הצמיגים החדשים של נאס"א כמעט לא ניתנים להריסה
This post is also available in: 
English (אנגלית)
מאז שבני האדם החלו לחשוב על הגעה לפלנטות מחוץ לכדור הארץ, הם חשבו גם על איך הם ינהגו כשיגעו לשם. בניית כלי רכב, ובייחוד גלגלים וצמיגים שיהיו מותאמים לעמידה במשימה כזאת, איננה משימה קלה, וכך עם השנים נאס"א ביצעה ניסויים רבים עם חומרים שונים.
ניקח לדוגמה את רכב המאדים קיוריוסיטי, שמשקלו טון, גדולו כמכונית והוא מופעל על ידי אנרגיה גרעינית: אחרי שנה בלבד של נסיעה זהירה במהירות 0.144 קמ"ש, אבנים קטנות החלו לקרוע חורים גדולים בצמיגי הרכב.
אולם, מהנדסי נאס"א המציאו מחדש את הגלגל בצורה שאולי תצליח לנצח את מאדים יום אחד.
הם יצרו צמיג כמעט בלתי ניתן להשמדה שעשוי מרשת מתכת ארוגה ש"זוכרת" את צורתו האידאלית של הצמיג, וחוזרת אליה אחרי שהצמיג מקבל מכה.
מהנדס נאס"א קולין קריגר ועמיתיו בנו תחילה גלגל ארוג מקפיצי פלדה. הגלגל היה בעל אחיזה טובה בחול רך ויכול היה לתמוך במשקל רב, אך עדיין נתקל במכשול רציני. "כל פעם הגענו לאותה בעיה, הצמיגים היו מקבלים מכות ומתעקמים", אמר קריגר בסרטון של נאס"א.
קריגר החל להשתמש בסגסוגת "זוכרת צורה" – מתכת סופר-אלסטית שחוזרת לצורתה גם אחרי הפעלת מתח גבוה.
נאס"א החלה לפתח צמיגים בדרג-חלל משנות ה-60 של המאה שעברה, החל בתכנית הנחיתה על הירח שלה.
מאז, סוכנות החלל הציבה את ההגעה למאדים כיעד, דבר שהאיץ את פיתוח הצמיגים התואמים. רשימת הדרישות של צמיגים שיתאימו לנסיעה במאדים היא מרתיעה. הצמיג חייב להתאים לכל סוגי השטח, להיות קל משקל, עמיד, ולהיות מסוגל לספוג שינוי טמפרטורה פרועים.
על מנת להתמודד עם טיפוס על מצוקים, מתכנני קיוריוסיטי בנו גלגלי אלומיניום בקוטר 20 אינץ', שהיו חזקים וקשיחים. אולם, צוות ההשגחה על המשימה החל לשים לב להתעקמויות מדאיגות במתכת, ולחורים וקרעים בצמיג כבר ב-2013 – שנה אל תוך המשימה. כיום קיוריוסיטי מונחית להימנע מאבנים חדות על מנת לצמצם נזקים, אך הגלגלים ממשיכים להינזק.
“כשקרה הנזק הנוכחי לגלגלי הרכב, חשבנו שכדאי להסתכל על דגם הגלגל הנוכחי ולערוך התאמות למשימות עתידיות", קריגר אמר לאתר Businessinsider.com.
אחרי שנים של מחקר, הצוות החליט על סגסוגת ניקל-טיטניום (NiTi) בתור החומר הנבחר, והחליט גם על הדרך הנכונה לתת לו צורה ותכונות.
כתוצאה מכך, הגלגלים החדשים קיבלו תכונות חדשות ומרשימות: הם יכולים לעמוד בעומס גדול פי עשרה מגלגלי הקיוריוסיטי, לתפקד בטמפרטורה שבין 202- ל- 194 מעלות פרנהייט, יש להם אחיזה טובה יותר על חול ועל סלעים והם מסוגלים לטפס שיפועים גדולים ב-23% מהגלגלים הנוכחיים.
"אנחנו יכולים למעשה להעמיס על הגלגל עד שינוי צורה מלא (עד לציר) והוא יחזור לצורתו המקורית, דבר שלא יכולנו אף לחשוב עליו עם מתכת קונבנציונלית" אמר בכיר נאס"א נוסף על בגלגלים בעוד סרטון.
פיליפ אייבל, מומחה למערכות מכניות בנאס"א, אומר כי המפתח ליכולות הצמיג טמון בקשרים הנמתחים של מבנה הקריסטל בסגסוגות "זיכרון צורה".
"עם חומרים סופר-אלסטיים, מה שקורה זה שהאנרגיה מאיבוד הצורה [של מבנה הקריסטל] נשמרת. כל האטומים נמצאים פחות או יותר היכן שהיו", אבל מבנה הקריסטל זז כולו. "הסגסוגת, בטמפרטורה שאנחנו רואים, נמצאת תמיד במצב 'חזרה למצב המקורי'. כך שגם אם נפעיל כוח שישנה את צורתה, היא תחזור לאותו מבנה קריסטל מקורי שהייתה בו".
במבחן הקשוח ביותר עד כה, הגלגלים צלחו 10 ק"מ של נהיגה – יותר מחצי מהמרחק הכולל שהגשושית קיוריוסיטי נסעה במאדים עד כה – על קרקע המדמה את תנאי מאדים.
"החישוק קיבל מעט מכות, אך הצמיג שניסינו נשאר כמו חדש", אומר קריגר, אך מוסיף ומזהיר כי המבחן לא נערך בתנאי מזג אוויר המאפיינים את מאדים. "בתיאוריה, הצמיגים אמורים לעבוד, אך נאס"א בונה תא קריוגני על מנת לוודא שהצמיג מחזיק מעמד גם בטמפרטורות נמוכות מאוד", אמר.
עם זאת, הגלגלים הללו לא יותקנו על הגשושית הבאה שתצא למשימה במאדים בעוד מספר שנים, ה"מארס 2020", מכיוון שהוכחת הכדאיות של גלגל לשימוש במשימה בחלל כרוכה במספר מפרך של מבחנים ובדיקות.
"ניתן לקנות סגסוגת ניקל-טיטניום די בקלות, אך לא ניתן להשתמש בה על מאדים בצורתה המקורית. ישנו תהליך טיפול שיש להעבירם לפני כן", אמר קריגר.
מצד שני, הגלגלים עשויים להיות מוכנים לשימוש במשימת החזרת הדגימות ממאדים לכדור הארץ ב-2024. יש לציין כי שימושי הגלגלים לא מוגבלים רק לכוכב האדום; החוקרים עובדים עם חברת הצמיגים Goodyear על מנת להתאים את הגלגלים לשימוש על כלי רכב ארציים. עד כה, סט גלגלים כזה שהורכב על רכב מסוג ג'יפ "חיבק" סלעים מבלי להסב כל נזק לצמיגים.
"אני בהחלט יכול לראות את השימוש של הצמיגים האלו בנסיעת שטח, כאשר הסיכויים לנקב או קרע בצמיג גבוהים, לדוגמה בכלי רכב צבאיים", אמר קריגר. "אך אשמח מאוד לראות את הטכנולוגיה הזאת עוברת גם לכלי רכב אזרחיים".
