维持稳定轨道，稍不留神就会因阻力坠落，这种“高不成低不就”的特性，让中间层成为大气科学研究中数据最稀缺的区域。
这款“阳光飞行器”不一般
在中间层探测长期停滞的背景下，科研团队研发的一款全新飞行装置，成了打破僵局的关键，这款装置与所有传统飞行器都不同，它不需要燃烧任何燃料，没有旋转的旋翼，也不依赖火箭、喷气等常规推进系统，唯一的动力来源就是阳光。此前人类探索的光照悬浮技术，始终面临两大难以突破的瓶颈，要么只能在微观尺度上实现，比如让微米级的颗粒悬浮，根本无法应用于实际探测。要么需要依赖强度远超自然阳光的人造光源，这类光源体积大、能耗高，根本无法在高空环境中部署。而这款新装置不仅达到了厘米级的实用尺寸，还能在接近自然阳光强度的光照下实现悬浮，直接突破了过往技术的限制。
150年前的“小装置”埋下伏笔
这款阳光飞行器的技术原理，并非全新发现，其雏形最早出现在150多年前，1873年，英国化学家威廉・克鲁克斯发明了一款名为“光能辐射器”的装置，它由一个封闭的玻璃灯泡和一组安装在灯泡内转轴上的叶片构成。叶片的一面为黑色，能吸收绝大多数照射而来的可见光；另一面为白色，会将大部分光线向四周反射，当强光照射在辐射器上时，叶片会自发旋转。起初，克鲁克斯认为这种旋转是由光的辐射压推动，但后续研究很快推翻了这一结论，若真为辐射压，叶片应向相反方向转动，因为反射光的白面获得的动量会更大。真正推动叶片旋转的，是一种名为“光影”的物理现象，在稀薄气体环境中，物体不同表面吸收光线的能力不同，会形成明显的温度差异。温度较高的表面（如辐射器的黑面）会让撞击它的气体分子更快反弹，获得更大动量；温度较低的表面（如辐射器的白面）则让分子反弹速度较慢，动量较小。这种动量差会让气体在物体周围形成从冷面流向热面的气流，气流的推力最终带动物体运动，不过，早期的光能辐射器受材料限制，光影产生的升力极弱，远不足以支撑装置悬浮，这一技术也因此沉寂了多年。
怎么让“光影”真能“扛住”飞行器？
科研团队要解决的核心问题，就是让光影产生的升力，足以支撑厘米级的装置实现稳定悬浮，他们从结构设计和材料选择两方面同时突破，最终打造出了超轻超薄的飞行结构。这款装置的核心结构由两片带有孔洞的氧化铝箔片构成，中间通过稀疏分布的垂直支撑连接，整体厚度仅为25纳米。为了进一步放大温度差，科研团队还在下方的箔片上镀了一层铬，铬具有极强的吸光性，能让下方箔片在光照下快速升温；而上方箔片未做特殊处理，升温速度远慢于下方。这种设计让上下箔片的温度差进一步拉大，气体分子撞击时的动量差也更显著，最终形成了足以支撑装置悬浮的升力。
结语
一旦这款阳光飞行器实现规模化应用，首先将彻底填补中间层气候数据的空白，若在装置上装配微型传感器，它便能长期悬浮于中间层，实时记录气温、气压、风速等关键气象数据。这些数据对校准气候模型至关重要，而气候模型是精准天气预报和长期气候变化预测的基础，能帮助人类更准确地应对极端天气和气候变暖带来的影响。更长远来看，这款装置还为深空探索提供了全新思路，火星的大气非常稀薄，恰好符合光影现象发挥作用的环境，稀薄的大气能减少气体对装置的阻力，同时让温度差引发的动量差更明显，不需要太大能耗就能维持悬浮。若将阳光飞行器适配火星的大气和光照条件，未来或许能看到它漂浮在火星的天空中，实时向地球传输火星表面的气象数据和图像，为人类探索火星提供全新的观测视角。