برگشت به ماه بعد از نیم قرن و سپس سفر به مریخ، به معنی واقعی کلمه، نیازمند «اختراع مجدد چرخ» است؛ چراکه در فضا، پنچر شدن می‌تواند فاجعه‌بار باشد.

فلوران منه‌گو، مدیرعامل شرکت فرانسوی میشلن می‌گوید: «یکی از چیز‌هایی که اصلاً نباید رخ دهد، پنچر شدن چرخ‌ها است.»

به گزارش بی بی سی، توانایی مریخ‌نورد Curiosity ناسا که تنها یک سال بعد از فرود در سال ۲۰۱۲ دچار ترک و بریدگی در چرخ‌های آلومینیومی خود شد، نشان داد که شرایط این سیاره چه مقدار برای تجهیزات سخت است. در رابطه ماه نیز، مأموریت‌های آینده آرتمیس که مقصد‌شان برگشت دادن فضانوردان به ماه تا سال ۲۰۲۷ است، نیازمند راه‌حل‌های نوآورانه در طراحی چرخ‌ها می باشند. مطابق برنامه، از مأموریت Artemis V در سال ۲۰۳۰، اکتشافات قطب جنوبی ماه با منفعت گیری از روور‌های فضایی اغاز خواهد شد.

افزایش فاصله و دوام مأموریت‌ها

برخلاف مأموریت‌های آپولو که فاصله‌ای بیشتر از ۴۰ کیلومتر را در سطح ماه طی نکردند، انتظار می‌رود فضانوردان آرتمیس طی ۱۰ سال، بیشتر از ۱۰ هزار کیلومتر در ماه جابجا شوند.

سیلویَن بارت، مسئول پروژه چرخ‌های بدون باد میشلن در کلرمون-فران فرانسه می‌گوید: «دیگر با مأموریت‌های مختصر‌زمان چند روزه روبه رو نیستیم، بلکه سخن بگویید از دهه‌ها منفعت‌برداری مداوم است.»

سانتو پادولا، مهندس ارشد ناسا در مرکز تحقیقاتی گلن اوهایو و متخصص علم مواد، معتقد است که چالش دمایی یکی از بزرگ‌ترین مانع ها طراحی چرخ مناسب برای ماه است. دمای قطب‌های ماه می‌تواند تا منفی ۲۳۰ درجه سلسیوس افت یابد، یعنی نزدیک به صفر مطلق. او می‌گوید: «در این چنین دمایی، اتم‌ها دیگر حرکت نمی‌کنند، و این برای موادی که باید خم و باز شوند، فاجعه است.»

چرخ‌هایی که دچار تحول شکل دائمی شوند، نه تنها به‌درستی نمی‌چرخند بلکه علتاتلاف انرژی نیز خواهند شد. چالش دیگر این است که روور‌های تازه باید بار‌هایی به‌مراتب سنگین‌تر از ماشین‌های آپولو را حمل کنند؛ از جمله سکونت‌گاه‌های متحرک یا پلتفرم‌های علمی بزرگ‌تر.

مواد آینده؛ از نیتینول تا پلاستیک‌های پیشرفته

برای مقابله با این چالش‌ها، شرکت‌ها به سمت منفعت گیری از آلیاژ‌ها و پلاستیک‌های بسیار مقاوم حرکت کرده‌اند. چرخ‌های مأموریت آپولو از شبکه سیم‌های پیانویی روکش‌دار ساخته شده می بود، اما چرخ‌های آینده از فلز، فیبر کربن، یا پلاستیک‌های خاص ساخته خواهند شد. یکی از گزینه‌های برجسته «نیتینول» است، آلیاژی از نیکل و تیتانیوم که خاصیت برگشت‌پذیری بالا دارد. ارل پاتریک کول، مدیرعامل شرکت Smart Tire می‌گوید: «نیتینول همانند لاستیک عمل می‌کند، اما فلزی است؛ واقعاً یکی از شگفت‌ترین موادی‌ست که خواهید دید.»

به حرف های پادولا، نیتینول علاوه بر خاصیت مکانیکی عالی، توانایی جذب و آزادسازی انرژی را نیز دارد و حتی می‌تواند در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی کاربرد داشته باشد.

با این حال، بارت از میشلن معتقد است که مواد پلیمری با کارکرد بالا امکان پذیر برای مسافت‌های طویل‌تر مناسب‌تر باشند. شرکت بریجستون نیز از الگوبرداری زیستی منفعت گیری کرده و چرخ‌هایی با ساختاری شبیه پای شتر طراحی کرده است. این طراحی با منفعت گیری از پد‌های نرم و رشته‌های فلزی انعطاف‌پذیر، سختی وارده را پخش کرده و مانع فرورفتن در خاک شنی و سنگریزه‌های سطح ماه می‌شود.

آزمایش چرخ‌ها روی زمین، تصمیم‌گیری در فضا

میشلن در حال آزمایش چرخ‌های خود بر روی زمین‌های خاکستر آتشفشانی در نزدیکی کلرمون فران است که با سطح ماه شباهت دارد. بریجستون نیز آزمایش‌هایی را در تپه‌های شنی توتوری ژاپن انجام می‌دهد. هم‌اکنون، شرکت‌های گوناگون از جمله میشلن، بریجستون و استارتاپ Venturi Astrolab در حال اراعه مثالهای آزمایشی چرخ‌هایشان به ناسا در مرکز گلن می باشند.

ناسا تصمیم نهایی درمورد انتخاب یا تلفیق این نظر‌ها را تا آخر سال جاری اظهار خواهد کرد.

انتهای مطلب/