La NASA testa i pneumatici per Marte progettati congiuntamente da Goodyear
La NASA sta facendo passi da gigante nella tecnologia dei Rover in vista di una futura visita su Marte, tra cui lo sviluppo e il collaudo di pneumatici SMA, ovvero Shape memory alloy.
Questi pneumatici, creati in collaborazione con Goodyear Tire & Rubber, sono progettati per migliorare la mobilità dei Rover sul terreno impegnativo del Pianeta Rosso. Nonostante numerose missioni robotiche, la NASA ha esplorato solo l’1% della superficie marziana. Per prepararsi a future missioni e a un’eventuale colonia di stelle e strisce, la NASA ha recentemente testato questi pneumatici innovativi su un terreno simulato.
I Rover, essenziali per esplorare le superfici lunari o planetarie, necessitano di pneumatici durevoli per spostarsi in ambienti irregolari e rocciosi come quelli di Marte. Le leghe a memoria di forma, metalli che tornano alla loro forma originale dopo la deformazione, sono la chiave. Sebbene la NASA abbia utilizzato gli SMA per varie applicazioni, il loro utilizzo nei pneumatici è un approccio innovativo. Santo Padula II, un ingegnere di ricerca sui materiali presso il Glenn Research Center della NASA, sottolinea l’esperienza del centro nella composizione e lavorazione delle leghe per stabilizzare e controllare i comportamenti degli SMA per applicazioni pratiche.
“Noi di Glenn siamo uno dei leader mondiali nel portare la scienza e la comprensione di come si modificano le composizioni delle leghe, come si modifica la lavorazione del materiale e come si modellano questi sistemi in modo da poter controllare e stabilizzare i comportamenti in modo che possano essere effettivamente utilizzati in applicazioni reali”, afferma Padula.
L’idea di utilizzare gli SMA per i pneumatici è emersa da un incontro casuale tra Padula e Colin Creager, un ingegnere meccanico presso la NASA Glenn. Creager ha presentato Padula al NASA Glenn Simulated Lunar Operations (SLOPE) Laboratory, dove le prestazioni del rover vengono testate su superfici lunari e marziane simulate. Dopo aver visto i pneumatici con molle in acciaio utilizzati all’epoca, Padula individuò il problema della plastificazione, in cui i metalli subiscono una deformazione irreversibile, e propose di utilizzare gli SMA come soluzione. “Non appena ho visto il pneumatico, ho detto, non hai problemi con quella plastificazione?”
La plastificazione a cui si riferisce l’ingegnere è uno staTO di un metallo che subisce una deformazione irreversibile che può causare danni o guasti al componente. “Colin mi disse, ‘Questo è l’unico problema che non possiamo risolvere’“, continua Padula. “Ho detto, ho la tua soluzione. Sto sviluppando una nuova lega che risolverà il problema. Ed è così che sono nati i pneumatici SMA”.
La collaborazione tra Padula, Creager e i loro team ha portato allo sviluppo di pneumatici SMA in nichel-titanio. Questi pneumatici possono resistere a stress estremi e tornare alla loro forma originale, a differenza dei tradizionali pneumatici con molle in metallo. Nell’autunno del 2024, i team NASA Glenn si sono recati all’Airbus Defence and Space di Stevenage, dove hanno valutato i pneumatici su un terreno marziano simulato nell’Airbus Mars Yard. I test si sono concentrati su stabilità, manovrabilità e capacità di attraversamento delle rocce, con i pneumatici che hanno lavorato bene e soddisfatto le aspettative.
Il programma Extravehicular Activity and Human Surface Mobility della NASA ha arruolato Padula per migliorare ulteriormente le proprietà degli SMA per i futuri pneumatici dei rover e altre applicazioni, compresi gli ambienti lunari. Padula mira ad ampliare la gamma di temperature operative degli SMA ed esplorare il loro utilizzo nella protezione dell’habitat dagli impatti di micrometeoriti sulla Luna, facilitando la costruzione di strutture per astronauti e scienziati.
“Il mio obiettivo è ampliare la capacità di temperatura operativa degli SMA per applicazioni come i pneumatici e valutare l’applicazione di questi materiali per la protezione dell’habitat”, afferma Padula. “Abbiamo bisogno di nuovi materiali per ambienti estremi che possano fornire assorbimento di energia per gli impatti di micrometeoriti che avvengono sulla Luna per consentire cose come strutture di habitat per un gran numero di astronauti e scienziati per lavorare sulla Luna e su Marte.”
Secondo la NASA, i ricercatori considerano i pneumatici a molla in lega a memoria di forma come “solo l’inizio”.