NASA совместно с Goodyear разработали уникальный тип шин, который предназначен для марсоходов и других роботов. Благодаря этому они смогут работать в экстремальных условиях других планет. Шины представляют собой технологический прорыв: за счет использования сплава никеля и титана, они могут восстанавливать свою форму после деформации. Этот подход решает ключевую проблему, с которой сталкивались инженеры при разработке колес для планетарных роверов: ломкость традиционных материалов под воздействием острых камней и суровых температур.
Идея создания таких покрышек зародилась еще в 2010 году, когда Goodyear представила концепцию использования металлической сетки в конструкции колес. Однако активная работа над их совершенствованием началась в 2017 году. С тех пор ученые из Исследовательского центра NASA имени Гленна в Кливленде совместно с инженерами Airbus Defence and Space провели множество испытаний, чтобы проверить эффективность новой технологии. Первые тесты прошли в лаборатории Airbus в Великобритании, где была создана специальная площадка, имитирующая марсианский ландшафт. Она включает песчаную поверхность, покрытую камнями разного размера и формы, что максимально точно воспроизводит условия на Красной планете.
В основе разработки лежит применение сплавов с эффектом памяти формы (SMA). Эти сплавы способны изменять свою структуру на атомном уровне, что позволяет шинам восстанавливать исходную форму даже после значительных нагрузок. Как поясняет Сантос Падула, ведущий исследователь NASA в области материаловедения, такое решение стало возможным благодаря многолетним исследованиям и разработке специальных методов обработки металлов. «Мы научились контролировать поведение сплавов с памятью формы, изменяя их состав и параметры обработки, чтобы они соответствовали требованиям реальных приложений», — говорит он. Применение SMA позволяет создать шины, которые выдерживают давление, изгиб и удары, недоступные для обычных металлических конструкций.
Испытания в «Марсианском дворе» Airbus охватывали множество сценариев. Инженеры проверяли устойчивость шин при движении по наклонным поверхностям, их способность преодолевать камни различной величины и маневренность на песчаном грунте. Кроме того, специалисты анализировали, как шины реагируют на многократные удары и деформации. Особое внимание уделялось поведению колес при движении по сложным участкам, например там, где песок сменяется плотной каменистой почвой. Результаты превзошли ожидания: шины показали стабильную работу даже при экстремальных нагрузках и сохраняли полную функциональность после сильных механических повреждений.
Разработка получила одобрение от программы NASA по внекорабельной деятельности и мобильности на поверхности планет. В рамках этой программы ученые исследуют не только возможность улучшения шин, но и потенциал использования сплавов с памятью формы в других приложениях. Например, SMA могут стать основой для создания защитных конструкций, которые будут оберегать базы на Луне и Марсе от микрометеоритов. Такие материалы смогут эффективно поглощать энергию ударов и восстанавливать свою структуру после повреждений.
Сантос Падула также отметил, что в будущем технологии SMA могут применяться в еще более суровых условиях. Один из ключевых вызовов — адаптация материалов к экстремальным температурам, таким как лунные ночи, когда температура опускается ниже −170 градусов Цельсия, или марсианские зимы с их пылевыми бурями. Исследователи работают над тем, чтобы повысить температурную устойчивость сплавов и сделать их пригодными для длительной эксплуатации.
Создание таких шин не только открывает новые возможности для исследований других планет, но и может оказать влияние на повседневную жизнь на Земле. Например, технологии, разработанные для космоса, нередко находят применение в промышленности и транспорте. Шины на основе SMA могут использоваться для транспортных средств, которым приходится работать в экстремальных условиях — от карьерных самосвалов до техники для освоения Арктики.
А чтобы попасть на другие планеты быстрее, ученые разработали новый тип топлива. Что в нем особенного — рассказали в статье.