Δευτέρα 29 Νοεμβρίου 2021 -
Συννεφιά

19 °C

Σήμερα, 29. Νοεμβρίου 2021

NASA: Λάστιχο χωρίς αέρα



Οι επιστήμονες και μηχανικοί της NASA επεδίωξαν να φτιάξουν εδώ στη Γη τον τέλειο τροχό για την εξερεύνηση του Διαστήματος.

Το Superelastic Tire δεν είναι το πρώτο λάστιχο χωρίς αέρα, αλλά είναι το πρώτο που χρησιμοποιεί κράματα μνήμης σχήματος ως ακτινικά ενισχυτικά στοιχεία ώστε να έχει τη μέγιστη αντοχή.

Όπως όλα τα επιτεύγματα της NASA, έτσι κι αυτό γεννήθηκε από ένα πρόβλημα με το προηγούμενό της λάστιχο. Στα τέλη της δεκαετίας του 2000, η NASA δοκίμαζε διαστημικά οχήματα μεγέθους λεωφορείου. Εκείνη την εποχή τα λάστιχα χωρίς αέρα χρησιμοποιούσαν ατσάλι ελατηρίων και, παρότι λειτουργούσαν καλά, υπήρχε ο κίνδυνος να παρουσιάσουν πλαστικές (μόνιμες) παραμορφώσεις όταν υποβάλλονταν σε μεγάλα φορτία.

Τότε, μια τυχαία επίσκεψη του επιστήμονα υλικών, Santo Padula, στο εργαστήριο Simulated Lunar Operations (SLOPE) του Κέντρου Ερευνών Glenn της NASA, είχε ως αποτέλεσμα μια εν δυνάμει επαναστατική μίξη τεχνολογιών. Ο Padula πρότεινε τη χρήση κραμάτων μνήμης σχήματος για την ακτινική ενίσχυση των ελαστικών, αντί για τον χάλυβα ελατηρίων.

Το υλικό για αυτή την εφαρμογή είναι ένα κράμα με βάση το στοιχειομετρικό Nικέλιο τιτάνιο (Nitinol). Για να δώσουμε μια απλουστευμένη τεχνική εξήγηση, ενώ οι δεσμοί των ατόμων άλλων υλικών τεντώνονται μέχρι να σπάσουν όταν τους ασκηθούν μεγάλες φορτίσεις, το Nitinol απλά αλλάζει τη δομή του σε ατομικό επίπεδο (από ωστενιτική σε μαρτενσιτική και πίσω) οπότε ανακτά το αρχικό του σχήμα όταν αφαιρεθεί το φορτίο. Εξ ου και η μνήμη.

Σύμφωνα με τον Padula, αυτό επιτρέπει 30 φορές μεγαλύτερες παραμορφώσεις χωρίς αυτές να γίνονται μόνιμες. Τα κράματα μνήμης μπορούν να δεχτούν «αναστρέψιμες καταπονήσεις» έως και 10%, ενώ οι χάλυβες ελατηρίων και τα συνθετικά υλικά δεν μπορούν να ξεπεράσουν το 0,3-0,5%.

Στην πρωτότυπη μορφή του, το «λάστιχο» της NASA δείχνει να είναι φτιαγμένο από μεταλλικό δίχτυ σαν τις μεσαιωνικές πανοπλίες. Τα πλεονεκτήματά του είναι προφανή. Όχι μόνο καταργεί τα πιθανά προβλήματα ενός συμβατικού ελαστικού που σχετίζονται με την πίεση και τη θερμοκρασία, αλλά μηδενίζει και την πιθανότητα ξεφουσκώματος.

Το τελευταίο πρωτότυπο καταργεί και την ανάγκη για ένα εσωτερικό πλαίσιο, οπότε εξοικονομείται και βάρος. Η NASA λέει ότι τα κράματα μνήμης ελέγχουν επίσης την ακαμψία του λάστιχου, πράγμα που σημαίνει ότι τα διαστημικά οχήματα μπορεί να ρυθμιστούν για διάφορα φορτία, σε διαφορετικά εδάφη και κάτω από διαφορετικές συνθήκες βαρύτητας άλλων πλανητών ή δορυφόρων.

Αν και τα πρωτότυπα αυτά λάστιχα εξελίχθηκαν για οχήματα αποστολών στον Άρη, η NASA λέει ότι η τεχνολογία μπορεί να βρει εφαρμογές και στον δικό μας πλανήτη. Θα πρέπει πρώτα να λυθούν πιθανά θέματα με την πρόσφυση, την αντοχή σε υψηλή ταχύτητα και το κόστος, όμως μπορεί να χρησιμοποιηθούν πιο άμεσα σε μηχανήματα και οχήματα που κινούνται με μικρές ταχύτητες και ειδικότερα εκτός δρόμου.