Uudishimu Rover on Marsi pinnal tegutsenud viie aasta jooksul teinud uskumatuid avastusi. Ja oma uurimistöö käigus on rover kogunud ka tõsist läbisõitu. Kindlasti tuli see üllatusena, kui 2013. aastal korraldatud korraliste uuringute käigus märkisid Curiosity teadustiimi liikmed, et selle rattad on kandnud rehvide rebendeid (millele järgnesid 2017. aastal teatatud pausid).
NASA Glenni uurimiskeskuse teadlased loodavad tulevikku vaadata, et varustaksid järgmise põlvkonna roverid uue rattaga. See põhineb kevadrehvil, mille NASA töötas koos Goodyeariga välja 2000. aastate keskel. Selle asemel, et kasutada võrgumustrisse kootud rullitud terastraate (mis oli osa algsest kavandist), on NASA teadlaste meeskond loonud vastupidavama ja paindlikuma versiooni, mis võiks kosmoseuuringutes pöörde teha.
Kui see tuleb otse alla, on Kuu, Marsi ja teiste Päikesesüsteemi kehade karm, karistav maastik. Kuu puhul on peamiseks probleemiks regoliit (ehk Kuutolm), mis katab suurema osa tema pinnast. See peentolm on sisuliselt sakiliste lõikudega kuu kivim, mis mängib mootoreid ja masinakomponente laastavalt. Marsil on olukord pisut erinev: regoliit ja teravad kivid katavad suurema osa maastikust.
Aastal 2013, kõigest aasta pärast pinnast, hakkasid Curiosity roveri rattad kuluma, kuna see läbis ootamatult karmi maastiku. See pani paljud muretsema, et rover ei pruugi oma ülesannet täita. See pani ka paljud NASA Glenni uurimiskeskuses ümber mõtlema projekti, mida nad olid töötanud peaaegu kümmekond aastat varem ja mis oli mõeldud uuendatud missioonideks Kuule.
NASA Glenni jaoks on rehvide väljatöötamine olnud teadusuuringute keskmes juba kümmekond aastat. Sellega seoses pöörduvad nad tagasi NASA inseneride ja teadlaste austatud traditsiooni juurde, mis sai alguse juba Apollo ajastul. Sel ajal hindasid nii Ameerika kui ka Venemaa kosmoseprogrammid kuupinnal kasutamiseks mõeldud mitme rehvi kujundust. Üldiselt pakuti välja kolm peamist kavandit.
Esiteks olid teil rattad, mis olid spetsiaalselt loodud Lunokhod roverile - vene sõidukile, mille nimi tähendab sõna-sõnalt “Moon Walker”. Selle roveri rattakujundus koosnes kaheksast jäiga veljega traatvõrgust rehvist, mis olid nende telgedega ühendatud jalgratta tüüpi kodarate abil. Rehvi välisküljele olid paigaldatud ka metallist klambrid, et tagada paremat veojõudu kuutolmus.
Siis oli NASA kontseptsioon modulaarse varustustransportööri (MET) jaoks, mis töötati välja Goodyeari toel. See vooluta vanker oli varustatud kahe lämmastikuga täidetud sileda kummist rehviga, et vankrit oleks hõlpsam läbi kuuse mulla ja kivide kohale tõmmata. Ja siis oli Lunar Roving Vehicle (LRV) disain, mis oli viimane NASA sõiduk, mis Kuut külastas.
See meeskonnaga sõiduk, mida Apollo astronaudid keerulisel kuupinnal ringi sõitsid, tugines neljale suurele, elastsele, jäikade siseraamidega traatvõrgust ratastele. 2000. aastate keskel, kui NASA hakkas kavandama uute missioonide paigutamist Kuule (ja tulevasi missioone Marsile), hakkasid nad LRV rehvi ümberhindamist ning uute materjalide ja tehnoloogiate kaasamist disaini.
Uuendatud uurimistöö vili oli kevadrehv, milleks oli mehaaniliste uuringute insener Vivake Asnani, kes tegi selle väljatöötamiseks tihedat koostööd Goodyeariga. Kujundus nõudis õhuvaba, nõuetele vastavat rehvi, mis koosnes sadadest rullitud terastraatidest, mis seejärel kooti elastsesse võrku. See mitte ainult ei taganud kerget kaalu, vaid andis rehvidele ka võime maastikul püsides vastu pidada suurtele koormustele.
NASA Glenni uurimiskeskuse insenerid hakkasid NASA Glenni uurimiskeskuse inseneride abil katsetama, kuidas kevadrehvid Marsil kulgevad, ja katsid neid takistusrajal, mis jäljendas Marsi keskkonda. Kuigi rehvid toimisid simuleeritud liivas üldiselt hästi, tekkisid neil probleemid, kui traatvõrk pärast sakilistest kividest üle minemist deformeerus.
Selle käsitlemiseks arutasid Colin Creager ja Santo Padua (vastavalt NASA insener ja materjaliteadlane) võimalikke alternatiive. Mõne aja jooksul leppisid nad kokku, et terastraadid tuleks asendada nikkel-titaaniga, kuju mälumisulamiga, mis suudab säilitada oma kuju ka rasketes tingimustes. Nagu Padua selgitas NASA Glenni videosegmendis, oli inspiratsioon selle sulami kasutamiseks väga segased:
“Juhtusin just üle olema siin hoones, kus asub Slope labor. Ja ma olin siin selleks, et teha mälu sulamite vormistamise jaoks erinev kohtumine, ja ma satun saali Colini. Ja ma olin nagu 'mida sa teed tagasi ja miks sa ei ole löögilaboris?' - kuna ma teadsin teda õpilasena. Ta ütles: "Noh, ma olen lõpetanud kooli ja olen mõnda aega siin täisajaga trennis töötanud ... töötan Slope'is."
Hoolimata kümme aastat JPL-is töötamisest, polnud Padova varem Slope'i laborit näinud ja võttis vastu kutse näha, kus nad töötavad. Pärast laborisse sisenemist ja katsetanud kevadrehve, küsis Padova, kas neil on probleeme deformeerumisega. Kui Creager tunnistas, et nad sellised olid, pakkus Padova välja lahenduse, mis just juhtus olema tema ekspertiis.
"Ma polnud varem isegi kuuldevormist mäluprotsessioonide kohta kuulnud, kuid teadsin, et [Padova] on materjaliteaduse insener," ütles Creager. "Ja nii, alates sellest ajast oleme teinud nende rehvide osas koostööd, kasutades tema materjalide alaseid teadmisi, eriti kuju mälumissulamite alal, et tulla välja selle uue rehviga, mis meie arvates kavatseb revolutsiooniliselt muuta planeetide roverrehvid ja potentsiaalselt isegi Maa jaoks mõeldud rehvid . ”
Mälusulamite kujundamise võti on nende aatomistruktuur, mis on kokku pandud nii, et materjal „mäletab” oma algset kuju ja on võimeline selle juurde naasma pärast deformatsiooni ja deformatsiooni. Pärast kuju mäluprofiilide rehvi ehitamist saatsid Glenni insenerid selle reaktiivmootorite laboratooriumisse, kus seda katsetati Marsi elukatserajatises.
Üldiselt ei toiminud rehvid mitte ainult hästi simuleeritud Marsi liivas, vaid ka ilma raskusteta vastupanu karistamisele kivistel väljakutsetel. Isegi pärast seda, kui rehvid olid kogu telje ulatuses deformeerunud, suutsid nad säilitada oma esialgse kuju. Nad suutsid seda ka teha, kandes samal ajal märkimisväärset kasulikku koormust, mis on veel üks eeldus uurimissõidukite ja roolide rehvide väljatöötamisel.
Marsi vedrirehvi (MST) prioriteedid on pakkuda suuremat vastupidavust, paremat veojõudu pehmes liivas ja kergemat raskust. Nagu NASA märgib MST veebisaidil (Glenni teaduskeskuse veebisaidi osa), on suure jõudlusega nõuetele vastavate rehvide, näiteks vedruratta arendamisel kolm peamist eelist:
„Esiteks võimaldaksid need roveritel uurida suuremaid pinnapiirkondi kui praegu võimalik. Teiseks, kuna need vastavad maastikule ega vaju nii palju kui jäigad rattad, võivad nad sama massi ja mahu korral kanda ka raskemaid koormaid. Viimaseks, kuna nõuetele vastavad rehvid suudavad mõõdukal ja suurel kiirusel kokkupõrketest energiat absorbeerida, saab neid kasutada meeskonda kuuluvatel uurimistöösõidukitel, mille liikumine peaks eeldatavasti olema märkimisväärselt suurem kui praegustel Marsi marsruutidel. ”
Esimene võimalik rehvide testimise võimalus on vaid mõne aasta pärast, kui NASA seda tegi Mars 2020 Rover saadetakse Punase Planeedi pinnale. Sinna jõudes võtab rover end üles Curiosity ja teiste roverite juurest, otsides Marsi karmas keskkonnas elumärke. Roveri ülesandeks on ka proovide ettevalmistamine, mis meeskonnaga missioonil lõpuks Maale tagasi saadetakse, mis peaks aset leidma millalgi 2030. aastatel.
