Hogyan kerülhetjük el a defektet a Holdon

A Holdra és a Marsra való visszatérés, amely fél évszázados szünet után valósul meg, szó szerint újraértelmezi a kereket. A Mars olyan távolságban helyezkedik el, hogy egy defekt esetén hosszú út áll előttünk a visszatéréshez. Florent Menegaux, a Michelin francia abroncsgyártó cég vezérigazgatója hangsúlyozza, hogy „egy dolog, amit nem lehet megengedni, az a defekt”. A Mars zord körülményeit a Curiosity rover tapasztalatai is alátámasztják, amely 2012-es landolása után alig egy évvel már láthatóan megsérült, hiszen a merev alumínium kerekek tele voltak lyukakkal és szakadt részekkel.

Az Egyesült Államok Artemis küldetései célja, hogy asztronautákat küldjenek a Holdra, talán 2027-re. Az Artemis program későbbi küldetései tervezik, hogy egy holdjárót használnak a Hold déli pólusának felfedezésére, kezdve az Artemis V-tel, amely jelenleg 2030-ra van ütemezve. Az Artemis asztronauták sokkal messzebbre fognak utazni, mint az Apollo küldetések során, amelyek 1969 és 1972 között hat landolás során soha nem mentek 40 kilométernél (25 mérföld) messzebb a Hold felszínén. „A cél az, hogy 10 év alatt 10 000 kilométert tegyünk meg” – mondja Sylvain Barthet, a Michelin holdi légmentes kerék programjának vezetője a francia Clermont-Ferrandban. „Nem arról van szó, hogy rövid, egyhetes időtartamokról beszélünk, hanem évtizedek használatáról” – teszi hozzá Dr. Santo Padula, aki anyagtudományból doktorált, és Nasa mérnökként dolgozik a clevelandi John Glenn Kutatóközpontban.

A Holdra fejlesztett technológia egyik legnagyobb kihívása a hatalmas hőmérséklet-ingadozások. A holdi pólusokon a hőmérséklet -230 Celsius fokra is leeshet, ami közel van az abszolút nulla fokhoz, ahol az atomok mozgása leáll. Ez pedig problémát jelent a gumik számára. „Atommozgás nélkül nehezen tudunk olyan anyagot előállítani, amely képes deformálódni és visszatérni az eredeti formájába” – mondja Dr. Padula. A kerekeknek képesnek kell lenniük arra, hogy deformálódjanak, amikor köveken haladnak át, majd visszatérjenek az eredeti formájukba. „Ha véglegesen deformáljuk a kereket, az nem gördül hatékonyan, és problémáink lesznek az energiafogyasztással” – figyelmeztet Dr. Padula.

Az új kerekeknek sokkal nagyobb terheket kell elbírniuk, mint az Apollo asztronauták által használt könnyű roverek. A következő űrmisszióknak „nagyobb tudományos platformokat és mobil élőhelyeket” kell körbejárniuk, amelyek egyre nagyobbak lesznek – mondja. A Mars esetében ez még nagyobb kihívást jelent, mivel a gravitáció kétszer olyan erős, mint a Holdon. Az Apollo holdjárói cinkbevonatú zongoradrótból készült, szőtt hálós kerekeket használtak, amelyek hatótávolsága körülbelül 34 kilométer volt. Mivel az extrém hőmérsékletek és kozmikus sugárzás lebontja a gumit vagy üveges állapotba alakítja, a fémötvözetek és a nagy teljesítményű műanyagok a légmentes űrkerék legfőbb jelöltjei.

A jövőbeni küldetések során a kerekekhez fém- vagy szénszálas anyagokat használnak – mondja Pietro Baglion, az Európai Űrügynökség Rosalind Franklin küldetésének csapatvezetője, amely célja, hogy 2028-ra saját roverét küldje a Marsra. Az egyik ígéretes anyag a nitinol, amely nikkel és titán ötvözete. „Ha ezeket egyesítjük, akkor egy gumihasonló fém keletkezik, amely képes különböző irányokba hajlani, és mindig visszatér az eredeti formájába” – mondja Earl Patrick Cole, a The Smart Tire Company vezérigazgatója. Cole ezt a tulajdonságot „a legőrültebb dolgok közé” sorolja, amelyeket valaha látott. Dr. Padula szerint a nitinol potenciálisan „forradalmi” anyag, mivel az ötvözet energiafelvételre és leadásra is képes állapotváltozásai során.

A Michelin és a Bridgestone mindketten különböző konzorciumok tagjai, amelyek a NASA-nak mutatják be javasolt keréktechnológiáikat a John Glenn Központban. A NASA várhatóan még az év folyamán döntést hoz – lehet, hogy egyetlen javaslatot választanak, vagy több elemet kombinálnak. Eközben a Michelin már teszteli a kerekeket, egy mintaroverrel, amelyet egy Clermont melletti vulkánon vezetnek, amelynek poros terepe hasonlít a Hold felszínére. A Bridgestone hasonló kísérleteket végez a nyugati Japán Tottori homokdűnéin. Közben az ESA is vizsgálja, hogy Európa saját roverét készítheti-e más küldetésekhez.

A kutatás során kifejlesztett technológiák hasznos alkalmazásokat találhatnak a Földön is. Cole, aki a Dél-Kaliforniai Egyetemen dolgozott a doktori fokozatán, részt vett egy NASA vállalkozói programban, amely a Mars szuperelasztikus rover kerék technológiájának kereskedelmi hasznosítására összpontosított. Az első termék, amely idén piacra kerül, nikkel-titán kerékpár abroncsok, amelyek darabja körülbelül 150 dolláros áron (körülbelül 120 font) kaphatók, sokkal drágábbak, mint a hagyományosak, de rendkívül tartósak. Cole motoros kerékpárokhoz is tervez tartós abroncsokat, amelyeket nehéz útviszonyok közé szán. Mindezek ellenére az ő „álma” az, hogy részt vegyen az emberiség Holdra való visszatérésében. „Így elmondhatom a gyerekeimnek, hogy nézd, ott a Holdon” – mondja. „Apának a kerekei ott vannak.”

Forrás: https://www.bbc.com/news/articles/czrve1zrlg3o