NASA研发了一种火星车记忆轮胎,坚固耐用,又能根据地貌变形

“好奇号”火星探测器(Curiosity,又称“好奇号火星车”)是 NASA 的第四个火星探测器,也是第一辆采用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上的生命元素。从 2012 年开始服役,到现在已经运行了 5 年时间。它一路披荆斩棘,虽故障不断但都顽强挺过来了,为地球传回了大量火星的珍贵资料。

但是火星上的地表环境要比地球上恶劣的多,长期在岩石地面上行走使得“好奇号”火星车的轮胎已经严重损坏。“好奇号”火星车的轮胎采用的是固体铝材料,即便这种材料很坚硬,但因长期受到岩石磨损,表面也已经出现了裂缝。为了延长下一个火星探测器的寿命,科学家们正在攻克这个难题。

其实在二十世纪中期,NASA 的工程师 Vivake Asnani 就曾与行业合作伙伴合作开发了一种无需充气的轮胎—“spring”,它是将螺旋钢线编织成网纹状,形成空心的轮胎形状,这种构造让“spring”能够承受高载荷也更加贴合地形,后期的实验中证明它在软砂和岩石上有非常好的牵引力和耐久性,这一创新获得了年度顶级发明研发奖。

到现在为止,可以说“spring”的性能已经相当不错了。但有时这种轮胎在接触到类似火星表面的地形时仍会发生变形。受到材料科学家 Santo Padula 的启发,NASA 的工程师决定继续改进轮胎材料。

这次使用的是一种镍基钛的形状记忆合金,这种记忆合金在受外力变形后可迅速恢复至原来的形态。它能不断的产生形变适应不同地形,并且还能记住原来的形状。

开发能够在火星环境中执行任务的高性能柔性轮胎有三大好处。首先,它们可以使探测车比目前探索至更大的区域。其次,因为它们更加贴合地形,不会像刚性轮子那样下沉,所以它们可以在相同的质量和体积下携带更重的有效载荷。最后,因为柔性轮胎可以吸收行驶中高速冲击下的能量,所以能提升探测车的机动性能。

据悉,NASA 计划在 2020 年发射下一个火星探测器,这个火星探测器将会应用新型轮胎。