Под въздействието на светлината частици прах “хвърлят ръкавица” на гравитацията и се откъсват от притеглянето. Този ефект, изиграл не малка роля при формирането на планетите и астероидите, може да намери практическо приложение не само в устройства за намаляване на запрашеността, но и в космическите двигатели.

При въздействие на слой прах с червен лазерен лъч се наблюдава – подобно на фонтаните – изхвърляне на частици. Изучавайки този ефект от всички достъпни аспекти, учените са стигнали до извода, че възникването му е свързано с фотофорезата и “парниковият ефект” в твърдо тяло, съобщава PhysOrg.

Фотофорезата – или движението на частици под въздействието на светлина – се базира на отдавна известния ефект, наричан термофореза, т.е. движение на частици под въздействие на топлината. В среди с разлика в температурите частиците ще се преместват от по-топла област към по-студена. Когато за източник на топлината служи енергията, приета от падащата светлина, процесът се нарича фотофореза.

В допълнение на повърхностната промяна на температурата в процеса играе роля и “парниковият ефект” на твърдо тяло. Той възниква в следствие на това, че лазерният лъч нагрява най-силно частиците, намиращи се на не много голяма дълбочина от повърхностния слой – максимум на дълбочина 100 мкм, което представлява няколко десетки слоя частици.

Учените са изчислили, че за освобождаването на една сферична частица с размер 1мкм е необходима сила 10^-7N. При експериментите екипът наблюдавал частици, издигащи се на 5см. Това обаче не е границата. Височината на “изстрелване” вероятно зависи от разпределението и размера на частиците, силите на взаимното им сцепление и мощността на лазерния лъч, предполагат учените.

При мощност 50mW излъчването прониква в слоя прах на дълбочина до няколко милиметра. Температурата се намалява с увеличаване на дълбочината, но фактически достига максимална стойност не на повърхността, а на дълбочина 100 мкм. Така се създава обратен температурен градиент около повърхността, който предизвиква изхвърлянето на частиците. При експеримента е установено също, че след прекратяване на лазерното излъчване в продължение на няколко десетки секунди точката на максималният температурен градиент се измества още по-навътре, заради по-бързото изстиване на повърхността, което пък довежда до усилване на фотофорезата.

Фотофорезата се наблюдава най-добре при ниско налягане. Експериментите са правни при налягане 10 милибара, което представлява около 0,01 от нормалното атмосферно налягане на Земята. Поради тази причина фотофорезата играе малка роля върху земният прах. В ранните стадии на формиране на планетите и звездите обаче фотофорезата при ниско налягане вероятно е играла значителна роля. Най-вече при оформяне на дисковете от прах и газ, който от своя страна довели до образуването на небесните тела.

Учените са на мнение, че в бъдеще фотофорезата може да намери практическо приложение в условията на разредената марсианска атмосфера. Например, технологията може да се използва за конструирането на автомати, които да почистват натрупванията от прах върху колекторите на слънчевите батерии.

Освен това, учените се опитват да създадат космическо платно, което да използва ефектът на фотофорезата вместо лъчевото налягане. Подобно “платно” би могло да прилича на рибарска мрежа. То ще работи на принципа на отрицателната фотофореза и според физиците би могло да се използва за двигател на малки сонди. Платно с размери 10x10 м ще е достатъчно, за задвижването на полезен товар от около 10 килограма, за сметка на “пасивното” слънчево излъчване.