Hogyan kerülhetjük el a defektet a Holdon

A Holdra és a Marsra való visszatérés, több mint öt évtized elteltével, szó szerint újra feltalálni a kereket jelenti. A Marsra való utazás komoly kihívásokat rejt magában, hiszen ha defektet kapunk, az hosszú és nehéz visszautat jelent. Florent Menegaux, a Michelin francia gumiabroncs-gyártó vezérigazgatója hangsúlyozza, hogy „egy dolog biztos: defektet nem kaphatunk”. A Mars zord körülményeit már az 2012-ben landolt Curiosity rover tapasztalatai is alátámasztották, amelynek alumínium kerekei alig egy év elteltével már láthatóan kilyukadtak és megsérültek.

Az Egyesült Államok Artemis programja célja, hogy 2027-re visszahozza az asztronautákat a Holdra. Az Artemis küldetések későbbi szakaszai során tervezik, hogy egy holdjáró segítségével felfedezik a Hold déli pólusát, kezdve az Artemis V küldetéssel, amely jelenleg 2030-ra van ütemezve. Az Artemis asztronauták sokkal messzebb fognak utazni, mint az Apollo-program idején, amikor a hat landolás során 1969 és 1972 között soha nem lépték át a 40 kilométeres távolságot a Hold felszínén. „A cél az, hogy tízezer kilométert tegyünk meg tíz év alatt” – mondja Sylvain Barthet, a Michelin holdi légmentes kerékprogramjának vezetője. Miközben az Apollo asztronauták rövid időszakokat töltöttek a Holdon, a tervezett új küldetések évtizedekig tartó használatra készülnek.

Az egyik legnagyobb kihívást a Holdon és a Marson a szélsőséges hőmérsékletek jelentik. A holdi pólusokon a hőmérséklet akár -230 Celsius-fokig is süllyedhet, ami nem messze van az abszolút nullától, ahol az atomok mozgása leáll. Ez pedig komoly problémát jelent a gumik számára. Dr. Santo Padula, aki anyagtudományból szerzett doktori fokozatot és a NASA John Glenn Kutatóközpontjában dolgozik, elmondja, hogy „ha az atomok nem mozognak, nehéz a gumi anyagának deformálódni és visszatérni az eredeti formájába”. A keréknek képesnek kell lennie deformálódni, amikor köveken halad át, majd visszaugrania az eredeti formájába. „Ha tartósan deformálódik a gumi, az nem gördül hatékonyan, és energiaveszteséggel jár” – teszi hozzá.

A tervezett új kerekeknek sokkal nagyobb terheket kell elbírniuk, mint az Apollo asztronauták könnyű roverei. A következő űrmissziók célja, hogy „nagyobb tudományos platformok és mobil élőhelyek körül közlekedjenek, amelyek egyre nagyobbak” – mondja Dr. Padula. A Mars esetében ez még nehezebb feladat, hiszen a gravitáció kétszer akkora, mint a Holdon. Az Apollo holdjárók fémhálóval bevont cinkből készült gumikat használtak, amelyek hatótávolsága körülbelül 21 mérföld volt. Mivel a szélsőséges hőmérsékletek és a kozmikus sugarak lebontják a gumit, vagy törékeny üveggé alakítják, a légmentes űr gumikhoz fémötvözetek és nagy teljesítményű műanyagok a legfőbb jelöltek.

A nitinol, amely nikkel és titán ötvözete, ígéretes anyagnak számít. Earl Patrick Cole, a Smart Tire Company vezérigazgatója elmondja, hogy „ha ezeket ötvözzük, egy olyan fém jön létre, amely úgy viselkedik, mint a gumi, és képes különböző irányokba hajlani, majd mindig visszatér az eredeti formájába”. Dr. Padula szerint a nitinol „forradalmi” anyag lehet, mivel az ötvözet energiatároló és -felszabadító képességgel is rendelkezik.

A Michelin és a Bridgestone, amelyek különböző konzorciumok tagjai, bemutatják javasolt gumiabroncs-technológiájukat a NASA-nak a John Glenn Központban. A NASA várhatóan az év végén döntést hoz, lehet, hogy egyetlen javaslatot választanak, vagy több elemét is alkalmazzák. Eközben a Michelin a Clermont melletti vulkánon teszteli gumiabroncsait, míg a Bridgestone Japán nyugati részén, a Tottori Homokdűnéken végzi ugyanezt. Az ESA is vizsgálja, hogy Európa saját rover készítésére képes-e más küldetésekhez.

A kutatás során szerzett tapasztalatok a Földön is hasznos alkalmazásokkal bírhatnak. Dr. Cole, amikor a Dél-Kaliforniai Egyetemen dolgozott, csatlakozott a NASA vállalkozói programjához, hogy a Mars szuperelasztikus rover gumiabroncsának egyes technológiáit kereskedelmi forgalomba hozza. Az idén piacra kerülő első termék a nikkel-titán kerékpár gumiabroncs lesz, amely körülbelül 150 dollárba kerül, sokkal drágább, mint a hagyományos abroncsok, de rendkívül tartós. Cole azt is tervezi, hogy tartós gumikat fejleszt motorbiciklikhez, amelyek a nehéz utakra specializálódtak. Mindezek mellett Cole „álma” az, hogy részt vegyen az emberiség Holdra való visszatérésében, hogy egy nap elmondhassa gyermekeinek: „Nézzetek fel a Holdra, apu gumijai ott vannak!”

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