Credito: NASA
La NASA testa nuove tecnologie per esplorare Marte
Il fascino di Marte è stato studiato per secoli. Il quarto pianeta dal Sole ricorda un ricco deserto rosso e presenta una superficie accidentata difficile da attraversare. Mentre diverse missioni robotiche sono atterrate su Marte, la NASA ha esplorato solo l’1% della sua superficie. In vista delle future missioni umane e robotiche sul Pianeta Rosso, la NASA ha recentemente completato rigorosi test del rover su un terreno simulato di Marte, con la rivoluzionaria tecnologia degli pneumatici a molla in lega a memoria di forma sviluppata presso il Glenn Research Center dell’ agenzia a Cleveland in collaborazione con Goodyear Tire & Rubber.
I rover, robot mobili che esplorano le superfici lunari o planetarie, devono essere dotati di pneumatici adeguati per gli ambienti che stanno esplorando. Poiché Marte ha una superficie rocciosa e irregolare, gli pneumatici resistenti sono essenziali per la mobilità. Gli pneumatici a molla in lega a memoria di forma (SMA) contribuiscono a rendere ciò possibile.
Le leghe a memoria di forma sono metalli che possono tornare alla loro forma originale dopo essere stati piegati, allungati, riscaldati e raffreddati. La NASA la usa da decenni, ma applicare questa tecnologia agli pneumatici è un concetto abbastanza nuovo.
“Noi di Glenn siamo uno dei leader mondiali nel portare la scienza e la comprensione di come si modificano le composizioni delle leghe, come si modifica la lavorazione del materiale e come si modellano questi sistemi in modo da poter controllare e stabilizzare i comportamenti in modo che possono essere effettivamente utilizzati in applicazioni reali”, ha affermato il dott. Santo Padula II, ingegnere di ricerca sui materiali presso la NASA Glenn.
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Padula e il suo team hanno testato diverse applicazioni per gli SMA, ma la loro intuizione sulle possibilità offerte dagli pneumatici è nata da un incontro fortuito.
Mentre usciva da una riunione, Padula incontrò Colin Creager, un ingegnere meccanico della NASA Glenn che non vedeva da anni. Creager è l’occasione per raccontargli del lavoro che stava svolgendo nel laboratorio NASA Glenn Simulated Lunar Operations (SLOPE), che può simulare le superfici della Luna e di Marte per aiutare gli scienziati a testare le prestazioni del rover. Portò Padula al laboratorio, dove Padula notò immediatamente gli pneumatici a molla. All’epoca, erano fatti di acciaio.
Padula ha osservato: “Non appena ho visto lo pneumatico, ho detto: non hai problemi con quella plastificazione?” La plastificazione si riferisce a un metallo che subisce una deformazione non reversibile e può portare al danneggiamento o al guasto dei componenti.
“Colin mi ha detto, ‘Questo è l’unico problema che non possiamo risolvere.'” Padula ha continuato, “Ho detto, ho la tua soluzione. Sto sviluppando una nuova lega che risolverà il problema. Ed è così che sono nati gli pneumatici SMA.”
Da lì, Padula, Creager e il loro team hanno unito le forze per migliorare gli attuali pneumatici a molla della NASA con un materiale rivoluzionario: gli SMA in nichel-titanio. Il metallo può adattarsi alla deformazione nonostante lo stress estremo, consentendo agli pneumatici di tornare alla loro forma originale anche con un impatto violento, cosa che non è possibile per gli pneumatici a molla realizzati con metallo convenzionale.
Da allora, la ricerca è stata abbondante e nell’autunno del 2024, i team della NASA Glenn si sono recati all’Airbus Defence and Space di Stevenage, nel Regno Unito, per testare gli innovativi pneumatici a molla SMA della NASA. I test hanno avuto luogo presso l’Airbus Mars Yard, una struttura chiusa creata per simulare le dure condizioni del terreno marziano.
“Siamo andati là con il team, abbiamo portato il nostro sistema di tracciamento del movimento e abbiamo fatto diversi test in salita e discesa”, ha detto Creager. “Abbiamo condotto molti test di pendenza trasversale su rocce e sabbia, dove l’attenzione era rivolta alla comprensione della stabilità, perché era qualcosa che non avevamo mai testato prima”.
Durante i test, i ricercatori hanno monitorato i rover mentre le ruote passavano sulle rocce, prestando molta attenzione a quanto si spostavano le corone degli pneumatici, a danni eventuali e allo scivolamento in discesa. Il team si aspettava slittamenti e spostamenti, ma erano molto minimi ei test hanno soddisfatto tutte le aspettative. I ricercatori hanno anche raccolto informazioni sulla stabilità degli pneumatici, sulla manovrabilità e sulle capacità di attraversamento delle rocce.
Mentre la NASA continua a sviluppare sistemi per l’esplorazione dello spazio profondo, il programma Extravehicular Activity and Human Surface Mobility dell’agenzia ha incaricato Padula di ricercare ulteriori modi per migliorare le proprietà degli SMA per i futuri pneumatici dei rover e altri potenziali utilizzi, tra cui gli ambienti lunari.
“Il mio obiettivo è estendere la capacità di temperatura operativa degli SMA per applicazioni come gli pneumatici e valutare l’applicazione di questi materiali per la protezione dell’habitat”, ha affermato Padula. “Abbiamo bisogno di nuovi materiali per ambienti estremi che possano fornire assorbimento di energia per gli impatti di micrometeoriti che si verificano sulla Luna per consentire cose come le strutture dell’habitat per un gran numero di astronauti e scienziati per lavorare sulla Luna e su Marte” .
I ricercatori affermano che gli pneumatici con molle in lega a memoria di forma sono solo l’inizio.
Fonte: Nasa
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