NASA тестирует передовые шины для путешествия по Марсу

Прочитано: 149 раз(а)


Загадка Марса изучается уже много веков. Четвертая планета от Солнца напоминает богатую красную пустыню и имеет пересеченную поверхность, по которой трудно передвигаться. Хотя на Марсе высадилось несколько роботизированных миссий, NASA исследовало лишь 1% его поверхности.

В преддверии будущих миссий людей и роботов на Красную планету NASA недавно завершило тщательные испытания марсохода на местности, имитирующей марсианскую, с использованием революционной технологии пружинных шин из сплава с эффектом памяти формы, разработанной в исследовательском центре имени Гленна в Кливленде в партнерстве с Goodyear Tire & Rubber.

Марсоходы — мобильные роботы, которые исследуют лунные или планетарные поверхности — должны быть оснащены адекватными шинами для исследуемых ими сред. Поскольку Марс имеет неровную, каменистую поверхность, прочные шины необходимы для мобильности. Пружинные шины из сплава с эффектом памяти формы (SMA) помогают сделать это возможным.

Сплавы с эффектом памяти формы — это металлы, которые могут возвращаться к своей первоначальной форме после изгиба, растяжения, нагревания и охлаждения. НАСА использует их уже несколько десятилетий, но применение этой технологии к шинам — довольно новая концепция.

«Мы в Glenn являемся одним из мировых лидеров в области внедрения науки и понимания того, как можно изменить состав сплава, как можно изменить обработку материала и как можно моделировать эти системы таким образом, чтобы мы могли контролировать и стабилизировать поведение, чтобы их можно было фактически использовать в реальных приложениях», — сказал доктор Санто Падула II, инженер-исследователь материалов в NASA Glenn.

Падула и его команда протестировали несколько вариантов применения SMA, но его озарение относительно возможностей использования шин произошло благодаря случайной встрече.

Выходя со встречи, Падула встретил Колина Крегера, инженера-механика из NASA Glenn, которого он не видел много лет. Крегер воспользовался случаем, чтобы рассказать ему о работе, которую он делал в NASA Glenn Simulated Lunar Operations (SLOPE) Laboratory, которая может имитировать поверхности Луны и Марса, чтобы помочь ученым проверить производительность марсохода. Он привел Падулу в лабораторию, где Падула сразу же обратил внимание на пружинные шины. В то время они были сделаны из стали.

Падула заметил: «Как только я увидел шину, я спросил: «Разве у вас нет проблем с пластификацией?» Пластификация означает, что металл подвергается необратимой деформации, которая может привести к повреждению или выходу из строя компонента.

«Колин сказал мне: «Это единственная проблема, которую мы не можем решить». Падула продолжил: «Я сказал: у меня есть ваше решение. Я разрабатываю новый сплав, который решит эту проблему. Так и появились шины SMA».

Оттуда Падула, Крегер и их команды объединили усилия, чтобы улучшить существующие пружинные шины NASA с помощью революционного материала: никель-титановых SMA. Металл может выдерживать деформацию, несмотря на экстремальные нагрузки , позволяя шинам возвращаться к своей первоначальной форме даже при сильном ударе, что невозможно для пружинных шин, изготовленных из обычного металла.

С тех пор исследования были обильными, и осенью 2024 года команды из NASA Glenn отправились в Airbus Defence and Space в Стивенедже, Великобритания, чтобы протестировать инновационные пружинные шины SMA от NASA. Тестирование проводилось на Airbus Mars Yard — закрытом объекте, созданном для имитации суровых условий марсианской поверхности.

«Мы вышли туда с командой, привезли нашу систему отслеживания движения и провели различные испытания на подъеме и спуске», — сказал Крегер. «Мы провели множество испытаний на поперечном уклоне по камням и песку, где основное внимание уделялось пониманию устойчивости, поскольку мы никогда раньше этого не тестировали».

Во время испытаний исследователи следили за марсоходами, когда колеса проходили по камням, уделяя пристальное внимание тому, насколько смещались короны шин, любым повреждениям и скольжению вниз по склону. Команда ожидала скольжения и смещения, но оно было очень минимальным, и испытания оправдали все ожидания. Исследователи также собрали информацию об устойчивости шин, маневренности и способности преодолевать камни.

Поскольку NASA продолжает совершенствовать системы для исследования дальнего космоса , программа агентства по внекорабельной деятельности и мобильности человека на поверхности привлекла Падулу к исследованию дополнительных способов улучшения свойств SMA для будущих шин марсоходов и других потенциальных областей применения, включая лунную среду.

«Моя цель — расширить возможности рабочих температур SMA для таких приложений, как шины, и рассмотреть возможность применения этих материалов для защиты среды обитания», — сказал Падула. «Нам нужны новые материалы для экстремальных условий, которые могут обеспечить поглощение энергии при ударах микрометеоритов, которые случаются на Луне, чтобы обеспечить такие вещи, как структуры среды обитания для большого количества астронавтов и ученых, которые будут работать на Луне и Марсе».

Исследователи говорят, что пружинные шины из сплава с эффектом памяти формы — это только начало.

NASA тестирует передовые шины для путешествия по Марсу



Новости партнеров