美國太空總署的火星探測車「好奇號」計劃於本週日抵達這顆紅色星球。它體型堪比一輛SUV，這並非偶然：它需要攜帶165磅（約75公斤）的科學儀器，才能翻越巨石、深入溝壑。然而，將悍馬大小的機器人送上其他星球並非完全可行。首先，成本高昂。 （將一輛「好奇號」重量的探測車送上火星需要超過100萬磅（約300萬公斤）的燃料。）大型探測車也耗能龐大，且續航里程有限。為了因應未來的任務，一些渴望用更少資源進行更多科學研究的研究人員開始關注奈米機器人——每個奈米機器人的大小約為「好奇號」的十億分之一。
首批抵達火星的奈米機器人可能以「智慧塵埃」雲的形式出現——這些沙粒大小的機器人像沙塵暴一樣移動，利用火星風作為推進力。一艘環繞火星運作的太空船會將這些塵埃顆粒裝入一個膠囊，放入火星表面。之後，它們將利用火星的低重力（僅為地球的38%）借助稀薄的火星風飛行。格拉斯哥大學的物理學家約翰·巴克表示，根據他的電腦模擬，一次性投放3萬個機器人就能覆蓋數千平方英里的區域。每個機器人都包含一個奈米處理器、一個用於與相鄰顆粒通訊的天線、一個用於收集數據的感測器以及一個由電極控制的可變形聚合物外殼。著陸後，這些顆粒會根據自身情況改變外殼形狀，從光滑的表面變為凹凸不平的輪廓，從而產生阻力，幫助它們捕捉火星風力並飛行。這些微型探測器將利用其感測器收集火星氣流和化學成分的數據，然後將這些資訊傳輸給軌道飛行器，軌道飛行器將數據傳回地球。這個計畫聽起來或許複雜得不可思議，但實驗室裡已經存在可變形聚合物，巴克已經開始用公分級的原型測試這個概念中最具挑戰性的部分——通訊陣列。
一位工程師正在研發一種類似奈米機器人火星基地的裝置，旨在保護這些機器人免受宇宙輻射的侵害。對於更複雜、更具針對性的任務，例如挖掘火星表面以下並採集樣本，機器人必須能夠自主移動並依靠自身動力。美國太空總署 (NASA) 的自主奈米技術集群 (ANTS) 計畫的研究人員一直在開發一種名為 TETwalker 的微型機器人，它能夠完成這項任務。每個 TETwalker 都是由碳奈米管支柱透過關節連接而成的四面體結構。每個機器人可以透過伸縮支柱來移動，從而改變其重心，最終向所需方向翻滾。數萬個奈米級 TETwalker 可以連接在一起，形成諸如火星車和天線之類的設備，這些設備可以在火星上尋找生命和水的跡象。目前，工程師們已經製造出一個兩英尺高的概念驗證模型，它可以回應人類的指令移動。為了將這個原型縮小到奈米級，科學家需要能夠自我移動並重新排列形成不同類型材料的先進奈米管。計畫負責人史蒂夫·柯蒂斯表示，根據奈米技術的發展速度和資金投入，TETwalkers預計在未來30到40年內登陸火星。
如果沒有庇護，任何火星機器人最終都會因火星強烈的宇宙輻射和極端天氣而消亡。為了讓奈米機器人能夠執行長期任務，東北大學的工程師康斯坦丁諾斯·馬夫羅伊迪斯（Constantinos Mavroidis）正在研究一個類似奈米機器人火星基地的理論方案。馬夫羅伊迪斯將這個綿延數英里的奈米管隧道網路稱為「聯網火星探測者」（Networked TerraXplorer）概念。軌道飛行器會將預先裝載奈米機器人的「火星探測器」投放到火星表面。一旦就位，這些受到保護的奈米機器人就可以對火星的天氣和地震活動進行長期測量。
雖然火星很可能是奈米機器人的首個行星目的地，但科學家最終可能會將它們送到更遙遠、更極端的地方。美國太空總署噴射推進實驗室的研究人員正在開發能夠承受金星900華氏度（約攝氏482度）高溫的奈米碳管。其他研究人員則在研究如何讓奈米機器人穿越星際空間。無論如何，在未來的幾十年裡，一些關於太空的最驚人發現可能來自比玩具車還小的機器人。
