De Curiosity Mars Rover voertuig op de rode planeet is een opmerkelijk succes gebleken, behalve op één gebied: de wielen vallen sneller uit elkaar dan verwacht. Om te voorkomen dat dit voor toekomstige missies opnieuw gebeurt, ontwikkelt het Glenn Research Center van NASA een nieuwe draadgaasband. Deze is gemaakt van een speciale geheugenlegering die veel sterker is dan eerdere ontwerpen, en de weg kan banen voor grotere, robuustere rovers en voertuigen.
Een veelgehoorde kritiek binnen NASA is, dat de organisatie de neiging heeft om het wiel opnieuw uit te vinden, en die kritiek was niet geheel ongegrond. Het ruimtevaartagentschap was vroeger berucht dat het voor elke nieuwe reeks satellieten begon met een leeg vel, in plaats van een bewezen ontwerp te gebruiken.
Maar een gebied waar NASA een halve eeuw letterlijk heeft geprobeerd om het wiel opnieuw uit te vinden, was ….. met wielen. Op aarde zijn wielen met luchtbanden effectief en efficiënt te zijn, maar de maan en Mars zijn anders en niet erg vriendelijk voor de gemiddelde radiaalband met spikes. Nog sterker, de ingenieurs moesten een wiel ontwerpen voor een gebied waarvan niemand wist hoe het oppervlak eruit zag.
Wielen voor de voertuigen
Vanaf de jaren zestig probeerde NASA allerlei soorten wielen, banden en andere dingen die deden wat een wiel en band zou moeten doen. Er waren rare, schroefachtige dingen om door maanpoeder zo fijn als talkpoeder te ploegen en voertuigen die één grote rupsband waren. Andere ontwerpen met grote donut-achtige wielen zagen er uit als een zand- of sneeuwvoertuig.
Toen de eerste bemande Lunar Rover vertrok tijdens de Apollo 15-missie (1971), beschikte het voertuig over grote, flexibele draadgaaswielen met zachte binnenframes en titaniumstrips om over de zachte maangrond te kunnen rijden. Dit ontwerp was zo succesvol dat ingenieurs aan het Glenn Research Laboratory dit wiel gebruikten als model voor vergelijkbare draadgaaswielen voor toekomstige maanrovers die de grootte van een camper zouden hebben, wat resulteerde in een band uit verenstaal.
Maar de Mars-rovers die in de jaren negentig met de Sojourner op de rode planeet landden, hadden massieve aluminium wielen in plaats van gaas. Deze werkten goed op de Sojourner en de latere Opportunity en Spirit rovers, maar dingen veranderden toen Curiosity in 2012 in dienst kwam. Deze heeft de grootte van een 4×4 en het oppervlak van Mars bleek veel ruwer dan verwacht. Binnen een jaar vertoonden de wielen van de onbemande verkenner uit de zachte metaallegering duidelijk tekenen van slijtage toen de loopvlakken losraakten en gaten begonnen te verschijnen.
Volgens NASA overwogen de ingenieurs van Glenn om een geavanceerde vorm van de band uit verenstaal te gebruiken voor toekomstige Mars-missies om betere tractie en duurzaamheid te bieden. Maar het strakke stalen draadgaas kon het ruwe terrein van een gesimuleerde Mars niet aan. Bij het passeren van scherpe rotsen en andere obstakels vervormt het gaas onder druk en verliest het zijn vorm.
Wiel van geheugenmetaal
Een ontmoeting tussen een ingenieur en een materiaalspecialisten gaf de oplossing. Laatstgenoemde stelde voor om een legering van geheugenmetaal te gebruiken, een speciale legering met kristallen die vervormen en op atomair niveau terugkeren naar hun uitgangspositie. Toen de onderzoekers wielen maakten uit een nikkel-titaniumlegering, konden ze deze deformeren tot aan de as en vervolgens terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm. Tijdens proeven aan het Jet Propulsion Laboratory bleken de banden het goed te doen op het testtraject
Hoewel NASA nog bezig is met de ontwikkeling, is geheugenmetaal een grote belofte voor nieuwe lichtmetalen draadgaasbanden. Ze zijn niet alleen duurzamer, maar ze passen zich ook aan het terrein aan zonder er in weg te zinken en ze kunnen zwaardere ladingen vervoeren bij matige tot hoge snelheden. NASA hoopt dat ze ooit niet alleen de levensduur van onbemande rovers zullen verbeteren, maar ook op bemande voertuigen zullen worden gebruikt.
Onderstaande video geeft een korte uitleg over de nieuwe band. Het tweede filmpjes laat zien hoe de band wordt getest oo een proeftraject.
