U povijesti osvajanja svemira, nisu spektakularne eksplozije raketa ili kvarovi računala ti koji su najčešće ugrožavali misije, već nešto mnogo prizemnije – kotači. Metalna „stopala” rovera godinama su morala podnositi oštre stijene poput stakla, prašinu koja djeluje kao brusni papir i strme padine koje nitko na Zemlji ne može testirati u realnom okruženju.
Fotografije kotača rovera Curiosity s dubokim pukotinama i izbijenim komadićima oplate postale su simbol toga koliko surovo strano okruženje može biti prema čak i najbolje dizajniranom stroju. Zato ne čudi što inženjeri godinama pokušavaju odgovoriti na jedno naizgled jednostavno pitanje: kako izgraditi kotač koji se lako sklapa za transport, lagan je, ne troši se brzo i ne zaglavljuje na prvoj većoj prepreci?
Inspiracija u Leonardu da Vinciju i origamiju
Odgovori su se tražili u egzotičnim legurama i materijalima s pamćenjem oblika. Sada se toj potrazi pridružio južnokorejski tim s rješenjem koje izgleda kao spoj mjerne trake, samonosivog mosta Leonarda da Vincija i futurističkog naplatka. Njihov bezračni kotač može više nego dvostruko povećati svoj promjer – raste s oko 23 na 50 centimetara.
- Prilagodljivost: Kotač zadržava krutost tamo gdje je potrebna, a podliježe kontroliranoj deformaciji za prilagodbu terenu.
- Otpornost: Visoka otpornost na oštećenja omogućuje malim, okretnim roverima pristup mjestima poput dubokih mjesečevih jama.
Zašto su kotači u svemiru toliki izazov?
Na prvi pogled, kotač se može činiti banalnim elementom u usporedbi s ionskim pogonima. Međutim, on mora istovremeno ispunjavati kontradiktorne zahtjeve. Mora biti lagan, jer svaki gram tereta košta pravo bogatstvo, a istovremeno iznimno izdržljiv. Mjesečeva i marsovska prašina su izuzetno oštre i abrazivne, što može blokirati pokretne dijelove. U vakuumu se javlja i fenomen „hladnog zavarivanja”, gdje se metalne površine mogu trajno spojiti pri kontaktu.
Umjesto složene mehanike s desecima dijelova, istraživači su dizajnirali strukturu tako da promjena promjera bude rezultat prirodne deformacije luka od čeličnih traka. Manje zglobova znači manje mjesta za potencijalni kvar, što je u svemiru, gdje nema servisa, ključan argument.
Testiranje i planovi za budućnost
Inženjeri su koristili elastične trake od ugljičnog čelika SK5 – istog onog koji se koristi za mjerne trake. Prototip je preživio pad s visine veće od četiri metra, nije ga oštetio direktan kontakt s vatrom, a na simuliranom mjesečevom tlu savladao je uspone od 34 stupnja.
Ova tehnologija posebno obećava za istraživanje mjesečevih jama otkrivenih 2009. godine. NASA-ina istraživanja pokazuju da sjenoviti dijelovi tih formacija održavaju stabilnu temperaturu od oko 17°C, što je nevjerojatno u usporedbi s površinom gdje temperature variraju i do 300 stupnjeva. Takvo okruženje moglo bi pružiti prirodnu zaštitu od zračenja i mikrometeora za buduće baze.
Iako je projekt još u fazi prototipa, fleksibilnost dizajna dopušta korištenje nehrđajućeg čelika ili otpornih polimera prilagođenih specifičnim uvjetima. Ova inovacija nudi stvarne šanse za izgradnju nove generacije rovera koji će stići tamo gdje danas niti jedno vozilo ne može.
