人类对火星的探索从未停歇,一个关键问题始终盘旋在科学家们的脑海中:人类能否在未来移民火星?为了解答这一谜团,美国宇航局计划在2020年发射“毅力号”火星探测车,这将是火星表面的第四辆美国探测车。
然而,仅靠探测车缓慢的行进速度,想要全面探索火星显然远远不够。以当前正在火星上执行任务的“好奇号”为例,它每天仅能移动20米。面对如此广阔的火星,科学家们急需新的探索手段。
在此背景下,美国宇航局的科学家们受到自然界中蚂蚁和蜜蜂觅食行为的启发,计划释放一批机器人“蜂群”来协助火星车进行探索。然而,如何在火星车有限的容量内装载大量小型机器人成为了一个难题。幸运的是,“纳米纸飞机”的诞生为这一难题提供了解决方案。
“纳米纸飞机”是由美国宾夕法尼亚大学物理学家伊戈尔·巴加丁团队研发的。这种纸飞机由纳米纸板制成,主材料是氧化铝薄膜,堆叠成中空板后,其硬度是同质量实心纸板的一万倍。纳米纸板不仅重量轻、弹性大,而且能够搭载小型设备,如摄像头和探测仪。
“纳米纸飞机”的飞行能力尤为出色。它不仅能依靠火星上的风力飞行,还能通过太阳光照射产生的温度差异,产生一股新的前进动力。这种独特的飞行方式,使得“纳米纸飞机”能够在火星上飞得更远、更灵活。
在火星上,由于重力仅为地球的38%,“纳米纸飞机”能够携带超过自身重量十倍的探测器。尽管每架纸飞机仅重1/3毫克,但它们所能携带的探测器仍然具有相当的重量。目前,研究团队已在“纳米纸飞机”上安装了自备光源的摄像头,并正在研制小型的探测水和甲烷的化学传感器。
为了实现对“纳米纸飞机”的召回和控制,巴加丁团队计划在纸飞机上安装激光接收器。通过激光照射来控制纸飞机的受热区域,从而调整其飞行速度和方向。在实验室实验中,巴加丁已经成功通过改变纸飞机的受热区域来控制其起落。
未来,“纳米纸飞机”有望随“毅力号”火星车一同前往火星。它们将成为火星的“向导”,在火星车前方收集道路信息,指引其更顺畅地行驶。同时,“纳米纸飞机”也有可能成为火星的“原住民”,在火星上四处飞行,记录和研究火星的大气与地质特征,为人类寻找最适宜的栖息地提供宝贵数据。