p O rover Curiosity fez algumas descobertas incríveis durante os cinco anos em que está operando na superfície de Marte. E no decorrer da realização de sua pesquisa, o rover também acumulou uma grande quilometragem. Contudo, certamente foi uma surpresa quando, durante exames de rotina em 2013, membros da equipe de ciência Curiosity observaram que suas rodas sofreram rompimentos em seus passos (seguidos por quebras relatadas em 2017). p Olhando para o futuro, pesquisadores do Glenn Research Center da NASA esperam equipar rovers da próxima geração com uma nova roda. É baseado no "pneu de mola", que a NASA desenvolveu com a Goodyear em meados dos anos 2000. Contudo, em vez de usar fios de aço enrolados em um padrão de malha (que fazia parte do projeto original), uma equipe de cientistas da NASA criou uma versão mais durável e flexível que pode revolucionar a exploração espacial.

p No final das contas, a lua, Marte, e outros corpos do Sistema Solar têm duras, terreno punitivo. No caso da lua, o principal problema é o regolito (também conhecido como poeira lunar), que cobre a maior parte de sua superfície. Essa poeira fina é essencialmente pedaços recortados de rocha lunar que causam estragos nos motores e nos componentes das máquinas. Em Marte, a situação é um pouco diferente, com regolito e rochas pontiagudas cobrindo a maior parte do terreno.

p Em 2013, depois de apenas um ano na superfície, as rodas do rover Curiosity começaram a mostrar sinais de desgaste devido a sua passagem por terrenos inesperadamente acidentados. Isso levou muitos a temer que o rover não pudesse completar sua missão. Isso também levou muitos no Glenn Research Center da NASA a reconsiderar um projeto no qual estavam trabalhando quase uma década antes, que se destinava a missões renovadas à lua.

p Para NASA Glenn, o desenvolvimento de pneus tem sido um foco de pesquisa por cerca de uma década. A este respeito, eles estão retornando a uma tradição consagrada de engenheiros e cientistas da NASA, que começou na era Apollo. No momento, os programas espaciais americano e russo estavam avaliando vários projetos de pneus para uso na superfície lunar. Geral, três projetos principais foram propostos.

p Primeiro, você tinha as rodas especialmente projetadas para o Lunokhod rover, um veículo russo cujo nome se traduz literalmente como "Moon Walker". O projeto da roda para este rover consistia em oito aros rígidos, pneus de tela de arame que eram conectados a seus eixos por raios do tipo bicicleta. Presilhas de metal também foram montadas na parte externa do pneu para garantir melhor tração na poeira lunar.

p Em seguida, havia o conceito da NASA para um Transportador de Equipamento Modularizado (MET), que foi desenvolvido com o apoio da Goodyear. Este carrinho sem energia veio com dois, cheios de nitrogênio, pneus lisos de borracha para facilitar a tração do carrinho pelo solo lunar e sobre rochas. E então havia o projeto do Veículo de Remoção Lunar (LRV), que foi o último veículo da NASA a visitar a lua.

p Este veículo tripulado, que os astronautas da Apollo costumavam dirigir na desafiadora superfície lunar, confiou em quatro grandes, rodas flexíveis de tela de arame com armação interna rígida. Em meados da década de 2000, quando a NASA começou a planejar a montagem de novas missões à lua (e futuras missões a Marte), eles começaram a reavaliar o pneu LRV e a incorporar novos materiais e tecnologias ao design.

p O fruto dessa pesquisa renovada foi a Spring Tire, que foi o trabalho do engenheiro de pesquisa mecânica Vivake Asnani, que trabalhou em estreita colaboração com a Goodyear para desenvolvê-lo. O projeto exigia um sistema sem ar, pneu compatível feito de centenas de fios de aço em espiral, que foram então tecidos em uma malha flexível. Isso não só garantiu peso leve, mas também deu aos pneus a capacidade de suportar altas cargas enquanto se adaptam ao terreno.

p Para ver como o pneu da mola se sairia em Marte, engenheiros do Glenn Research Center da NASA começaram a testá-los no laboratório Slope, onde eles os correram através de uma pista de obstáculos que simulava o ambiente marciano. Embora os pneus tenham um desempenho geralmente bom na areia simulada, eles tiveram problemas quando a tela de arame se deformou depois de passar por rochas irregulares.

p Para endereçar isto, Colin Creager e Santo Padua (engenheiro da NASA e cientista de materiais, respectivamente) discutiram alternativas possíveis. Em tempo, eles concordaram que os fios de aço deveriam ser substituídos por níquel titânio, uma liga com memória de forma que é capaz de manter sua forma sob condições difíceis. Como Pádua explicou em um segmento de vídeo da NASA Glenn, a inspiração para usar esta liga foi muito fortuita:

p "Acontece que eu estava no prédio aqui, onde fica o laboratório Slope. E eu estava aqui para uma reunião diferente para o trabalho que faço em ligas de memória de forma, e por acaso encontro Colin no corredor. E eu fiquei tipo 'o que você está fazendo de volta e por que não está no laboratório de impacto?' - porque eu o conheci como um estudante. Ele disse, 'Nós vamos, Eu me formei, e estou trabalhando aqui em tempo integral há algum tempo ... trabalho no Slope. "

p Apesar de trabalhar no JPL por 10 anos, Pádua não tinha visto o laboratório Slope antes e aceitou o convite para ver no que eles estavam trabalhando. Depois de entrar no laboratório e olhar os pneus de mola que estavam testando, Pádua perguntou se eles estavam enfrentando problemas de deformação. Quando Creager admitiu que eles eram, Pádua propôs uma solução que por acaso era sua área de especialização.

p "Eu nunca tinha ouvido falar do termo ligas de memória de forma antes, mas eu sabia que [Pádua] era um engenheiro de ciência de materiais, "disse Creager." E então, desde então, temos colaborado com esses pneus usando sua experiência em materiais, especialmente em ligas com memória de forma, para criar este novo pneu que pensamos que realmente vai revolucionar os pneus do rover planetário e, potencialmente, até mesmo os pneus para a Terra também. "

p A chave para ligas com memória de forma é sua estrutura atômica, que é montado de tal forma que o material "lembra" sua forma original e é capaz de retornar a ela após ser sujeito a deformação e deformação. Depois de construir o pneu de liga com memória de forma, os engenheiros de Glenn enviaram para o Laboratório de Propulsão a Jato, onde foi testado no Mars Life Test Facility.

p Geral, os pneus não só tiveram um bom desempenho na areia marciana simulada, mas foram capazes de suportar a escalada de afloramentos rochosos sem dificuldade. Mesmo depois que os pneus foram deformados até os eixos, eles foram capazes de manter sua forma original. Eles também conseguiram fazer isso carregando uma carga útil significativa, que é outro pré-requisito ao desenvolver pneus para veículos de exploração e rovers.

p As prioridades do pneu Mars Spring (MST) são oferecer maior durabilidade, melhor tração em areia fofa, e mais leve. Como a NASA indica no site do MST (parte do site do Glenn Research Center), Existem três benefícios principais no desenvolvimento de pneus em conformidade com alto desempenho, como o Spring Wheel:

p "Primeiro, eles permitiriam que os robôs explorassem regiões maiores da superfície do que atualmente é possível. Em segundo lugar, porque se adaptam ao terreno e não afundam tanto quanto as rodas rígidas, eles podem transportar cargas úteis mais pesadas para a mesma massa e volume dados. Por último, porque os pneus compatíveis podem absorver energia de impactos em velocidades moderadas a altas, eles podem ser usados ​​em veículos de exploração com tripulação que devem se mover a velocidades significativamente mais altas do que os atuais robôs de Marte. "

p A primeira oportunidade disponível para testar esses pneus está a apenas alguns anos de distância, quando o Mars 2020 Rover da NASA será enviado para a superfície do Planeta Vermelho. Uma vez lá, o rover vai começar de onde o Curiosity e outros rovers pararam, em busca de sinais de vida no ambiente hostil de Marte. O rover também tem a tarefa de preparar amostras que serão devolvidas à Terra por uma missão tripulada, que deve ocorrer em algum momento da década de 2030.