人類對(duì)火星的好奇與探索欲望從未停歇,尤其是關(guān)于火星上是否存在生命以及人類未來(lái)是否能移民火星的疑問(wèn),更是激發(fā)了全球科學(xué)界的探索熱情。2020年,美國(guó)宇航局計(jì)劃發(fā)射“毅力號(hào)”火星探測(cè)車,這將是繼前三輛美國(guó)探測(cè)車之后,再次踏上火星地表的探索先鋒。

然而,僅憑現(xiàn)有的火星車進(jìn)行探索,進(jìn)程緩慢。以正在火星執(zhí)行任務(wù)的“好奇號(hào)”為例,其每日行進(jìn)距離僅為20米,這樣的速度顯然無(wú)法滿足人類對(duì)于火星全面探索的迫切需求。面對(duì)這一挑戰(zhàn),美國(guó)宇航局的科學(xué)家們提出了創(chuàng)新的解決方案——利用“納米紙飛機(jī)”技術(shù)。
在自然界中,螞蟻和蜜蜂等昆蟲(chóng)通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作,能夠高效地尋找和分享食物。受此啟發(fā),科學(xué)家們?cè)O(shè)想在火星上釋放一群機(jī)器人“蜂群”,以協(xié)助火星車進(jìn)行更廣泛的探索。然而,這一設(shè)想面臨一個(gè)難題:火星車容量有限,難以裝載大量機(jī)器人,且小型機(jī)器人難以搭載足夠的能源進(jìn)行遠(yuǎn)距離飛行。
正是在這個(gè)背景下,“納米紙飛機(jī)”應(yīng)運(yùn)而生。這種紙飛機(jī)由納米紙板材料制成,主材料為氧化鋁薄膜,通過(guò)堆疊成中空板結(jié)構(gòu),形成類似瓦楞紙板的孔洞夾層,從而大大增強(qiáng)了其強(qiáng)度和硬度。納米紙板的硬度是同質(zhì)量實(shí)心紙板的一萬(wàn)倍,同時(shí)重量輕、彈性大,即使彎曲超過(guò)90°也能恢復(fù)原狀。
納米紙飛機(jī)不僅具有這些物理特性上的優(yōu)勢(shì),更重要的是,它不需要額外的能源就能飛行。在火星上,它可以利用風(fēng)力以及由太陽(yáng)光照射產(chǎn)生的溫度差異形成的風(fēng)力,實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的飛行。火星的重力僅為地球的38%,這使得納米紙飛機(jī)能夠攜帶超過(guò)自身重量10倍的探測(cè)器,盡管其自重僅為1/3毫克。
研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在納米紙飛機(jī)上安裝了自備光源的攝像頭,用于完成基本的拍攝任務(wù)。同時(shí),他們還在研制小型的探測(cè)水和甲烷的化學(xué)傳感器,這些設(shè)備將有助于科學(xué)家快速找到火星生命或潛在的人類宜居地。然而,納米紙飛機(jī)的召回問(wèn)題仍需解決。為此,科學(xué)家們計(jì)劃在飛機(jī)上安裝激光接收器,通過(guò)激光控制其受熱區(qū)域,從而調(diào)整飛行速度和方向。
在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們已經(jīng)能夠通過(guò)改變納米紙飛機(jī)的受熱區(qū)域來(lái)控制其起落。未來(lái),這種好用的火星“紙飛機(jī)”有望隨“毅力號(hào)”火星車一同前往火星,成為火星的“向?qū)А保诨鹦擒嚽胺绞占缆沸畔ⅲ敢涓槙车匦旭偂M瑫r(shí),納米紙飛機(jī)也可能成為火星的“原住民”,在廣闊的火星上空飛行,記錄和研究火星的大氣與地質(zhì)特征,為人類尋找最適宜的棲息地提供寶貴數(shù)據(jù)。











