太陽光だけで浮遊する飛行体米国が技術開発

001 2025/08/21(木) 20:17:28 ID:/lL5YoOS1c

太陽光だけで浮遊する飛行体、米国チームが技術開発
高度50～100kmの未開拓層でも浮く　通信中継などに活用

米ハーバード大学などに所属する研究者らがNature誌で発表した論文
1873年にクルックスが放射計で実証した｢光泳動｣という現象がある。
これは光が当たると希薄な気体中で物体が動く現象であるが、その実用的な応用は
長らく困難とされてきた。なぜなら、従来の方式では飛行体のサイズが平均自由行程よりも
小さくなければならず、成層圏では10nm、中間圏でも1cm程度に制限されていたためだ。

研究チームが開発した新技術は、｢熱遷移｣と呼ばれるメカニズムを活用している。
100nmという極薄の酸化アルミニウム膜を2枚、間隔を開けて配置し、その間を垂直の柱で
つなぐ構造を採用した。各膜には微細な穴が無数にあり、下側の膜に太陽光を吸収する
特殊なコーティングを施すことで、上下の膜に温度差が生じる。この温度差により穴を
通過する気体の流れが発生し、その反作用として飛行体全体に浮力が生まれる仕組みだ。

実験では1cm四方の試作品を用いて検証を行った。地上の大気圧の約3800分の1に相当する
26.7Paという極めて希薄な環境下で、太陽光強度の55％にあたる750W/m2の光を照射したところ、
実際に浮遊することを確認。構造全体の面密度は1平方メートル当たり1g程度という軽さを実現している。

実験結果を踏まえた理論上の設計プランとして、半径3cmの飛行体を設計すれば、高度75kmで10mgの
ペイロードを搭載できると述べている。
この技術が浮遊させられる領域は貴重だ。高度50km以下は成層圏気球や高高度航空機がカバーし、
200km以上は低軌道衛星が周回しているが、その間の中間圏付近は継続的な観測手段が存在しなかった。
今回の技術はこの辺りの空白領域である未開拓層を埋め、太陽エネルギーのみの長期間滞空で、
大気の直接観測や気象データの収集、さらには衛星間通信の中継などに活用できる可能性がある。
https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2508/20/news039....