Hogyan előzzük meg a defektet a Holdon

A Holdra való visszatérés, több mint ötven év után, és a Mars felfedezése lényegében azt jelenti, hogy újra kell találni a kereket. A Mars rendkívüli távolságra található, és egy defekt esetén nehéz lenne visszatérni. Florent Menegaux, a Michelin francia gumiabroncs-gyártó vezérigazgatója is hangsúlyozta, hogy egy defektet semmiképpen sem engedhetünk meg magunknak, ha a jövő űrmisszióiról van szó. A Curiosity marsjáró tapasztalatai is alátámasztják a Mars szélsőséges körülményeit; alig egy évvel a 2012-es leszállás után a rover hat merev alumínium kereke láthatóan megsérült, defektekkel és szakadásokat mutatva.

Az Egyesült Államok Artemis missziói célja, hogy 2027-ig visszavigyék az űrhajósokat a Holdra. Az Artemis V küldetések tervezett folytatásai a Hold déli pólusának felfedezésére irányulnak, és a tervek szerint 2030 körül indulnak. Az Artemis űrhajósai sokkal messzebb fognak vezetni, mint az Apollo űrhajósai, akik 1969 és 1972 között hat alkalommal landoltak a Holdon, de soha nem tették meg a 40 km-t meghaladó távolságot a Hold felszínén. Sylvain Barthet, a Michelin holdi légmentes kerékprogramjának vezetője elmondta, hogy a céljuk 10 év alatt 10 000 kilométert megtenni. „Itt nem rövid, egyhetes időszakokról beszélünk, hanem évtizedekig tartó használatról” – tette hozzá Dr. Santo Padula, a NASA anyagtudományi doktora, aki a John Glenn Kutatóközpontban dolgozik Ohio államban.

A Holdra kifejlesztett technológiák egyik legnagyobb kihívása a hatalmas hőmérsékleti ingadozások. A Hold pólusain a hőmérséklet akár -230 Celsius-fokig is csökkenhet, ami közel áll az abszolút zéróhoz, ahol az atomok mozgása leáll. Ez pedig problémát jelent a gumiabroncsok számára, mivel a mozgás hiánya megnehezíti az anyag deformálódását és visszatérését. Dr. Padula elmondta, hogy a gumiknak képesnek kell lenniük deformálódni, ahogy köveken haladnak át, majd vissza kell térniük eredeti formájukhoz. „Ha állandóan deformálódik egy gumiabroncs, akkor nem gördül hatékonyan, és problémáink adódhatnak az energiafogyasztással” – tette hozzá.

Az új kerekeknek sokkal nagyobb terheket kell elbírniuk, mint az Apollo űrhajósai által használt könnyű roverek. A jövőbeli űrmisszióknak „nagyobb tudományos platformok és mobil lakóhelyek körül kell közlekedniük, amelyek egyre nagyobbak” – mondta Padula. A Mars esetében ez még nagyobb kihívást jelent, mivel a gravitáció kétszer akkora, mint a Holdon. Az Apollo holdjárói olyan gumikat használtak, amelyek cinkbevonatú zongoraszálból készültek, és a hatótávolságuk körülbelül 21 mérföld volt. Mivel az extrém hőmérsékletek és a kozmikus sugarak lebontják a gumit vagy üvegszerűvé teszik, a fémötvözetek és a nagy teljesítményű műanyagok a legfőbb jelöltek az űr gumiabroncsok számára.

Az ESA Rosalind Franklin küldetése, amely célja, hogy egy saját marsjárót küldjön 2028-ra, szintén fémes vagy karbon alapú anyagokat vizsgál. Az egyik ígéretes anyag a nitinol, amely nikkel és titán ötvözete. Earl Patrick Cole, a Smart Tire Company vezérigazgatója szerint a nitinol rugalmas tulajdonságai „a legőrültebb dolgok közé tartoznak, amiket valaha látni fogunk”. A nitinol potenciálisan „forradalmi” anyag, mivel az ötvözet képes elnyelni és felszabadítani az energiát, ahogy állapotot vált.

A Michelin és a Bridgestone is különböző konzorciumokban dolgozik, és a jövő hónapban bemutatják javasolt gumiabroncs-technológiáikat a NASA-nak a John Glenn Központban. A NASA várhatóan idén később döntést hoz – vagy egy javaslatot választ, vagy több elemet is figyelembe vesz. Eközben a Michelin egy vulkánon végzi a gumiabroncsok tesztelését Clermont közelében, ahol a poros terep a Hold felszínére hasonlít, míg a Bridgestone a japán Tottori homokdűnéken végzi ugyanezt. Az ESA is vizsgálja, hogy Európa saját marsjárót készíthet-e más missziókhoz.

A kutatásnak hasznos alkalmazásai is lehetnek a Földön. Dr. Cole, aki a Dél-Kaliforniai Egyetemen dolgozott doktori disszertációján, részt vett a NASA vállalkozói programjában, amelynek célja, hogy néhány technológiát kereskedelmi forgalomba hozzon a Mars szuper-rugalmas gumiabroncsából. Az idei év első terméke nikkel-titán kerékpár gumik lesznek, amelyek ára körülbelül 150 dollár. Ezek a gumik sokkal drágábbak, mint a hagyományosak, de rendkívül tartósak. Cole tervei között szerepel, hogy idén tartós gumikat fejleszt motorkerékpárokhoz, amelyek a nehéz utakra készülnek. Mindezek mellett Cole „álma” az, hogy részt vegyen az emberiség Holdra való visszatérésében. „Így elmondhatom a gyerekeimnek, hogy nézd, ott a Holdon – apu gumijai ott vannak” – mondta.

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