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NASA發明了一種記憶輪胎,以後的探測車就用它了

星球探索任務需要良好的移動性

無論是在地球,還是在遙遠的月球或者火星,探測車都需要一個耐久、具有良好機動性能的輪胎。自從阿波羅時代以來,美國NASA的Glenn研究中心一直都致力於太空輪胎的探索研究。


在月球上使用的輪胎

NASA和其他國際研究人員介紹了三種主要的輪胎設計,用以進行月球的早起勘探。

第一種是俄羅斯的探測車輪胎,是下面這樣的,使用了八個剛性鋼絲輪,類似自行車的輪輻和金屬夾板製造。

俄羅斯車輛Lunokhod

Lunokhod使用的輪胎

第二種是MET-ROVER模組化設備運輸車的輪胎,這是一種兩輪無動力的推車,使用由充氮內胎支撐並由固特異製造的平滑橡膠輪胎,

以便通過柔軟的月球土壤和岩石。

模組化設備運輸車

有充氮內胎的輪胎

第三種是阿波羅登月的月球車使用的輪胎,

由帶有金屬絲的車輪和堅硬的內框架以及薄胎面組成,以增強在月壤中的附著力。

從月球到火星

二十世紀中期,NASA的工程師Vivake Asnani與行業合作夥伴固特異合作開發了一種無需充氣的輪胎—“spring”,這是由數百根編織成柔性網狀物的鋼絲組成,

使“spring”能夠承受高載荷也更加符合地形,並在後期的實驗中也被證明在軟砂和岩石上有非常好的牽引力和耐久性。這一創新獲得了年度頂級發明研發獎。

火星好奇號輪胎損傷

“好奇號”火星車在降落一年多以後,工程師們注意到由於火星地形出乎意料的惡劣,

給車輪造成了嚴重損壞 。他們擔心“好奇號”的行駛能力是否可以完成預期的任務。

整改火星彈簧輪胎的計畫

NASA的工程師認為,他們在之前的網狀鋼絲輪胎“spring”中的研究成果會為以後火星探測車的輪胎提供更好的解決方案。隨後,他們根據“spring”的原型著手進行了開發改進。並提高了“spring”在軟沙上的牽引力、耐久測試,而且還減少了整體的重量。

到現在為止,可以說“spring”的性能已經相當不錯了。然而,NASA的工程師在一個偶然的機會與一個材料科學家Santo Padula進行了一次對話,Santo Padula表示還可以在輪胎材料上進行改進,改進為一種鎳基鈦的形狀記憶合金,這種記憶合金在受外力變形後可迅速恢復至原來的形態,針對于這項改進,又為整個計畫添了一盞明燈。

未來前進的道路

開發能夠在火星或月球環境中執行任務的高性能柔性輪胎有三大好處。首先,它們可以使探測車比目前探索至更大的區域。其次,因為它們更加貼合地形,不會像剛性輪子那樣下沉,所以它們可以在相同的品質和體積下攜帶更重的有效載荷。最後,因為柔性輪胎可以吸收行駛中高速衝擊下的能量,所以它們可以使比當前的探測車提升更多的機動性能。

並提高了“spring”在軟沙上的牽引力、耐久測試,而且還減少了整體的重量。

到現在為止,可以說“spring”的性能已經相當不錯了。然而,NASA的工程師在一個偶然的機會與一個材料科學家Santo Padula進行了一次對話,Santo Padula表示還可以在輪胎材料上進行改進,改進為一種鎳基鈦的形狀記憶合金,這種記憶合金在受外力變形後可迅速恢復至原來的形態,針對于這項改進,又為整個計畫添了一盞明燈。

未來前進的道路

開發能夠在火星或月球環境中執行任務的高性能柔性輪胎有三大好處。首先,它們可以使探測車比目前探索至更大的區域。其次,因為它們更加貼合地形,不會像剛性輪子那樣下沉,所以它們可以在相同的品質和體積下攜帶更重的有效載荷。最後,因為柔性輪胎可以吸收行駛中高速衝擊下的能量,所以它們可以使比當前的探測車提升更多的機動性能。