मंगल ग्रह के रहस्य का अध्ययन सदियों से किया जा रहा है। सूर्य से चौथा ग्रह एक समृद्ध, लाल रेगिस्तान की याद दिलाता है और इसमें ऊबड़-खाबड़ सतह है जिसे पार करना चुनौतीपूर्ण है। जबकि कई रोबोटिक मिशन मंगल ग्रह पर उतरे हैं, नासा ने इसकी सतह का केवल 1% ही खोजा है। लाल ग्रह पर भविष्य के मानव और रोबोटिक मिशनों से पहले, नासा ने हाल ही में मार्टियन-सिम्युलेटेड इलाके पर कठोर रोवर परीक्षण पूरा किया, जिसमें गुडइयर टायर एंड रबर के साथ साझेदारी में क्लीवलैंड में एजेंसी के ग्लेन रिसर्च सेंटर में विकसित क्रांतिकारी आकार मेमोरी मिश्र धातु स्प्रिंग टायर तकनीक शामिल है।
रोवर्स – मोबाइल रोबोट जो चंद्र या ग्रहों की सतहों का पता लगाते हैं – उनके द्वारा खोजे जा रहे वातावरण के लिए पर्याप्त टायरों से सुसज्जित होना चाहिए। चूंकि मंगल की सतह असमान, चट्टानी है, इसलिए गतिशीलता के लिए टिकाऊ टायर आवश्यक हैं। शेप मेमोरी अलॉय (एसएमए) स्प्रिंग टायर इसे संभव बनाने में मदद करते हैं।
आकार स्मृति मिश्रधातुएँ वे धातुएँ हैं जो मोड़ने, खींचने, गर्म करने और ठंडा करने के बाद अपने मूल आकार में लौट सकती हैं। नासा ने दशकों से इनका उपयोग किया है, लेकिन इस तकनीक को टायरों पर लागू करना एक बिल्कुल नई अवधारणा है।
“ग्लेन में हम इस बारे में विज्ञान और समझ लाने में विश्व के नेताओं में से एक हैं कि आप मिश्र धातु की संरचना को कैसे बदलते हैं, आप सामग्री के प्रसंस्करण को कैसे बदलते हैं, और आप इन प्रणालियों को इस तरह से कैसे मॉडल करते हैं कि हम व्यवहार को नियंत्रित और स्थिर कर सकें। ताकि उन्हें वास्तव में वास्तविक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सके, ”नासा ग्लेन के सामग्री अनुसंधान इंजीनियर डॉ. सैंटो पादुला II ने कहा।
पादुला और उनकी टीम ने एसएमए के लिए कई अनुप्रयोगों का परीक्षण किया है, लेकिन टायरों की संभावनाओं के बारे में उन्हें एक मौका मिलने के कारण पता चला।
एक बैठक से निकलते समय, पादुला का सामना नासा ग्लेन के एक मैकेनिकल इंजीनियर कॉलिन क्रेगर से हुआ, जिसे उन्होंने वर्षों से नहीं देखा था। क्रेगर ने इस अवसर का उपयोग करते हुए उन्हें नासा ग्लेन सिम्युलेटेड लूनर ऑपरेशंस (एसएलओपीई) प्रयोगशाला में किए जा रहे काम के बारे में बताया, जो वैज्ञानिकों को रोवर के प्रदर्शन का परीक्षण करने में मदद करने के लिए चंद्रमा और मंगल की सतहों का अनुकरण कर सकता है। वह पादुला को प्रयोगशाला में ले आया, जहां पादुला ने तुरंत स्प्रिंग टायरों पर ध्यान दिया। उस समय, वे स्टील के बने होते थे।
पादुला ने टिप्पणी की, “जैसे ही मैंने टायर देखा, मैंने कहा, क्या आपको प्लास्टिक बनाने में समस्या नहीं हो रही है?” प्लास्टिसाइज़िंग से तात्पर्य उस धातु से है जो विरूपण से गुजर रही है जिसे उलटा नहीं किया जा सकता है और इससे घटक को क्षति या विफलता हो सकती है।
“कॉलिन ने मुझसे कहा, ‘यही एकमात्र समस्या है जिसे हम हल नहीं कर सकते।'” पादुला ने आगे कहा, “मैंने कहा, मेरे पास आपका समाधान है। मैं एक नया मिश्र धातु विकसित कर रहा हूं जो इसका समाधान करेगा। और इस तरह SMA टायरों की शुरुआत हुई।”
वहां से, पैडुला, क्रेगर और उनकी टीमें गेम-चेंजिंग सामग्री: निकल-टाइटेनियम एसएमए के साथ नासा के मौजूदा स्प्रिंग टायरों को बेहतर बनाने के लिए सेना में शामिल हो गईं। अत्यधिक तनाव के बावजूद धातु विरूपण को समायोजित कर सकती है, जिससे कठोर प्रभाव के बाद भी टायर अपने मूल आकार में लौट सकते हैं, जो पारंपरिक धातु से बने स्प्रिंग टायरों के लिए संभव नहीं है।
तब से, अनुसंधान प्रचुर मात्रा में हुआ है, और 2024 के पतन में, नासा ग्लेन की टीमों ने नासा के अभिनव एसएमए स्प्रिंग टायरों का परीक्षण करने के लिए यूनाइटेड किंगडम के स्टीवनेज में एयरबस डिफेंस एंड स्पेस की यात्रा की। परीक्षण एयरबस मार्स यार्ड में हुआ – मंगल ग्रह के इलाके की कठोर परिस्थितियों का अनुकरण करने के लिए बनाई गई एक बंद सुविधा।
क्रेगर ने कहा, “हम टीम के साथ वहां गए, हम अपना मोशन ट्रैकिंग सिस्टम लेकर आए और ऊपर और नीचे की ओर अलग-अलग परीक्षण किए।” “हमने चट्टानों और रेत पर बहुत सारे क्रॉस स्लोप परीक्षण किए जहां स्थिरता को समझने पर ध्यान केंद्रित किया गया क्योंकि यह कुछ ऐसा था जिसका हमने पहले कभी परीक्षण नहीं किया था।”
परीक्षणों के दौरान, शोधकर्ताओं ने रोवर्स की निगरानी की क्योंकि पहिये चट्टानों के ऊपर से गुजर रहे थे, उन्होंने इस बात पर बारीकी से ध्यान दिया कि टायरों के मुकुट कितने हिले, कोई क्षति हुई और ढलान पर फिसलन हुई। टीम को स्लाइडिंग और शिफ्टिंग की उम्मीद थी, लेकिन यह बहुत कम था, और परीक्षण सभी उम्मीदों पर खरा उतरा। शोधकर्ताओं ने टायरों की स्थिरता, गतिशीलता और रॉक ट्रैवर्सल क्षमताओं के बारे में भी जानकारी जुटाई।
जैसा कि नासा ने गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए सिस्टम को आगे बढ़ाना जारी रखा है, एजेंसी की अतिरिक्त वाहन गतिविधि और मानव सतह गतिशीलता कार्यक्रम ने भविष्य के रोवर टायर और चंद्र वातावरण सहित अन्य संभावित उपयोगों के लिए एसएमए के गुणों में सुधार करने के अतिरिक्त तरीकों पर शोध करने के लिए पैडुला को सूचीबद्ध किया है।
पादुला ने कहा, “मेरा लक्ष्य टायर जैसे अनुप्रयोगों के लिए एसएमए की ऑपरेटिंग तापमान क्षमता का विस्तार करना और आवास संरक्षण के लिए इन सामग्रियों को लागू करने पर विचार करना है।” “हमें चरम वातावरण के लिए नई सामग्रियों की आवश्यकता है जो चंद्रमा पर होने वाले सूक्ष्म उल्कापिंड हमलों के लिए ऊर्जा अवशोषण प्रदान कर सकें ताकि बड़ी संख्या में अंतरिक्ष यात्रियों और वैज्ञानिकों के लिए चंद्रमा और मंगल पर काम करने के लिए आवास संरचनाओं जैसी चीजों को सक्षम किया जा सके।”
शोधकर्ताओं का कहना है कि शेप मेमोरी अलॉय स्प्रिंग टायर अभी शुरुआत है।