Uteliaisuus Rover on tehnyt uskomattomia löytöjä viiden vuoden aikana, kun se on toiminut Marsin pinnalla. Ja tutkimuksensa aikana roverilla on myös kertynyt joitain vakavia ajokilometrejä. Se oli kuitenkin varmasti yllätys, kun vuonna 2013 suoritettujen rutiinitarkastusten aikana Curiosity-tiederyhmän jäsenet totesivat, että sen pyörät olivat kärsineet renkaiden renkaista (joita seurasivat tauot vuonna 2017).
Tulevaisuuden näkökulmasta NASA: n Glennin tutkimuskeskuksen tutkijat toivovat varustavansa seuraavan sukupolven roversit uudella pyörällä. Se perustuu "Spring Tire" -kehään, jonka NASA kehitti Goodyearin kanssa 2000-luvun puolivälissä. NASA: n tutkijoiden ryhmä on kuitenkin luonut kestävämmän ja joustavamman version, joka voisi muuttaa avaruustutkimuksen, sen sijaan, että käytettäisiin kelaverkkoon kudottuja teräslankoja (joka oli osa alkuperäistä mallia).
Kun se tulee suoraan alaspäin, Kuulla, Marsissa ja muissa aurinkokunnan elimissä on ankara, rankaiseva maasto. Kuun kohdalla pääkysymys on regoliitti (alias. Kuu pöly), joka kattaa suurimman osan sen pinnasta. Tämä hieno pöly on olennaisesti rosoisia bittiä kuukausikiviä, jotka pelaavat tuhoa moottorien ja konekomponenttien kanssa. Marsilla tilanne on hiukan erilainen: regoliitti ja terävät kivet peittävät suurimman osan maastosta.
Vuonna 2013, vain vuoden kuluttua pinnasta, Curiosity roverin pyörät alkoivat näyttää kulumisesta, koska se kulki odottamatta ankaraa maastoa. Tämä sai monet huolestumaan siitä, että rover ei ehkä pysty suorittamaan tehtäväänsä. Se johti myös monia NASA: n Glennin tutkimuskeskuksessa harkitsemaan uudelleen suunnittelua, jota he olivat työskennelleet melkein kymmenen vuotta aiemmin ja joka oli tarkoitettu uusittuihin virkamatkoihin kuuhun.
Rengaskehitys on NASA Glennille ollut tutkimuksen painopisteenä jo noin kymmenen vuoden ajan. Tässä suhteessa he palauttavat NASA: n insinöörien ja tiedemiesten kunnioitetun perinteen, joka alkoi takaisin Apollon aikakaudella. Tuolloin sekä Yhdysvaltojen että Venäjän avaruusohjelmat arvioivat useita rengasmalleja käytettäväksi kuun pinnalla. Kaiken kaikkiaan ehdotettiin kolme suurta mallia.
Ensin, sinulla oli pyörät, jotka on erityisesti suunniteltu Lunokhod roverille, venäläiselle ajoneuvolle, jonka nimi kirjaimellisesti tarkoittaa "Moon Walker". Tämän roverin pyöräsuunnittelu koostui kahdeksasta jäykästä vanteesta, teräsverkosta, jotka yhdistettiin niiden akseleihin polkupyörän tyyppisillä pinnoilla. Renkaan ulkopuolelle asennettiin myös metallisia kiinnittimiä, jotta kuun pölyssä olisi parempi pito.
Sitten oli NASA: n konsepti modulaariselle laitteiden kuljettajalle (MET), joka kehitettiin Goodyearin tuella. Tässä virrattomassa kärryssä oli kaksi typpellä täytettyä, sileää kumirenkaa, jotta kärryä oli helpompi vetää kuun maaperän läpi ja kallioiden yli. Ja sitten oli suunnitteilla Lunar Roving Vehicle (LRV), joka oli viimeinen NASA-ajoneuvo, joka vieraili Kuussa.
Tämä miehitetty ajoneuvo, jota Apollo-astronautit ajoi ympäri haastavaa kuun pintaa, luottaa neljään suureen, joustavaan metalliverkkoon, joissa on jäykät sisäkehykset. 2000-luvun puolivälissä, kun NASA alkoi suunnitella uusien operaatioiden sijoittamista Kuuhun (ja tulevia operaatioita Marsiin), he alkoivat arvioida LRV-renkaan uudelleenarviointia ja sisällyttää uusia materiaaleja ja tekniikoita suunnitteluun.
Tämän uudistetun tutkimuksen hedelmä oli keväänrengas, joka oli mekaanisen tutkimuksen insinöörin Vivake Asnanin työ, joka teki tiivistä yhteistyötä Goodyearin kanssa sen kehittämiseksi. Suunnittelussa vaadittiin ilmatonta, vaatimustenmukaista rengasta, joka koostui satoista kelatuista teräslangoista, jotka sitten kudottiin joustavaksi verkkoksi. Tämä ei vain taannut kevyyttä, mutta antoi myös renkaille kyvyn kannattaa suuria kuormituksia samalla kun ne täyttivät maaston.
NASA: n Glennin tutkimuskeskuksen insinöörit aloittivat testin keväänrenkaan Marsista, kun he ajauttivat niitä marssiympäristöä simuloivan estekurssin läpi Slope-laboratoriossa. Vaikka renkaat toimivat yleensä hyvin simuloidussa hiekassa, he kokivat ongelmia, kun vaijerin verkko vääristyi kulkiessaan rosoisten kivien yli.
Colin Creager ja Santo Padua (vastaavasti NASA: n insinööri ja materiaalitieteilijä) keskustelivat tämän ratkaisemiseksi mahdollisista vaihtoehdoista. Ajan myötä he sopivat, että teräslangat tulisi korvata nikkeli-titaanilla, muodomuistiseoksella, joka kykenee säilyttämään muotonsa vaikeissa olosuhteissa. Kuten Padua selitti NASA Glenn -videosegmentissä, inspiraation käyttö tämän seoksen käyttöön oli erittäin suotuisa:
”Satun juuri olemaan täällä rakennuksessa, missä Slope lab on. Ja olin täällä erilaiseen tapaamiseen työstä, jota teen muistiseosten muotoilussa, ja satun joutumaan Coliniin saliin. Ja olin kuin "mitä teet takaisin ja miksi et ole täällä iskulaboratoriossa?" - koska tunsin hänet opiskelijana. Hän sanoi: "No, olen valmistunut ja olen työskennellyt täällä kokopäiväisesti jonkin aikaa ... työskentelen Slopessa."
Huolimatta siitä, että hän työskenteli JPL: ssä kymmenen vuotta, Padova ei ollut ennen nähnyt Slope-laboratoriota ja hyväksyi kutsun nähdä, mitä he työskentelevät. Saavuttuaan laboratorioon ja katsellessaan testattavia kevytrenkaita Padova kysyi, olisiko heillä muodonmuutosongelmia. Kun Creager myönsi heidän olevan, Padova ehdotti ratkaisua, joka juuri tapahtui hänen asiantuntija-aluekseen.
"En ollut koskaan edes kuullut termiä muistimuotoseoksista, mutta tiesin, että [Padova] oli materiaalitieteiden insinööri", sanoi Creager. "Ja niin, siitä lähtien olemme tehneet yhteistyötä näiden renkaiden kanssa hänen materiaaliosaamisensa kanssa, erityisesti muodomuistiseoksissa, keksimään tämä uusi rengas, jonka mielestämme todella mullistaa planeettojen roverrenkaat ja mahdollisesti jopa renkaat myös maapallolle. .”
Muistilejeeringien muotoilun avain on niiden atomirakenne, joka on koottu siten, että materiaali ”muistaa” alkuperäisen muodonsa ja pystyy palaamaan siihen muodonmuutoksen ja rasituksen alaisena. Muodonmuutosmetalliseosrenkaan rakentamisen jälkeen Glennin insinöörit lähettivät sen Jet Propulsion -laboratorioon, jossa se testattiin Mars Life Test -laitoksessa.
Kaiken kaikkiaan renkaat eivät vain toimineet hyvin simuloidussa Marsin hiekassa, vaan pystyivät kestämään vaikeiden rangaistusten kivikkäät ylitykset. Jopa renkaiden muodonmuutokset aina akseleihinsa saakka, ne pystyivät säilyttämään alkuperäisen muodon. He onnistuivat myös tekemään tämän kuljettaessaan huomattavan hyötykuorman, mikä on toinen edellytys kehitettäessä renkaiden etsintäajoneuvoille ja roversille.
Mars Spring Tiren (MST) prioriteettina on tarjota parempi kestävyys, parempi veto pehmeässä hiekassa ja kevyempi paino. Kuten NASA ilmoittaa MST-verkkosivustolla (osa Glennin tutkimuskeskuksen verkkosivustoa), tehokkaiden vaatimusten mukaisten renkaiden, kuten keväänpyörän, kehittämisessä on kolme suurta hyötyä:
”Ensinnäkin niiden avulla roversit voisivat tutkia suurempia pinta-aloja kuin tällä hetkellä on mahdollista. Toiseksi, koska ne vastaavat maastoa eivätkä upota yhtä paljon kuin jäykät pyörät, ne voivat kuljettaa raskaampia hyötykuormia samassa annetussa massassa ja tilavuudessa. Viimeiseksi, koska vaatimusten mukaiset renkaat voivat absorboida energiaa iskuista kohtuullisella tai suurella nopeudella, niitä voidaan käyttää miehitetyissä tutkimusajoneuvoissa, joiden odotetaan liikkuvan huomattavasti nopeammin kuin nykyiset Marsin moottorit. "
Ensimmäinen käytettävissä oleva tilaisuus testata nämä renkaat on vain muutaman vuoden päässä, kun NASA on Mars 2020 Rover lähetetään Punaisen planeetan pinnalle. Siellä saapuessaan rover nousee uteliaisuuteen ja muihin rovereihin, etsien merkkejä elämästä Marsin kovassa ympäristössä. Roverin tehtävänä on myös valmistaa näytteitä, jotka lopulta palautetaan Maahan miehitetyllä operaatiolla, jonka odotetaan tapahtuvan joskus 2030-luvulla.
