Ziņkārība Rovers piecu gadu laikā, kad tas darbojas uz Marsa virsmas, ir paveicis dažus neticamus atklājumus. Veicot izpēti, rovers ir arī uzkrājis nopietnu nobraukumu. Tomēr tas noteikti bija pārsteigums, kad kārtējo pārbaužu laikā 2013. gadā zinātkāres zinātnes grupas locekļi atzīmēja, ka tās riteņi ir cietuši no viņu protektora plīsumiem (kam sekoja pārtraukumi, par kuriem ziņots 2017. gadā).
Raugoties nākotnē, NASA Glennas pētījumu centra pētnieki cer aprīkot nākamās paaudzes braucējus ar jaunu riteni. Tā pamatā ir “Pavasara riepa”, kuru NASA izstrādāja ar Goodyear 2000. gada vidū. Tomēr, tā vietā, lai izmantotu ruļļveida tērauda stieples, kas ieaustas acu zīmējumā (kas bija daļa no sākotnējā dizaina), NASA zinātnieku komanda ir izveidojusi izturīgāku un elastīgāku versiju, kas varētu mainīt kosmosa izpēti.
Kad tas nonāk tieši līdz tam, Mēness, Marss un citi Saules sistēmas ķermeņi ir skarbi, sodoši. Mēness gadījumā galvenā problēma ir regolīts (pazīstams arī kā mēness putekļi), kas pārklāj lielāko daļu tā virsmas. Šie smalkie putekļi būtībā ir robaini Mēness iežu fragmenti, kas sabojā dzinējus un mašīnu detaļas. Uz Marsa situācija ir nedaudz atšķirīga - lielāko daļu reljefa klāj regolīts un asas klintis.
2013. gadā pēc nepilna gada uz zemes Curiosity rovera riteņiem sāka parādīties nodiluma pazīmes, jo tas šķērsoja negaidīti skarbo reljefu. Tas daudziem lika uztraukties, ka rovers, iespējams, nespēs pabeigt savu misiju. Tas arī daudziem NASA Glennas pētījumu centrā lika pārskatīt dizainu, kuru viņi bija strādājuši gandrīz desmit gadus iepriekš, un kas bija paredzēts atjaunotām misijām uz Mēnesi.
NASA Glenn riepu izstrāde ir bijusi pētniecības uzmanības centrā jau apmēram desmit gadus. Šajā sakarā viņi atgriežas pie NASA inženieru un zinātnieku tradīcijām, kuras cienīja ar laiku un kuras aizsākās Apollo laikmetā. Tajā laikā gan Amerikas, gan Krievijas kosmosa programmas vērtēja vairāku riepu dizainu izmantošanai uz Mēness virsmas. Kopumā tika ierosināti trīs galvenie projekti.
Pirmkārt, jums bija riteņi, kas īpaši izstrādāti Lunokhod rover - krievu transportlīdzeklim, kura nosaukums burtiski nozīmē “Moon Walker”. Šī rovera riteņu konstrukcija sastāvēja no astoņām stingrām riepām ar stiepļu sietu, kuras bija savienotas ar to asīm ar velosipēda tipa spieķiem. Lai nodrošinātu labāku vilkmi Mēness putekļos, riepas ārpusē tika uzstādīti arī metāla stiprinājumi.
Tad bija NASA koncepcija par modulētu iekārtu pārvadātāju (MET), kas tika izstrādāta ar Goodyear atbalstu. Šim nepiespiestajam ratiņam bija divas ar slāpekli piepildītas, gludas gumijas riepas, lai ratiņus būtu vieglāk izvilkt caur Mēness augsni un virs klintīm. Un tad bija Lunar Roving Vehicle (LRV) dizains, kas bija pēdējais NASA transportlīdzeklis, kurš apmeklēja Mēnesi.
Šis apkalpotais transportlīdzeklis, kuru Apollo astronauti izmantoja, lai apbraukātu izaicinošo Mēness virsmu, paļāvās uz četriem lieliem, elastīgiem režģa riteņiem ar stingriem iekšējiem rāmjiem. 2000. gadu vidū, kad NASA sāka plānot jaunu misiju izvietošanu uz Mēness (un nākamās misijas uz Marsu), viņi sāka atkārtoti novērtēt LRV riepu un iekļaut dizainā jaunus materiālus un tehnoloģijas.
Šī atjaunotā pētījuma auglis bija Pavasara riepa, kas bija mehāniskās pētniecības inženiera Vivake Asnani darbs, kurš to cieši sadarbojās ar Goodyear. Konstrukcija prasīja bezgaisa, prasībām atbilstošu riepu, ko veidoja simtiem satītu tērauda stiepļu, kuras pēc tam tika austas elastīgā acī. Tas ne tikai nodrošināja nelielu svaru, bet arī ļāva riepām izturēt lielu slodzi, vienlaikus nodrošinot reljefu.
Lai redzētu, kā pavasara riepa darbosies uz Marsa, NASA Glennas pētījumu centra inženieri sāka tās pārbaudīt Slope laboratorijā, kur viņi šķērsoja šķēršļu joslu, kas imitēja Marsa vidi. Lai gan riepas parasti darbojās labi modelētās smiltīs, tām radās problēmas, kad stiepļu siets deformējās pēc tam, kad bija gājis pāri robainām klintīm.
Lai to risinātu, Kolins Kregers un Santo Padua (attiecīgi NASA inženieris un materiālu zinātnieks) apsprieda iespējamās alternatīvas. Ar laiku viņi vienojās, ka tērauda stieples jāaizstāj ar titāna niķeli - formas atmiņas sakausējumu, kas smagos apstākļos spēj saglabāt savu formu. Kā Paduva paskaidroja NASA Glenn video segmentā, iedvesma izmantot šo sakausējumu bija ļoti populāra:
“Man tikko gadījās atrasties pāri ēkai šeit, kur atrodas slīpuma laboratorija. Es biju šeit, lai savāktu atšķirīgu tikšanos par darbu, ko veicu, lai veidotu atmiņas sakausējumus, un man gadās, ka es zālē ieskrienu Kolinam. Un man bija kā “ko tu dari atpakaļ un kāpēc tevi neatrodas trieciena laboratorijā?” - tāpēc, ka es viņu pazinu kā studentu. Viņš teica: "Es esmu beidzis izglītību un kādu laiku šeit strādāju pilnu slodzi ... Es strādāju Slope."
Neskatoties uz to, ka JPL strādāja desmit gadus, Paduja vēl nebija redzējusi laboratoriju Slope un pieņēma ielūgumu redzēt, ar ko viņi strādā. Pēc ieiešanas laboratorijā un apskatot testētās pavasara riepas, Paduja vaicāja, vai viņiem nav problēmas ar deformāciju. Kad Kregers atzina, ka tādi ir, Paduja ierosināja risinājumu, kas vienkārši bija viņa kompetences joma.
"Es nekad agrāk pat nebiju dzirdējis par terminu formas atmiņas sakausējumi, bet es zināju, ka [Paduja] ir materiālu zinātnes inženieris," sacīja Kregers. “Un tā, kopš tā laika mēs sadarbojamies ar šīm riepām, izmantojot viņa zināšanas par materiāliem, īpaši attiecībā uz formas atmiņas sakausējumiem, lai nākt klajā ar šo jauno riepu, kas, mūsuprāt, patiešām mainīs planētu roveru riepas un potenciāli pat riepas arī Zemei. . ”
Atmiņas sakausējumu veidošanas atslēga ir to atomu struktūra, kas ir samontēta tādā veidā, ka materiāls “atceras” tā sākotnējo formu un pēc deformācijas un deformācijas var atgriezties pie tā. Pēc formas atmiņas sakausējuma riepas izgatavošanas Glenn inženieri to nosūtīja uz reaktīvo dzinēju piedziņas laboratoriju, kur tā tika pārbaudīta Marsa dzīvības testa objektā.
Kopumā riepas ne tikai labi darbojās simulētajās Marsa smiltīs, bet arī bez grūtībām spēja izturēt pārmācīšanu par akmeņaino apdzīšanu. Pat pēc tam, kad riepas bija pilnībā deformējušās līdz asīm, tās spēja saglabāt sākotnējo formu. Viņiem arī izdevās to izdarīt, pārvadājot ievērojamu kravas daudzumu, kas ir vēl viens priekšnoteikums, izstrādājot riepas izpētes transportlīdzekļiem un apvidus auto.
Marsa pavasara riepu (MST) prioritātes ir piedāvāt lielāku izturību, labāku vilkmi mīkstajās smiltīs un vieglāku svaru. Kā NASA norāda MST tīmekļa vietnē (daļa no Glennas pētījumu centra vietnes), augstas veiktspējas prasībām atbilstošu riepu, piemēram, pavasara riteņa, izstrādei ir trīs galvenās priekšrocības:
“Pirmkārt, tie ļautu braucējiem izpētīt lielākus virsmas reģionus, nekā šobrīd iespējams. Otrkārt, tā kā tie atbilst reljefam un nenogrimst tikpat daudz kā nekustīgi riteņi, tie var pārvadāt smagākas kravas par to pašu doto masu un tilpumu. Visbeidzot, tā kā atbilstošās riepas var absorbēt enerģiju no triecieniem ar mērenu vai lielu ātrumu, tās var izmantot apkalpes locekļiem ar apkalpes locekļiem, kuriem paredzēts pārvietoties ar ātrumu, kas ir ievērojami lielāks nekā pašreizējie Marsa braucēji. ”
Pirmā pieejamā iespēja pārbaudīt šīs riepas ir tikai pēc dažiem gadiem, kad NASA Mars 2020 Rover tiks nosūtīts uz Sarkanās planētas virsmu. Nokļuvis tur, braucot pa ceļam, viņš pacelsies tur, kur Curiosity un citi braucēji, meklējot dzīvības pazīmes Marsa skarbajā vidē. Roverim ir uzdots arī sagatavot paraugus, kurus galu galā atgriezīs uz Zemes apkalpotā misija, kas, domājams, notiks kādreiz 2030. gados.
