NASA створила шини для Марса, які можуть змінити автомобілі на Землі

Космічне агентство NASA, яке відоме дослідженнями інших світів, може незабаром змінити те, як ми пересуваємося на Землі. В дослідницькому центрі Гленна в Клівленді, штат Огайо, інженери роками розробляли революційну технологію коліс, призначену для екстремальних умов Місяця та Марса. Тепер ця технологія, відома як суперпружна шина, може переосмислити шини для велосипедів, автомобілів та навіть важкої техніки прямо тут, на нашій планеті.

Коли NASA почало планувати довгострокові місії на Місяць та Марс, агентство зіткнулося з незвичним інженерним викликом: як створити шину, здатну вижити в умовах, набагато суворіших за земні. На інших планетах екстремальні температури, гострі камені та відсутність повітря роблять традиційні гумові шини непрактичними. Навіть незначні проколи могли б зруйнувати місію.

Щоб подолати цю проблему, дослідницький центр Гленна NASA у партнерстві з компанією Goodyear Tire and Rubber розробив абсолютно новий тип шин, виготовлених не з гуми, а зі сплавів з пам'яттю форми. Це спеціальні металеві матеріали, які можна згинати, скручувати та деформувати, але вони повертаються до своєї початкової форми без постійних пошкоджень.

Результатом стала суперпружна шина, колесо, яке не потребує повітря, не може спустити та здатне витримувати величезні навантаження без руйнування. Спочатку її випробовували для місячного транспортного засобу NASA, а пізніше для потенційного використання в марсоходах. Шина здатна котитися по камінню, піску та крутих схилах, ніколи не лопаючись та не втрачаючи зчеплення з поверхнею.

Суперпружна шина виготовлена переважно зі сплаву нікелю та титану, того самого сімейства матеріалів, які використовуються в хірургічних стентах та оправах для окулярів, здатних згинатися та відновлюватися. Цей сплав демонструє властивість, яку називають суперпружністю, що дозволяє йому деформуватися під високим навантаженням, а потім повертатися до своєї точної початкової форми, коли зусилля знімається.

На відміну від звичайних шин, наповнених стисненим повітрям, ці шини покладаються на гнучкість самого металу. Кожна котушка та сітчаста структура в шині поглинає удари та адаптується до рельєфу, забезпечуючи рівень міцності та зчеплення, якого традиційні шини не можуть досягти.

Простіше кажучи, вона діє як металева пружина, а не як повітряна куля. Навіть коли її здавлюють або згинають під великою вагою, шина миттєво відновлюється, без потреби в накачуванні.

Дослідники NASA продемонстрували, що ці шини можуть витримувати температури від мінус 100 до плюс 200 градусів за Цельсієм, що означає, що вони можуть працювати в екстремальному холоді або спеці, від марсіанських морозів до пустельних доріг на Землі.

Після підтвердження надійності шини в космічних умовах NASA почало досліджувати, як ця технологія може принести користь людям на Землі. Агентство почало ліцензувати дизайн суперпружної шини комерційним виробникам для адаптації до споживчих транспортних засобів.

Мета полягає в створенні безповітряних, стійких до проколів та безобслуговувальних шин для велосипедів, автомобілів та, можливо, навіть промислового обладнання. Уявіть, що вам більше ніколи не доведеться перевіряти тиск повітря, латати прокол або замінювати спущену шину.

Ранні прототипи для велосипедів вже випробувані, демонструючи відмінне поглинання ударів та дорожні характеристики. Для автомобілів інженери NASA співпрацюють з шинними компаніями для створення масштабованих версій, здатних підтримувати вищі швидкості та більші навантаження, зберігаючи при цьому паливну ефективність та комфорт.

Якщо технологія буде комерціалізована, ці шини можуть drastично скоротити відходи, усунувши мільйони викинутих гумових шин щороку, та заощадити водіям гроші та час, витрачений на обслуговування.

Сплави з пам'яттю форми належать до найбільш передових матеріалів у сучасній інженерії. Вони легкі, стійкі до корозії та здатні зазнавати великих оборотних деформацій. При використанні в конструкції шин вони забезпечують ключові переваги: відсутність повітря означає відсутність проколів, витоків або втрати тиску. Металева сітчаста конструкція може прослужити набагато довше, ніж гумові шини, які руйнуються під впливом сонячного світла та зносу. Менша кількість замін означає менше екологічних відходів. Тиск у шинах ніколи не змінюється, забезпечуючи передбачувану керованість та безпеку.

Інженери NASA описують ці матеріали як майже незруйновні в космічних умовах, і ця міцність може стати одним з найбільш значущих автомобільних досягнень десятиліття.

Незважаючи на свій потенціал, суперпружна шина все ще стикається з перешкодами, перш ніж стане стандартом на комерційних дорогах. Масштабування технології для масового виробництва є складним та дорогим. Сплави нікелю та титану дорогі у виробництві, а спеціалізовані процеси, які використовує NASA, повинні бути адаптовані для великосерійного випуску.

Ще одна проблема полягає в балансуванні гнучкості з комфортом. Металеві шини поводяться інакше, ніж гумові, і інженери все ще вдосконалюють способи забезпечення плавної, тихої їзди на швидкостях автомагістралей.

Регуляторне тестування, сертифікація безпеки на дорогах та інтеграція з існуючими системами транспортних засобів також є необхідними, перш ніж безповітряні металеві шини зможуть дійти до споживачів. Проте, зі зростаючим інтересом з боку великих виробників, ці перешкоди активно долаються.

Суперпружна шина представляє більше, ніж просто інновацію в матеріалах. Вона символізує майбутнє сталого дизайну. Поєднуючи аерокосмічні дослідження з земними потребами, NASA показує, як космічні технології можуть вирішувати повсякденні проблеми.

У міру того, як світ рухається до електричних та автономних транспортних засобів, безобслуговувальні та енергоефективні шини можуть відіграти життєво важливу роль у побудові чистіших, розумніших транспортних систем. Чи то на місячних поверхнях, чи на приміських вулицях, одна й та сама технологія може незабаром нести нас вперед.

Те, що почалося як рішення для астронавтів та роботів-дослідників, незабаром може принести користь пасажирам, велосипедистам та навіть службам доставки. Суперпружна шина поєднує потужну ідею: міцність космічного обладнання зустрічається з практичністю сучасної мобільності.

Інженери NASA вірять, що це може стати початком нової ери, коли спущені шини стануть пережитком минулого не лише для космічних місій, але й для всіх на Землі.