Super izdržljivi kotači za svemirske rovere

Slanje rovera u svemir radi istraživanja drugih nebeskih tijela dolazi s brojnim izazovima, a jedan od najsloženijih je osigurati da se vozilo tamo ne pokvari.

Tim zrakoplovnih inženjera s Tehničkog sveučilišta KAIST iz Južne Koreje dizajnirao je fleksibilni kotač koji ne zahtijeva cijev ispunjenu zrakom, može mijenjati veličinu i podnijeti ozbiljna opterećenja, a u testovima je preživio pad s visine od preko 4 m, pa čak i prošao kroz vatru bez ikakvih posljedica.

Istraživači vjeruju da bi to moglo biti korisno za vozila za istraživanje Mjeseca koja moraju prelaziti neravan pjeskovit i stjenoviti teren kako bi pronašla zanimljiva mjesta, kao i Mjesečeve jame, koje mogu zaštititi astronaute od zračenja i temperaturnih varijacija na površini, od 127 °C tijekom dana do -173 °C noću, ali doći tamo nije lak zadatak.

Ovaj kotač koristi elastične čelične trake raspoređene u tkanom, ukrštenom spiralnom uzorku pogodnom za nošenje opterećenja. To je slično principu samonosive strukture Da Vincijevog mosta, tako da se trake međusobno podupiru bez potrebe za ljepilima ili dodatnim vezivnim komponentama.

Glavčina kotača spaja dvije strane koje se mogu okretati u suprotnim smjerovima, tako da se trenutni dizajn može radijalno proširiti od kompaktnog promjera od 230 mm sve do 500 mm bez ikakvog vidljivog zgloba.

„Za razliku od prethodnih struktura promjenjivog oblika koje se oslanjaju na mehaničke rotirajuće spojeve ili meke materijale poput tkanina i elastomera, naš dizajn koristi kontinuiranu deformaciju pokretanu mehanizmom namotavanja“, rekao je glavni istraživač Seong-Bin Lee iz Laboratorija za zrakoplovnu robotiku i mehanizme na južnokorejskom sveučilištu KAIST. „Ova fleksibilnost u odabiru materijala omogućuje prilagodbu strukture zahtjevima različitih ekstremnih okruženja misije.“

Zanimljivo je da ovaj prototip kotača koristi isti toplinski obrađeni SK5 ugljični čelik koji ćete naći u komercijalnim mjernim trakama.

Tim je testirao ovaj dizajn kotača tako što je dva prototipa postavio na lutku rovera i podvrgnuo vozilo izazovima u vanjskom okruženju koje simulira lunarno tlo s velikim preprekama. Ne samo da je uspješno prešlo područje, već se i suočilo sa strmom preprekom nalik stepenicama s nagibom od 34 stupnja, preživio velike padove s visine od nekoliko metara i lagano nastavio voziti nakon što je prošao kroz vatru. 

Napredak u dizajnu komponenti poput ovog važan je jer bi kvar kotača doslovno zaustavio izvanzemaljsku istraživačku misiju. Roveri su podložni svim vrstama oštećenja od udara i abrazivnim uvjetima, a ne postoje načini za daljinski popravak.

Tim se nada da bi se dizajn kotača mogao s vremenom integrirati u roverske sustave za buduće istraživačke misije. Zahvaljujući načinu na koji je konfiguriran, mogao bi sadržavati nehrđajući čelik kao u ovom prototipu, elastične materijale visoke čvrstoće ili razne druge metale koji su prikladni za svemirska okruženja.