Беспилотный летательный аппарат Mars Helicopter, который вместе с марсоходом Perseverance (Mars-2020) скоро отправится на Красную Планету, в случае поломки любой детали его хрупкой конструкции может превратиться в кусок бесполезного металлолома. Понимая большую вероятность такого неблагоприятного исхода, ученые ищут альтернативные варианты, и к таким альтернативным вариантам смело можно отнести крошечные, дешевые и буквально одноразовые «нанокартонные самолетики», разработанные исследователями из Пенсильванского университета.
На самом деле эти маленькие, плоские прямоугольные устройства изготовлены не из бумаги или картона. Материал, из которого они изготовлены, представляет собой пластину оксида алюминия, внутренний объем которой пронизан микроканалами так, что эту пластину условно можно считать полой внутри. Наличие микроканалов повышает жесткость материала, они, эти микроканалы, не позволяют распространяться микротрещинам и придают поверхности материала рифленую структуру, чем-то напоминающую структуру картона.
Более того, наличие сквозных микроканалов позволяет пластине материала летать в буквальном смысле. Когда верхняя часть пластины нагревается под воздействием света, температурный дифференциал между верхней и нижней сторонами пластины заставляет воздух входить в верхнее отверстие микроканала и выходить из нижнего отверстия. Это создает своего рода воздушную подушку, поднимающую вверх пластину материала.
Каждое из созданных исследователями устройств весит приблизительно как мушка-дрозофила, но в условиях слабой гравитации и разреженной атмосферы на Марсе, такое устройство будет способно поднимать груз, в десять раз превышающий его собственный вес. Тем не менее, это все равно обуславливает очень жесткие ограничения по весу груза, и ученые занимаются сейчас разработкой миниатюризированных и очень легких химических и оптических датчиков, которые могут быть установлены и подняты в воздух «нанокартонными самолетиками».
Вполне вероятно, что ученым также удастся реализовать технологию управления полетом такого «самолетика». Такое устройство может быть запущено при помощи специального приспособления, установленного на марсоходе, а специальный лазер будет следить за полетом и корректировать его траекторию, освещая и нагревая определенные участки поверхности «летающей пластины». И, если на марсоходе будет установлено несколько лазеров, он сможет держать под своим контролем сразу группу летательных аппаратов, выполняющих каждый свою задачу и одну общую задачу совместными усилиями.
Источник: