Kurzor zvedavosti urobila niekoľko neuveriteľných objavov počas piatich rokov pôsobenia na povrchu Marsu. A v priebehu vykonávania svojho výskumu, rover tiež získal nejaké vážne najazdených kilometrov. Určite však bolo prekvapením, keď počas rutinných vyšetrení v roku 2013 členovia vedeckého tímu zvedavosti zaznamenali, že jeho kolesá sa roztrhli v ich behúňoch (po ktorých nasledovali prestávky hlásené v roku 2017).
Pri pohľade do budúcnosti vedci z Glenn Research Center v NASA dúfajú, že vybavia vozítka novej generácie novým kolesom. Je založený na „Spring Tire“, ktorý NASA vyvinul s Goodyear už v polovici 20. storočia. Tím vedcov NASA však namiesto použitia stočených oceľových drôtov tkaných do sieťového vzoru (ktorý bol súčasťou pôvodného návrhu) vytvoril odolnejšiu a flexibilnejšiu verziu, ktorá by mohla spôsobiť revolúciu v prieskume vesmíru.
Keď k tomu dôjde, Mesiac, Mars a ďalšie telá Slnečnej sústavy majú tvrdý a trestajúci terén. V prípade Mesiaca je hlavným problémom regolit (tzv. Prach Mesiaca), ktorý pokrýva väčšinu jeho povrchu. Tento jemný prach sú v podstate zubaté kúsky lunárneho kameňa, ktoré spôsobujú katastrofu s motormi a súčasťami strojov. Na Marse je situácia trochu iná, pričom väčšinu terénu pokrýva regolit a ostré kamene.
V roku 2013, len po roku na povrchu, začali kolesá zvedáka zvedavosti vykazovať známky opotrebenia v dôsledku toho, že prešli nečakane drsným terénom. To mnohých viedlo k obavám, že by si rover nemusel byť schopný splniť svoje poslanie. To tiež viedlo mnohých v Glenn Research Centre NASA k prehodnoteniu dizajnu, na ktorom pracovali takmer desať rokov predtým, ktorý bol určený pre obnovenie misií na Mesiac.
Pokiaľ ide o NASA Glenn, vývoj pneumatík je predmetom výskumu už asi desať rokov. V tomto ohľade sa vracajú k tradične uznávanej tradícii inžinierov a vedcov NASA, ktorá sa začala už v dobe Apolla. V tom čase americké aj ruské vesmírne programy hodnotili viacnásobné návrhy pneumatík na použitie na lunárnom povrchu. Celkovo boli navrhnuté tri hlavné návrhy.
Najskôr ste mali kolesá špeciálne navrhnuté pre ruské vozidlo Lunokhod rover, ktorého meno sa doslova prekladá do „Moon Walker“. Konštrukcia kolesa pre tento rover pozostávala z ôsmich tuhých ráfikov s drôtenými okami, ktoré boli spojené s ich nápravami pomocou lúčov bicykla. Kovové príchytky boli tiež namontované na vonkajšej strane pneumatiky, aby sa zabezpečila lepšia priľnavosť v mesačnom prachu.
Potom bol koncept NASA pre Modulárny transportér (MET), ktorý bol vyvinutý s podporou Goodyear. Tento bezmotorový vozík sa dodáva s dvoma hladkými gumovými pneumatikami naplnenými dusíkom, ktoré uľahčujú pretiahnutie vozíka cez lunárnu pôdu a cez kamene. A potom tu bol dizajn pre Lunar Roving Vehicle (LRV), ktoré bolo posledným vozidlom NASA, ktoré navštívilo Mesiac.
Toto posádkové vozidlo, ktoré astronauti Apolla jazdili na náročnom lunárnom povrchu, sa spoliehalo na štyri veľké, flexibilné kolesá s drôtenými okami s tuhými vnútornými rámami. V polovici roku 2000, keď NASA začala plánovať montáž nových misií na Mesiac (a budúcich misií na Mars), začali prehodnocovať pneumatiku LRV a začleňovať nové materiály a technológie do návrhu.
Ovocie tohto obnoveného výskumu boli jarnou pneumatikou, ktorá bola prácou strojného výskumného inžiniera Vivake Asnaniho, ktorý úzko spolupracoval s Goodyearom na jeho vývoji. Dizajn vyžadoval pneumatiku bez podtlaku, ktorá je vyrobená zo stoviek stočených oceľových drôtov, ktoré boli potom tkané do pružnej sieťoviny. To nielen zaistilo nízku hmotnosť, ale tiež umožnilo pneumatikám znášať vysoké zaťaženie pri prispôsobovaní sa terénu.
Aby videli, ako sa jarná pneumatika hodí na Mars, inžinieri z Glenn Research Centre v NASA ich začali testovať v laboratóriu Slope, kde ich prešli prekážkovou dráhou simulujúcou marťanské prostredie. Kým pneumatiky fungovali v simulovanom piesku všeobecne dobre, mali problémy, keď sa drôtené pletivo deformovalo po prechode cez zubaté skaly.
Na riešenie tohto problému diskutovali Colin Creager a Santo Padua (inžinier NASA a vedec materiálov) o možných alternatívach. Časom sa dohodli, že oceľové drôty by sa mali nahradiť niklom titánom, zliatinou s tvarovou pamäťou, ktorá je schopná udržať si svoj tvar v náročných podmienkach. Ako Padova vysvetlil v segmente videa NASA Glenn, inšpirácia na použitie tejto zliatiny bola veľmi serendipitous:
"Práve som náhodou skončil v budove, kde je laboratórium na svahu." A bol som tu na inom stretnutí pre prácu, ktorú robím v zliatinách s tvarovou pamäťou, a narazil som na Colina v hale. A bol som rád, „čo robíš naspäť a prečo si nebol v laboratóriu dopadov?“ - pretože som ho poznal ako študenta. Povedal: „Dobre, som promoval a nejaký čas tu pracujem na plný úväzok ... Pracujem v Slope.“
Napriek tomu, že Padova desať rokov pracovala v spoločnosti JPL, Padova predtým nevidela laboratórium na svahu a prijala pozvanie, aby zistila, na čom pracovali. Po vstupe do laboratória a pri pohľade na jarné pneumatiky, ktoré testovali, sa Padua opýtala, či majú problémy s deformáciou. Keď Creager pripustil, že to tak bolo, Padova navrhla riešenie, ktoré sa práve stalo jeho odbornosťou.
„Nikdy predtým som nepočul o zliatinách s tvarovou pamäťou, ale vedel som, že [Padova] bol inžinierom materiálov,“ povedal Creager. „A od tej doby spolupracujeme na týchto pneumatikách s využitím jeho odborných znalostí o materiáloch, najmä v oblasti zliatin s tvarovou pamäťou, aby sme prišli s touto novou pneumatikou, o ktorej si myslíme, že skutočne zmení revolúciu na planétové roverské pneumatiky a prípadne dokonca aj pneumatiky pre Zem. . "
Kľúčom k zliatinám s tvarovou pamäťou je ich atómová štruktúra, ktorá je zostavená tak, že materiál „pamätá“ svoj pôvodný tvar a po deformácii a deformácii sa k nemu môže vrátiť. Po vytvorení pneumatiky zliatiny s tvarovou pamäťou ju inžinieri Glenn poslali do Jet Propulsion Laboratory, kde sa testovala v Mars Life Test Facility.
Celkovo pneumatiky fungovali nielen v simulovanom marťanskom piesku, ale dokázali bez ťažkostí odolať aj potrestaniu skalných východov. Aj keď sa pneumatiky deformovali až na ich nápravy, dokázali si udržať svoj pôvodný tvar. Podarilo sa im to aj pri významnom užitočnom zaťažení, čo je ďalším predpokladom pri vývoji pneumatík pre prieskumné vozidlá a vozne.
Prioritou pneumatík Mars Spring Tire (MST) je ponúknuť väčšiu odolnosť, lepšiu trakciu v mäkkom piesku a nižšiu hmotnosť. Ako NASA naznačuje na webovej stránke MST (súčasť webovej stránky Glenn Research Center), vývoj pneumatík s vysokým výkonom, ako je Spring Wheel, má tri hlavné výhody:
„Najprv by umožnili vozovke preskúmať väčšie oblasti povrchu, ako je v súčasnosti možné. Po druhé, pretože sa prispôsobia terénu a nespúšťajú sa toľko ako tuhé kolesá, môžu niesť ťažšie užitočné zaťaženie pri rovnakej danej hmotnosti a objeme. Nakoniec, pretože vyhovujúce pneumatiky dokážu absorbovať energiu pri nárazoch pri miernych až vysokých rýchlostiach, môžu byť použité na prieskumných vozidlách s posádkou, u ktorých sa očakáva, že sa budú pohybovať pri rýchlostiach výrazne vyšších ako súčasné vozne na Marse. “
Prvá dostupná príležitosť vyskúšať tieto pneumatiky je vzdialená len pár rokov, keď sú NASA Mars 2020 Rover bude poslaný na povrch Červenej planéty. Akonáhle tam, vozítko sa vyzdvihne tam, kde Kuriozita a ďalšie rovery skončili a hľadajú známky života v drsnom prostredí Marsu. Úlohou rovera je tiež príprava vzoriek, ktoré sa nakoniec vrátia na Zem pomocou posádky, ktorá sa má uskutočniť niekedy v 30. rokoch 20. storočia.
