Η NASA εξελίσσει τροχούς τιτανίου για ρόβερ στον Άρη

Κάθε όχημα που διασχίζει το βραχώδες έδαφος στον Άρη χρειάζεται ένα στιβαρό σύνολο τροχών. Το ρόβερ Perseverance της NASA, για παράδειγμα, διαθέτει χοντρά αλουμίνια καλυμμένα με σχαρές για ενίσχυση της πρόσφυσης και της κινητικότητάς του. Αλλά υπάρχει πάντα περιθώριο βελτίωσης και οι ερευνητές της NASA φέρεται να είναι απασχολημένοι με το σχεδιασμό της επόμενης γενιάς ελαστικών για μελλοντικές αποστολές ρόβερ στον Κόκκινο Πλανήτη—και σε αντίθεση με το Perseverance, ένας νέος σχεδιασμός δίνει έμφαση στην ευελιξία έναντι της ακαμψίας.

Σύμφωνα με τη NASA Την Τρίτη, οι μηχανικοί του Ερευνητικού Κέντρου Glenn στο Σινσινάτι, OH, ολοκλήρωσαν πρόσφατα τις δοκιμές ενός πρωτότυπου ρόβερ που διαθέτει την πιο πρόσφατη τεχνολογία ελατηρίων ελαστικών «shape memory alloy» (SMA). Αυτό το νέο κράμα βασίζεται σε ένα ειδικά κατασκευασμένο μείγμα νικελίου-τιτανίου, ικανό να επανέλθει στο αρχικό του σχήμα μετά από κάμψη, τέντωμα ή ακραίες αλλαγές θερμοκρασίας. Ενώ τα στάνταρ ελαστικά είναι συχνά εντελώς συμπαγή, αυτές οι εναλλακτικές λύσεις SMA μοιάζουν περισσότερο με ένα πλέγμα σε σχήμα τροχού, σφιχτά συμπλεγμένο.

Ο Santo Padula, μηχανικός υλικών της NASA στο Ερευνητικό Κέντρο Glenn, έχει εργαστεί στη βελτίωση της τεχνολογίας SMA εδώ και χρόνια, αλλά μόλις πρόσφατα συνειδητοποίησε τις δυνατότητές τους για έργα ρόβερ στον Άρη. Η ιδέα προέκυψε μετά από επίσκεψη στο Εργαστήριο Προσομοιωμένων Σεληνιακών Επιχειρήσεων (SLOPE) της NASA μετά από μια απροσδόκητη σύγκρουση με έναν παλιό συνάδελφο, τον Κόλιν Κρέιγκερ, ο οποίος του έδειξε τις τελευταίες δοκιμές ρόβερ. Σχεδόν αμέσως, ωστόσο, η Padula παρατήρησε ένα πιθανό ελάττωμα στους χαλύβδινους τροχούς του πρωτοτύπου.

«Τη στιγμή που είδα το ελαστικό, είπα, δεν έχεις πρόβλημα με αυτά που πλαστικοποιούνται;» ρώτησε η Padula σε σχέση με τη δυνατότητα του χάλυβα να παραμορφωθεί μη αναστρέψιμα.

«Ο Κόλιν μου είπε: «Αυτό είναι το μόνο πρόβλημα που δεν μπορούμε να λύσουμε», είπε η Πάντοβα. «Είπα, έχω τη λύση σου. Αναπτύσσω ένα νέο κράμα που θα το λύσει. Και κάπως έτσι ξεκίνησαν τα ελαστικά SMA».

Τόσο οι ομάδες της Padula όσο και του Creager συνεργάστηκαν για μήνες για να προσαρμόσουν τα SMA για τροχούς ρόβερ, καταλήγοντας τελικά σε μια έκδοση έτοιμη για δοκιμές αντοχής. Το περασμένο φθινόπωρο, οι ερευνητές ταξίδεψαν στις εγκαταστάσεις Airbus Defense and Space στο Stevenage, στο Ηνωμένο Βασίλειο, για να δοκιμάσουν τα SMA σε μια κλειστή προσομοίωση εδάφους του Άρη.

«Βγήκαμε εκεί έξω με την ομάδα, φέραμε το σύστημα παρακολούθησης κίνησης και κάναμε διάφορες δοκιμές στην ανηφόρα και πίσω στην κατηφόρα», είπε ο Creager. «Πραγματοποιήσαμε πολλές δοκιμές εγκάρσιας κλίσης πάνω από βράχους και άμμο, όπου η εστίαση ήταν στην κατανόηση της σταθερότητας, επειδή αυτό ήταν κάτι που δεν είχαμε δοκιμάσει ποτέ πριν».

Σύμφωνα με τη NASA, ενώ το σχήμα του ελαστικού SMA άλλαξε ως απάντηση στο βραχώδες έδαφος, οι παραμορφώσεις του ήταν ελάχιστες και εξακολουθούσαν να ανταποκρίνονται σε «όλες τις προσδοκίες».

«Ο στόχος μου είναι να επεκτείνω την ικανότητα θερμοκρασίας λειτουργίας των SMA για εφαρμογές όπως τα ελαστικά και να εξετάσω την εφαρμογή αυτών των υλικών για την προστασία του οικοτόπου», δήλωσε η Πάντοβα στην περίληψη της NASA.

Αυτός και ο Creager πιστεύουν ότι τα επερχόμενα ρόβερ με τροχούς SMA δεν μπορούν να ωφελήσουν μόνο τις αποστολές στον Άρη, αλλά και στο φεγγάρι. Υπάρχει ακόμη και η πιθανότητα τα κράματα να βρουν το δρόμο τους σε άλλα έργα, όπως ενδιαιτήματα αστροναυτών και άλλες δομές σεληνιακής βάσης. Ειδικότερα, οι εξωτερικοί χώροι του SMA δείχνουν δυνατότητες αντοχής και απορρόφησης χτυπημάτων μικρομετεωριτών που συμβαίνουν συχνά στη Σελήνη.

Κερδίστε τις διακοπές με τους οδηγούς δώρων της PopSci

Ψώνια για κανέναν; Οι προτάσεις δώρων διακοπών της ομάδας PopSci σημαίνουν ότι δεν θα χρειαστεί ποτέ να αγοράσετε άλλη κάρτα δώρου της τελευταίας στιγμής.