อยากรู้อยากเห็น Rover ทำให้การค้นพบที่น่าทึ่งในช่วงห้าปีที่ผ่านมาได้ดำเนินการบนพื้นผิวของดาวอังคาร และในระหว่างการทำวิจัยรถแลนด์โรเวอร์ได้สะสมไมล์สะสมอย่างมากเช่นกัน อย่างไรก็ตามมันเป็นเรื่องน่าประหลาดใจอย่างแน่นอนเมื่อในระหว่างการสอบประจำในปี 2556 สมาชิกของทีมวิทยาศาสตร์อยากรู้อยากเห็นตั้งข้อสังเกตว่าล้อของมันได้รับความเดือดร้อนฉีกในการสำรวจของพวกเขา (ตามด้วยรายงานการพักในปี 2560)
เมื่อมองไปในอนาคตนักวิจัยที่ศูนย์วิจัย Glenn ของ NASA หวังว่าจะได้มอบรถคันใหม่ในรุ่นถัดไป มันมีพื้นฐานมาจาก "Spring Tire" ซึ่ง NASA พัฒนาขึ้นด้วย Goodyear ย้อนกลับไปในช่วงกลางปี 2000 อย่างไรก็ตามแทนที่จะใช้ขดลวดเหล็กทอเป็นลวดลายตาข่าย (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบดั้งเดิม) ทีมนักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าได้สร้างรุ่นที่คงทนและยืดหยุ่นมากขึ้นซึ่งสามารถปฏิวัติการสำรวจอวกาศได้
เมื่อมันลงมาตรงนั้นดวงจันทร์ดาวอังคารและวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะจะมีภูมิประเทศที่รุนแรงและลงโทษ ในกรณีของ Moon ปัญหาหลักคือ regolith (aka. Moon dust) ซึ่งครอบคลุมพื้นผิวส่วนใหญ่ของมัน ฝุ่นละเอียดนี้เป็นเศษหินขรุขระของดวงจันทร์ซึ่งเล่นได้อย่างเสียหายกับเครื่องยนต์และส่วนประกอบของเครื่องจักร บนดาวอังคารสถานการณ์จะแตกต่างกันเล็กน้อยโดยมีหิน regolith และหินแหลมคมปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่
ในปี 2556 หลังจากผ่านไปเพียงปีเดียวบนพื้นผิวล้อรถสำรวจของ Curiosity เริ่มแสดงสัญญาณของการสึกหรอเนื่องจากมันผ่านภูมิประเทศที่ไม่คาดคิด สิ่งนี้ทำให้หลายคนกังวลว่ารถแลนด์โรเวอร์อาจไม่สามารถทำภารกิจให้สำเร็จได้ นอกจากนี้ยังนำหลายคนไปที่ศูนย์วิจัย Glenn ของ NASA เพื่อพิจารณาการออกแบบที่พวกเขาเคยทำมาเกือบสิบปีก่อนซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อทำภารกิจใหม่ต่อดวงจันทร์
สำหรับนาซ่าเกล็นการพัฒนายางล้อได้กลายเป็นจุดสนใจของการวิจัยมาประมาณสิบปีแล้ว ในแง่นี้พวกเขากำลังกลับสู่ประเพณีที่ได้รับเกียรติจากวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าซึ่งเริ่มขึ้นในยุค Apollo ในเวลานั้นทั้งโครงการอวกาศของอเมริกาและรัสเซียกำลังประเมินการออกแบบยางหลายแบบสำหรับใช้บนพื้นผิวดวงจันทร์ โดยรวมแล้วมีการเสนอการออกแบบที่สำคัญสามแบบ
ก่อนอื่นคุณมีล้อที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับ Lunokhod rover ยานรัสเซียที่ชื่อแปลเป็น "Moon Walker" อย่างแท้จริง การออกแบบล้อสำหรับรถแลนด์โรเวอร์นี้ประกอบด้วยยางขอบลวดแปดเส้นที่แข็งแกร่งซึ่งเชื่อมต่อกับเพลาของพวกเขาโดยซี่ล้อประเภทจักรยาน แผ่นโลหะนั้นถูกติดตั้งที่ด้านนอกของยางเพื่อให้แน่ใจว่ามีการฉุดของฝุ่นบนดวงจันทร์ได้ดีขึ้น
จากนั้นก็มีแนวคิดของนาซ่าสำหรับการส่งมอบอุปกรณ์แบบโมดูลาร์ (MET) ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยการสนับสนุนของกู๊ดเยียร์ รถเข็นที่ไม่มีอาวุธนี้มาพร้อมกับยางยางที่มีความนุ่มนวลและเติมด้วยไนโตรเจนเพื่อให้ง่ายต่อการดึงเกวียนผ่านทางจันทรคติและหิน จากนั้นก็มีการออกแบบสำหรับยาน Lunov Roving Vehicle (LRV) ซึ่งเป็นยานพาหนะของนาซ่าคนสุดท้ายที่ไปเยี่ยมดวงจันทร์
ยานพาหนะ crewed นี้ซึ่งนักบินอวกาศอพอลโลเคยขับไปรอบ ๆ บนพื้นผิวดวงจันทร์ที่ท้าทายอาศัยล้อล้อลวดตาข่ายขนาดใหญ่สี่ล้อที่ยืดหยุ่นพร้อมโครงด้านในแข็ง ในช่วงกลางทศวรรษ 2000 เมื่อองค์การนาซ่าเริ่มวางแผนในการติดตั้งภารกิจใหม่สู่ดวงจันทร์ (และภารกิจในอนาคตสู่ดาวอังคาร) พวกเขาเริ่มประเมินยางล้อ LRV ใหม่และผสมผสานวัสดุและเทคโนโลยีใหม่เข้ากับการออกแบบ
ผลของการวิจัยที่ได้รับการปรับปรุงใหม่นี้คือ Spring Tire ซึ่งเป็นงานของวิศวกรวิจัยเครื่องกล Vivake Asnani ซึ่งทำงานอย่างใกล้ชิดกับ Goodyear เพื่อพัฒนามัน การออกแบบเรียกร้องให้ยางที่ไม่ใช้สุญญากาศนั้นประกอบด้วยลวดเหล็กหลายร้อยเส้นซึ่งถูกถักทอเป็นตาข่ายที่มีความยืดหยุ่น สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ช่วยให้มั่นใจว่ามีน้ำหนักเบา แต่ยังให้ความสามารถในการรองรับน้ำหนักที่สูงในขณะที่สอดคล้องกับภูมิประเทศด้วย
เพื่อดูว่าสปริงยางจะขึ้นบนดาวอังคารได้อย่างไรวิศวกรของศูนย์วิจัย Glenn ของนาซ่าเริ่มทดสอบพวกเขาในห้องปฏิบัติการ Slope ที่พวกเขาวิ่งผ่านเส้นทางที่เป็นอุปสรรคซึ่งจำลองสภาพแวดล้อมของดาวอังคาร ในขณะที่ยางทำได้ดีในทรายจำลองพวกเขาประสบปัญหาเมื่อลวดตาข่ายผิดรูปหลังจากผ่านหินขรุขระ
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Colin Creager และ Santo Padua (วิศวกรของนาซ่าและนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุตามลำดับ) ได้พูดถึงทางเลือกที่เป็นไปได้ ในเวลาที่พวกเขาตกลงกันว่าสายเหล็กควรจะถูกแทนที่ด้วยนิกเกิลไททาเนียมซึ่งเป็นโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างที่สามารถรักษารูปร่างของมันภายใต้เงื่อนไขที่ยากลำบาก ดังที่ปาดัวอธิบายไว้ในหมวดวิดีโอของนาซ่าเกล็นแรงบันดาลใจในการใช้อัลลอยด์นี้เป็นสิ่งที่สำคัญมาก:
“ ฉันเพิ่งจะไปอยู่ในอาคารที่นี่ที่แล็บลาดชันอยู่ และฉันมาที่นี่เพื่อพบกับการประชุมที่แตกต่างกันสำหรับงานที่ฉันทำในรูปทรงของโลหะผสมความทรงจำและฉันบังเอิญวิ่งเข้าไปที่โคลินในห้องโถง และฉันก็เหมือน "คุณกำลังทำอะไรอยู่และทำไมคุณถึงไม่ไปที่ห้องแล็บอิมแพ็ค" เพราะฉันรู้จักเขาในฐานะนักเรียน เขากล่าวว่า“ ดีฉันจบการศึกษามาแล้วและฉันทำงานเต็มเวลามาสักพักหนึ่ง…ฉันทำงานใน Slope”
แม้จะทำงานที่ JPL มาสิบปีปาดัวไม่เคยเห็นห้องแล็บลาดชันมาก่อนและยอมรับคำเชิญเพื่อดูว่าพวกเขากำลังทำอะไรอยู่ หลังจากเข้าไปในห้องแล็บแล้วดูที่สปริงยางพวกเขาทำการทดสอบปาดัวถามว่าพวกเขาประสบปัญหากับการเปลี่ยนรูปหรือไม่ เมื่อ Creager ยอมรับว่าพวกเขาเป็น Padua เสนอทางออกซึ่งเพิ่งเกิดขึ้นเป็นสาขาของความเชี่ยวชาญของเขา
“ ฉันไม่เคยได้ยินแม้แต่คำว่าโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างมาก่อน แต่ฉันรู้ว่า [ปาดัว] เป็นวิศวกรวิทยาศาสตร์วัสดุ” Creager กล่าว “ ดังนั้นตั้งแต่นั้นมาเราได้ร่วมมือกับยางเหล่านี้โดยใช้ความเชี่ยวชาญด้านวัสดุของเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหน่วยความจำรูปร่างเพื่อสร้างยางใหม่นี้ที่เราคิดว่าจะปฏิวัติยางรถแลนด์โรเวอร์บนดาวเคราะห์และอาจเป็นยางสำหรับโลกด้วย .”
กุญแจสำคัญในการหล่อโลหะผสมหน่วยความจำคือโครงสร้างอะตอมซึ่งประกอบในลักษณะที่วัสดุ "จดจำ" รูปร่างดั้งเดิมและสามารถกลับไปใช้งานได้หลังจากถูกทำให้เสียรูปและเครียด หลังจากสร้างยางโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างวิศวกร Glenn ส่งไปยังห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ซึ่งได้รับการทดสอบในศูนย์ทดสอบชีวิตดาวอังคาร
โดยรวมแล้วยางไม่เพียง แต่ทำหน้าที่ได้ดีในทราย Martian ที่จำลองขึ้นมาเท่านั้น แต่ยังสามารถทนต่อการลงโทษที่โผล่ขึ้นมาบนโขดหินได้โดยไม่ยาก แม้กระทั่งหลังจากที่ยางรถยนต์เสียรูปไปจนถึงเพลาพวกเขาก็สามารถรักษารูปร่างเดิมได้ พวกเขายังสามารถทำสิ่งนี้ได้ในขณะที่บรรทุกสัมภาระจำนวนมากซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นอีกประการหนึ่งในการพัฒนายางสำหรับยานสำรวจและรถสำรวจ
การจัดลำดับความสำคัญของยางล้อสปริงมาร์ส (MST) คือความทนทานที่มากขึ้นการยึดเกาะในทรายนุ่มและน้ำหนักที่เบากว่า ดังที่ NASA ระบุไว้ในเว็บไซต์ MST (ส่วนหนึ่งของเว็บไซต์ Glenn Research Center) มีประโยชน์สามประการที่สำคัญในการพัฒนายางที่มีประสิทธิภาพสูงเช่น Spring Wheel:
“ ก่อนอื่นพวกเขาจะอนุญาตให้โรเวอร์สำรวจพื้นที่ส่วนใหญ่ของพื้นผิวได้มากกว่าในปัจจุบัน ประการที่สองเพราะพวกเขาสอดคล้องกับภูมิประเทศและไม่จมลงไปมากเท่ากับล้อที่แข็งพวกเขาสามารถบรรทุกน้ำหนักที่หนักกว่าสำหรับมวลและปริมาตรที่กำหนดเช่นเดียวกัน สุดท้ายเนื่องจากยางที่เข้ากันได้สามารถดูดซับพลังงานจากแรงกระแทกที่ความเร็วปานกลางถึงสูงจึงสามารถใช้กับยานสำรวจได้ซึ่งคาดว่าจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่ายานสำรวจดาวอังคารในปัจจุบันอย่างมีนัยสำคัญ”
โอกาสแรกที่มีในการทดสอบยางเหล่านี้เป็นเพียงไม่กี่ปีเมื่อนาซ่า ดาวอังคาร 2020 Rover จะถูกส่งไปยังพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดง เมื่อถึงที่นั้นรถแลนด์โรเวอร์จะไปรับที่ที่อยากรู้อยากเห็นและรถสำรวจอื่น ๆ ออกไปค้นหาสัญญาณของชีวิตในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของดาวอังคาร รถแลนด์โรเวอร์ยังได้รับมอบหมายด้วยการเตรียมตัวอย่างที่จะกลับสู่โลกในภารกิจของลูกเรือซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงปี 2030
