Hogyan előzhetjük meg a defektet a Holdon

A Holdra való visszatérés, amely fél évszázad után valósul meg, és a Marsra való eljutás, szó szerint újra kell találni a kereket. A Marsra való utazás nem kis feladat, különösen, ha defektet kapunk. Florent Menegaux, a francia Michelin gumiabroncsgyártó cég vezérigazgatója hangsúlyozza, hogy „az egyik dolog, amire nincs lehetőség, az a defekt”. A Mars zord körülményeit a Curiosity rover tapasztalatai is alátámasztják, amely 2012-ben landolt, és alig egy évvel később már több helyen is láthatóan sérült, a hat merev alumínium kerekén defektet és szakadásokat mutatott.

Az Egyesült Államok Artemis küldetései célja, hogy 2027-ig űrhajósokat juttassanak vissza a Holdra. Az Artemis program későbbi küldetései már a Hold déli pólusának felfedezésére is kiterjednek, amely az Artemis V révén valósulhat meg, amely jelenleg 2030-ra van ütemezve. Az Artemis űrhajósainak sokkal messzebb kell autózniuk, mint Apollo elődeiknek, akik 1969 és 1972 között hat landolás során soha nem haladtak el 40 kilométernél távolabb a Hold felszínén. Sylvain Barthet, aki a Michelin holdbeli légmentes kerékprogramját vezeti Clermont-Ferrand központjában, megjegyzi: „A cél az, hogy tíz év alatt 10 000 kilométert tegyünk meg.” Dr. Santo Padula, a NASA anyagtudományi doktora, aki a John Glenn Kutatóközpontban dolgozik, azt hangsúlyozza, hogy „nem rövid, egyhetes időszakokról beszélünk, hanem évtizedes használatról”.

A Holdra készülő technológia egyik legnagyobb kihívása a hatalmas hőmérsékleti ingadozások. A Hold pólusain a hőmérséklet -230 Celsius-fok alá is süllyedhet, ami közel van az abszolút nulla fokhoz, ahol az atomok mozgása leáll. Ez különösen problémás a gumiabroncsok számára, mivel Dr. Padula szerint „atommozgás nélkül nehéz biztosítani, hogy az anyag deformálódjon és visszatérjen az eredeti állapotába”. A gumiknak képeseknek kell lenniük arra, hogy deformálódjanak, amikor köveken haladnak át, majd visszatérjenek az eredeti formájukba. „Ha tartósan deformálunk egy gumiabroncsot, akkor nem gördül hatékonyan, és energiaveszteségek lépnek fel” – mondja Dr. Padula.

A jövő űrmisszióknak sokkal nagyobb terheket kell elbírniuk, mint az Apollo űrhajósok könnyű roverei. A következő küldetéseknek „nagyobb tudományos platformokat és mobil élőhelyeket” kell körbejárniuk, amelyek egyre nagyobbak lesznek, és ez a Mars esetében még nehezebb feladat, mivel a Mars gravitációja a Holdénak kétszerese. Az Apollo holdjárói cinkbevonatú zongorasodronyból készült kerekeket használtak, amelyek hatótávolsága körülbelül 34 kilométer volt. Mivel az extrém hőmérsékletek és a kozmikus sugárzás tönkreteszi a gumit vagy üvegszerűvé alakítja, a fémötvözetek és a nagy teljesítményű műanyagok a légmentes űrgumik fő jelöltjei. Pietro Baglion, az Európai Űrügynökség Rosalind Franklin küldetésének csapatvezetője elmondta, hogy „általában fém- vagy szénszálas alapú anyagokat használnak ezekhez a kerekekhez”.

Egy ígéretes anyag a nitinol, amely nikkel és titán ötvözete. Earl Patrick Cole, a Smart Tire Company vezérigazgatója elmondja, hogy „ha ezeket összefonjuk, akkor egy gumihoz hasonló fém keletkezik, amely képes mindenféle irányban hajlani, és mindig visszatér az eredeti formájába”. Dr. Padula szerint a nitinol potenciálisan forradalmi anyag, mivel az ötvözet energiatárolásra és leadásra is képes, amikor állapotot vált.

Míg Michelin a nagy teljesítményű műanyagokban látja a megoldást, a Bridgestone egy biológiai utánzás megközelítést alkalmaz, amely a tevék lábfejének mintájára készült. A tevék lábfejei széles felületre osztják el a súlyukat, így nem merülnek el a laza homokban. Ennek nyomán a Bridgestone filcszerű anyagot használ a futófelületén, míg a kerék vékony fém küllőkből áll, amelyek rugalmasak. A rugalmas kialakítás lehetővé teszi, hogy a holdi modul súlyát egy nagyobb érintkezési felületre osszák el, így a rover képes haladni anélkül, hogy elakadna a Hold felszínén található törmelékben.

A Michelin és a Bridgestone különböző konzorciumok részeként, a kaliforniai Venturi Astrolab mellett, májusban a John Glenn Kutatóközpontban bemutatják javasolt gumiabroncs-technológiáikat a NASA-nak. A NASA várhatóan az év végén döntést hoz, lehet, hogy egy javaslatot választanak, vagy több elemét is elfogadják. Eközben a Michelin már teszteli gumiabroncsait egy mintaroveren, amelyet egy vulkán körül vezetnek Clermont-Ferrand közelében, mivel a poros terep hasonlít a Hold felszínére. A Bridgestone hasonló teszteket végez a japán Tottori homokdűnéken.

A jövőbeli űrmissziók nemcsak a Holdra és a Marsra irányulnak, hanem a Földön is hasznos alkalmazásokat keresnek. Cole doktor, aki a Dél-Kaliforniai Egyetemen dolgozott, egy NASA vállalkozói program keretein belül kezdett el dolgozni a Mars szuperelasztikus gumiabroncsainak kereskedelmi forgalomba hozatalán. Az év első terméke nikkel-titán kerékpáros gumiabroncs, amelyek darabja körülbelül 150 dollárba kerül, sokkal drágábbak a hagyományos abroncsoknál, de rendkívül tartósak. Cole emellett motoros gumiabroncsok fejlesztésén is dolgozik, amelyek a nehezen járható területekre lesznek ideálisak. Mindazonáltal Cole „álma” az, hogy részt vegyen az emberiség visszatérésében a Holdra, hogy majd elmondhassa gyermekeinek: „Nézzetek fel a Holdra, apu gumiabroncsai ott vannak”.

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