Nave spaziale grande come una mosca per l’esplorazione di Marte

La NASA prepara per la metà di quest’anno il lancio del nuovissimo “rover” Perseverance, che raggiungerà Marte nel febbraio 2021. Il veicolo di esplorazione porterà a bordo del Mars Helicopter, il primo aeromobile a viaggiare sul pianeta rosso, il cui compito escluderà la raccolta i dati e saranno limitati alle manovre di volo.

Davanti all’alto rischio di perdere il costoso dispositivo a causa di qualsiasi evento imprevisto, gli ingegneri dell’Università della Pennsylvania propongono di sostituirlo con una flottiglia di piccoli artefatti volanti di dimensioni e peso simili a una mosca, ma privi di componenti mobili, per esplorare l’atmosfera marziana.

Si tratta di fogli di nano-cartone che – come dimostrato da un recente lavoro pubblicato sulla rivista Advanced Materials – sono in grado di levitare in un ambiente simile a quello di Marte quando ricevono luce proiettata sulla loro superficie.

Solleva 10 volte il suo peso. Ciò è possibile grazie al fatto che un lato del foglio – una struttura di pochi nanometri con canali cavi simili a quelli del cartone ondulato – si riscalda, facendo sì che l’aria all’interno inizi a circolare a causa della differenza di temperatura e generare forza di spinta.

Sfruttando il fatto che l’atmosfera marziana è più sottile, e quindi con meno resistenza, nonché una gravità relativamente più debole, questi piccoli aerei sarebbero in grado di trasportare carichi utili che superano fino a 10 volte il loro peso.

“Il Mars Helicopter è molto eccitante, ma è ancora una macchina unica e complicata. Se qualcosa va storto, il suo esperimento è finito, in quanto non c’è modo di ripararlo”, ha detto Igor Bargatin, uno dei principali autori dello studio. “Proponiamo un approccio completamente diverso, che non mette tutte le uova nello stesso paniere”, ha aggiunto su EurekAlert.

I ricercatori hanno già testato questa tecnologia, attaccando anelli di silicone sulla parte superiore dei fogli di nano-cartone per simulare il trasporto di carichi utili.

Applicazioni su Marte e sulla Terra

Una delle loro possibili applicazioni sarebbe quella di dotarli di sensori chimici per rilevare acqua o metano, elementi chiave per lo sviluppo della vita su Marte. Oppure potrebbero raccogliere particelle di sabbia o polvere e trasportarle sul “rover” senza che sia necessario spostarsi. Tuttavia, dato il suo peso irrisorio, vicino a un terzo di milligrammo e la sua limitazione per il trasporto di carichi, sarebbero necessari più di un milione di questi dispositivi per eguagliare la massa del Mars Helicopter.

Infine, gli esperti hanno spiegato che il pilotaggio di questi piccoli velivoli può essere ottenuto proiettando un laser dal “rover”, controllando così la direzione in cui circola l’aria all’interno del foglio, a seconda di quale delle sue parti viene riscaldata da un raggio. Né ne escludono l’uso sul nostro pianeta, in particolare per studiare la mesosfera, che è troppo bassa per i satelliti e troppo alta per gli aeroplani e le mongolfiere.