НАСА испытывает марсоход с безвоздушными пружинящими шинами

Марсоходы должны выдерживать суровые условия на Марсе. Они постоянно сталкиваются с, казалось бы, обыденной проблемой: их колеса плохо справляются с каменистой, неровной поверхностью Красной планеты.

Испытательный марсоход с шинами SMA на полигоне с условиями, приближенными к марсианским. Фото: НАСА
В настоящее время на марсоходах используются колеса, изготовленные из специальных металлических сплавов, таких как титан и алюминий. Это делает их стабильными и способными выдерживать большие колебания температур. Но они не прогибаются, как пневматические шины, сделанные из резины. В результате марсоходы всегда рискуют застрять, опрокинуться или не иметь возможности двигаться вперед на каменистой местности. Классические шины, наполненные воздухом, не подходят: они могут быстро сдуться, а также ведут себя на Луне и Марсе иначе, чем на Земле.

Чтобы объединить преимущества резиновых шин с необходимыми свойствами безвоздушных металлических шин для миссии на Марс, потребовалась новая технология. Один из вариантов оказался особенно многообещающим: пружинистая шина, изготовленная из металлических сеток со сплавом с эффектом памяти формы (SMA).

Сами шины изготовлены из никель-титанового сплава. Особенность технологии SMA в том, что такую конструкцию можно сгибать, растягивать, нагревать и охлаждать, а затем возвращать к своей первоначальной форме. В экстремальных условиях, таких как поверхность Марса, шины прекрасно адаптируются к сложным условиям.

Эта технология не нова. Она была разработана несколько десятилетий назад в Исследовательском центре Гленна при НАСА. Однако космическое агентство пока не использовало технологию для изготовления шин. 

Некоторые стартапы уже используют SMA для производства велосипедных шин с тех пор, как НАСА опубликовало концепцию шин с покрытием из сплавов.

Шины из сплава с эффектом памяти формы (SMA) адаптируются к неровной местности. Фото: НАСА
Теперь впервые марсоход оснастили никель-титановыми SMA-элементами. Испытания проводились на заводе Airbus в Стивенедже, Великобритания. Их марсоход Mars Yard был разработан для того, чтобы продемонстрировать, как шины ведут себя в условиях моделированного каменистого марсианского ландшафта.

Там марсоход проехал по склонам, по камням и по песку. Он лишь незначительно отклонился от курса, и протекторы шин также лишь немного износились. Согласно заявлению, этот результат превзошел ожидания исследователей.

Следующим шагом станет повышение рабочей температуры шин SMA, чтобы они могли функционировать в экстремальных регионах, таких как Марс и Луна. Там, помимо колебаний температур, они также подвергаются воздействию радиации и ударов микрометеоритов. Колеса SMA должны легко справляться такими ударами. Исследователи рассматривают потенциальные колонии на Луне как возможное место использования новых колес.