Svemirska trka u izmišljanju točka – kakve gume su potrebne za vožnju po Mesecu

Povratak na Mesec posle pola veka, a zatim i na Mars, bukvalno znači ponovno izmišljanje točka.

Na kraju krajeva, Mars je prilično daleko i teško bi bilo da se vratite ako vam se probuši guma.

„Jedna stvar koju ne smete da dozvolite da vam se desi je probušena guma“, kaže Floran Menego, glavni izvršni direktor francuskog proizvođača guma „Mišlen“, piše Bi-Bi-Si.

Teške uslove na Marsu potvrdilo je i iskustvo bespilotnog rovera „Kjuriositi“. Samo godinu dana nakon sletanja 2012. godine, njegovih šest krutih aluminijumskih guma bilo je vidljivo pocepano i izbušeno.

Što se tiče Meseca, američka misija „Artemis“ ima za cilj da vrati astronaute tamo, možda do 2027. godine. Kasnije misije „Artemis“ planiraju da koriste lunarni rover za istraživanje južnog pola Meseca, počevši od misije „Artemis V“, trenutno planirane za 2030. godinu.

Astronauti u misiji „Artemis“ voziće se mnogo dalje od svojih prethodnika iz misije „Apolo“, koji tokom šest sletanja između 1969. i 1972. godine nikada nisu prešli više od 40 kilometara preko površine Meseca.

„Cilj je da se pređe 10.000 kilometara za 10 godina“, kaže Silven Barte, koji vodi „Mišlenov“ program bezvazdušnih točkova za Mesec u  francuskom gradu Klermon Feranu.

„Ne govorimo o kratkim, nedeljnim vožnjama, govorimo o decenijama korišćenja“, kaže dr Santo Padula, koji je doktorirao nauku o materijalima i radi za Nasu kao inženjer u istraživačkom centru Džon Glen u Klivlendu, Ohajo.

Još jedan veliki izazov za svakoga ko razvija tehnologiju za Mesec su ogromne temperaturne razlike. Na lunarnim polovima temperature mogu pasti ispod -230°C, što nije daleko od apsolutne nule, gde atomi prestaju da se kreću. A to je veliki problem za gume.

„Bez kretanja atoma, teško je da se materijal deformiše i vrati u prvobitni oblik“, kaže dr Padula. Gume moraju biti u stanju da se deformišu dok prelaze preko stena, a zatim se vraćaju u svoj prvobitni oblik.

„Ako trajno deformišemo gumu, ona se ne kotrlja efikasno i imamo problema sa gubitkom snage“, napominje dr Padula.

Novi točkovi će takođe nositi mnogo veće opterećenje od lakih rovera u kojima su astronauti „Apola“ krstarili. 

Sledeće svemirske misije će morati da se kreću oko „većih naučnih platformi i mobilnih staništa koja postaju sve veća i veća“, dodaje dr Padula. A to će biti još veći problem na Marsu, gde je gravitacija dvostruko veća nego na Mesecu.

Lunarni roveri na misiji „Apolo“ imali su gume napravljene od pocinkovane žice za klavir utkane u mrežu, a domet im je bio oko 34 kilometra.

Pošto ekstremne temperature i kosmički zraci razgrađuju gumu ili je pretvaraju u krhko staklo, metalne legure i visokoperformansna plastika su glavni kandidati za bezvazdušne svemirske gume.

„Generalno, metalni ili materijali na bazi ugljeničnih vlakana koriste se za ove točkove“, navodi Pjetro Baljon, vođa tima misije Evropske svemirske agencije (ESA), koja ima za cilj da pošalje svoj rover na Mars do 2028. godine.

Jedan od materijala koji najviše obećava je nitinol, legura nikla i titanijuma.

„Spojite ovo i dobićete metal koji deluje kao guma i može se savijati na sve ove različite načine, i uvek će se vraćati nazad u svoj prvobitni oblik“, ističe Erl Patrik Kol, izvršni direktor kompanije „Smart tajer“.

Fleksibilna svojstva nitinola naziva „jednom od najluđih stvari koje ćete ikada videti“.

Nitinol je potencijalno „revolucionarni“ materijal, kaže dr Padula, jer legura takođe apsorbuje i oslobađa energiju dok menja agregatna stanja. Možda čak ima rešenja za grejanje i hlađenje.

Međutim, Barte iz „Mišlena“ smatra da će materijal bliži visokoperformansnoj plastici biti pogodniji za gume koje treba da pređu velike udaljenosti na Mesecu.

„Bridžston“ je u međuvremenu usvojio bio-mimikijski pristup, praveći model stopala kamila.

Kamile imaju mekana, masna stopala koja raspoređuju njihovu težinu na širu površinu, sprečavajući njihova stopala da potonu u rastresito peskovito tlo.

Inspirisani time, u „Bridžstonu“ koriste materijal sličan filcu za gazeći sloj, dok su u točku tanke metalne žice koje mogu da se savijaju.
Savijanje deli težinu lunarnog modula na veću kontaktnu površinu, tako da može da se vozi bez zaglavljivanja između stena i prašine na površini Meseca.

„Mišlen“ i „Bridžston“ su deo različitih konzorcijuma koji, zajedno sa kalifornijskim Venturi Astrolabom, predstavljaju svoju predloženu tehnologiju guma Nasi u Džon Glen centru ovog meseca.

Očekuje se da će NASA doneti odluku kasnije ove godine – možda će izabrati jedan predlog ili usvojiti elemente nekoliko njih.

U međuvremenu, „Mišlen“ testira svoje gume vozeći prototip rovera po vulkanu blizu Klermona, čiji praškasti teren podseća na površinu Meseca.

„Bridžston“ radi isto na peščanim dinama Totori u zapadnom Japanu.

ESA takođe istražuje mogućnost da Evropa sama napravi rover za druge misije.

Ovi pokušaji će možda doneti i neke korisne primene i na Zemlji.

Dok je radio na svom doktoratu na Univerzitetu Južne Kalifornije, dr Kol se pridružio Nasinom preduzetničkom programu kako bi radio na komercijalizaciji nekih tehnologija dobijenih iz guma super-elastičnog rovera sa Marsa.

Rani proizvod ove godine biće nikl-titanijumske gume za bicikl. Po ceni od oko 150 dolara po komadu, gume su mnogo skuplje od običnih, ali bi bile izuzetno izdržljive. Takođe planira da ove godine radi na izdržljivim gumama za motocikle, namenjenim područjima sa neravnim putevima.

Uprkos svemu tome, njegov „san“ ostaje da igra ulogu u povratku čovečanstva na Mesec.

„Dakle, mogu da kažem svojoj deci, pogledajte tamo gore na Mesec“, kaže on. „Tatine gume su tamo gore.“