Исследования требуют мобильности

Независимо от того, находитесь ли вы на Земле или очень далеко, на Луне или Марсе, вам нужны хорошие шины, чтобы перемещать Ваше транспортное средство из одного места в другое.

NASA Glenn специализируется на исследованиях и разработке шин для освоения космоса в течение последних десятилетий. Развиваясь в этом направлении со времен Аполлона, инженеры НАСА начали разрабатывать подходящие для использования на поверхности Луны конструкции шин еще в 1960-х.

Использования колес на Луне

Три основные типа колес были представлены NASA и другими международными исследователями на ранних этапах освоения Луны. Не смотря на то что, они были совершенно разными по конструкции, цель была одна – перемещение оборудования и космонавтов по поверхности Луны.

“Луноход” и его колеса

 Луна 17 - ноябрь 1970 г., Луна 21 - январь 1973 г.

В советском аппарате Луноход использовалось восемь колес со спицами велосипедного типа и металлическими планками для сцепления с поверхностью.

MET и колесо

Аполлон 14 - февраль 1971 г.

Американский модульный транспортер оборудования (MET): двухколесная не моторизированная тележка использовала гладкие резиновые шины с камерами, заполненными азотом и изготовленные компанией Goodyear. Конструкция позволяла облегчить толкание тележки по мягкому лунному грунту и преодолевать камни.

Лунный автомобиль

Аполлон 15 - Июль 1971, Аполлон 16 - Апр. 1972, Аполлон 17 - Декабрь 1972

Последним транспортным средством NASA для использования на поверхности Луны был Лунный автомобиль. Этот пилотируемый автомобиль использовал четыре больших гибких сетчатых колеса с жесткими внутренними рамами для предотвращения чрезмерного “сдувания”. Тонкие протекторы были прикреплены к каркасу шины для улучшения передвижения по мягкой лунной почве.

От Луны к Марсу

В то время как НАСА разрабатывало марсоход для отправки на Марс, интерес к новой возможности на возвращение на Луну не пропал. Инженеры NASA Glenn переделали шины времен программы Аполлон и применили новые конструкции, использовали новые материалы и технологии, чтобы лучше функционировать на лунной поверхности.

Пружинная шина

В середине 2000-х годов инженер NASA Glen Виваке Аснани совместно с отраслевым партнером Goodyear разработали пружинную шину, которая состоит из нескольких сотен спиральных стальных проволок, сплетенных вместе в гибкую сетку, что дает шинам возможность выдерживать высокие нагрузки, а также преодолевать соответствующую местность. Было доказано, что пружинная шина обладает очень хорошим сцеплением и долговечностью как на мягком песке, так и на скалистых поверхностях. Это разработка получила премию R&D 100 как одно из лучших изобретений года.

Повреждение шин марсохода

Чуть более чем через год после того, как марсоход Curiosity приземлился на Марс, в 2013 году инженеры начали замечать значительные повреждения колес из-за неожиданно суровой местности, что вызвало озабоченность по поводу способности марсохода проехать достаточно далеко, чтобы выполнить намеченную миссию.

Изменение пружинной шины для условий Марса

Инженеры NASA Glenn посчитали, что их работа над пружинными шинами может стать новым и лучшим решением для марсоходов. Поэтому они приступили к разработке нескольких прототипов пружинных шин для улучшения следующих показателей:

• тяга в мягком песке
• долговечность
• и уменьшение общего веса

Тестирование долговечности

Несмотря на то, что шины показывали себя хорошо, возникла проблема с деформацией стальных проволок при прохождении весьма сложной поверхности, имитирующей марсианскую местность, в лаборатории НАСА (JPL).

Материал, изменивший игру, который кардинально ускорил разработку пружинных шин, был титано-никелевый сплав, обладающим эффектом памяти формы с потрясающими возможностями, как объяснил Санто Падула.

После сборки шины из сплава с эффектом памяти формы, инженеры Glenn отправили ее в лабораторию JPL для испытаний. Результат оказался впечатляющим.

Итак, почему сплавы с памятью формы являются ключом к успеху для этого нового поколения пружинных шин? Это связано с атомной структурой. Посмотрите, чтобы узнать.

Путь вперед

Есть три основных причины для разработки высокопроизводительных шин, которые способны выполнять работу в марсианской или лунной среде. Во-первых, они позволят исследовать более обширные области поверхности, чем это возможно в настоящее время. Во-вторых, поскольку они разрабатываются с учетом особенностей местности и не тонут так же сильно, как жесткие колеса, они могут нести больше полезной нагрузки для той же заданной массы и объема. И наконец, поскольку новые шины могут поглощать энергию от ударов на средних и высоких скоростях, их можно использовать на разведывательных транспортных средствах с экипажем, которые, как ожидается, будут двигаться со скоростью, значительно превышающей нынешние марсоходы.

Источник текста и фотографий NASA