چرا بر روی مریخ نمی‌توان از تایرهای لاستیکی استفاده کرد؟

مریخ نوردهای مختلفی بر روی مریخ مشغول شناسایی و اکتشاف در این سیاره هستند. با این وجود هیچکدام از این مریخ نوردها از تایرهای لاستیکی استفاده نمی‌کنند. در این مطلب، به بررسی این راز عجیب سیاره‌ی سرخ می‌پردازیم.

فهرست محتوا

مشکلات تایر لاستیکی در مریخ

دمای سیاره‌ی مریخ می‌تواند تا منفی ۱۰۷ درجه سانتیگراد نیز افت کند؛ از این رو تعبیه‌ی وسیله‌ی گریمایشی برای عملکرد صحیح دستگاه در مریخ نوردها مهمترین مسئله است. علاوه بر این، درجه حرارت بسیار پایینی که به آن اشاره شد، لاستیک را به ماده‌ای شیشه-مانند تبدیل می‌کند. ناگفته واضح است که قرار دادن چرخ‌های شیشه‌ای بر روی یک وسیله‌ی نقلیه، آن هم برای سیاره سنگی مریخ اصلاً ایده‌ی جالبی نخواهد بود. چرا که چنین تایرهایی به راحتی شکسته می‌شوند؛ و این یعنی پایان مأموریت مریخ نورد.

حتی اگر دمای پایین باعث ترد و شکنندگی لاستیک نمی‌شد، باز هم وزن بسیار بالای تایرهای لاستیکی، امکان استفاده از آن‌ها به عنوان چرخ‌های مریخ نورد را نمی‌داد. دلایل بسیار زیادی وجود دارد که مریخ نورد بایستی سبک باشد. مهمترین دلیل، ویژگی‌های خاص سیاره‌ی سرخ است که باعث می‌شود، کنترل وسیله‌ی نقلیه بر روی آن بسیار دشوار باشد. از این رو احتمال واژگون شدن مریخ نورد بسیار زیاد است. در صورتی که مریخ نورد سنگین باشد، برگرداندن آن کار بسیار دشوار و احتمالاً غیرممکنی خواهد بود.

سیاره‌ی مریخ سطح صافی ندارد. سطح این سیاره پوشیده از خاک و سنگ است و ناهمواری‌های زیادی دارد. واژگون شدن مریخ نورد سنگین‌وزن بر روی این سیاره، به معنای پایان مأموریت است.

طراحی چرخ‌های مریخ نورد

بنابر دلایلی که گفته شد، چرخ‌های مریخ نوردها را از جنس آلومینیوم می‌باشد. آلومینیوم یک فلز سبک و مقاوم است، واین ویژگی‌ها باعث شده تا مناسب ترین گزینه برای ساخت تایر مریخ نوردها باشد. به عنوان مثال ضخامت چرخ‌های کاوشگر Curiosity که در سال ۲۰۱۲ بر سیاره‌ی مریخ فرود آمد، تنها ۰٫۷۵ میلی متر بود. بر اساس آزمایشات ناسا، اگر ضخامت چرخ‌ها ۱ میلیمتر بیشتر باشد، حدود ۱۰ کیلوگرم به وزن Curiosity اضافه خواهد شد. و این اضافه وزن، مریخ نورد را به وسیله‌ای ناکارآمد تبدیل می‌کند.

اما این چرخ‌های نازک نیز بی عیب و نقص نیستند. امیلی لاکداوالا (Emily Lakdawala) پژوهشگر ناسا در این باره می‌گوید: حرکت این چرخ‌های نازک در سطح پوشیده از غبار مریخ، همانند کشیده شدن دندان کوسه بر روی بُتُن است. از طرفی این چرخ‌های بسیار نازک در سیستم تعلیق Curiosity و دیگر مریخ نوردها مشکلاتی پیش می‌آورد. به همین خاطر سیستم توزیع بار مریخ نوردها به گونه‌ای طراحی شده است که در هنگام برخورد یکی از چرخ‌ها با یک سنگ یا چاله، وزن وسیله بر روی دیگر چرخ‌ها قرار گیرد. این تغییر ناگهانی در برخی مواقع ممکن است مشکلاتی فراتر از حد انتظار پیش آورد.

گیر کردن چرخ مریخ نوردها

نازکی چرخ‌های کاوشگر باعث می‌شود شیارهای بر روی سطح غبارآلود مریخ بر جای گذاشته شود. این مورد زمانی که مریخ نورد قصد توقف و چرخیدن به اطراف را داشته باشد مشکلات به مراتب بزرگتری را نیز ایجاد می‌کند. فرورفتن مریخ نورد در سطح مریخ باعث اصطکاک بیشتر چرخ‌ها و در نتیجه مصرف سوخت بیشتری می‌شود. در نتیجه مریخ نورد انرژی کمتری برای کاوش در سطح سیاره‌ی سرخ و جمع آوری داده‌ها خواهد داشت.

پژوهشگران ناسا هم اکنون در حال طراحی مریخ نوردهای بهینه تر برای استفاده در مأموریت های بعدی هستند. ناسا امیدوار است که جدیدترین مریخ نورد آن‌ها که امسال (سال ۲۰۲۰ میلادی) در سطح مریخ فرود می‌آید، با این قبیل مشکلات مواجه نشود. امیلی لاکداوالا در این باره می‌گوید: جنس مریخ نورد جدید تفاوتی با نسل قبلی ندارد. اما طراحی آن کاملاً متفاوت است. یکی دیگر از بزرگترین مشکلات Curiosity در مأموریت قبلی، گیر کردن در ماسه‌های مریخ بود (به دلیل گرانش کمتر این سیاره نسبت به سیاره‌ی زمین). ناسا اظهار کرده که به لطف طراحی جدید، این مسئله نیز برطرف شده است.

دیگر مشکلات مریخ برای مریخ نوردها

مشکلات مریخ برای مریخ نوردها به گرانش کمتر و گیر کردن وسیله چرخ‌ها در ماسه محدود نیست. دکتر تیرنس ریچاردز (Terence Richards) از دانشگاه Cranfield که عملکرد چرخ‌های مختلف بر روی مریخ را مطالعه می‌کند، در این باره می‌گوید: سطح مریخ بسیار خشک است. همین عامل موجب می‌شود تا تراکم خاک مریخ بسیار کم و در نتیجه توانایی انتقال وزن آن نیز پایین باشد. به همین خاطر کاوشگر Curiosity برای جبران این مشکل، نیازمند مصرف سوخت بیشتری نسبت به حالت معمول است.

تغییر شکل چرخ‌ها به گونه‌ای که باعث افزایش سطح تماس شود، می‌تواند کمک بزرگی به حل مشکل انتقال وزن مریخ نورد کند. اما یک اشتباه کوچک در طراحی ممکن است مشکل جدیدی را نیز ایجاد کند.

ناسا در سال ۲۰۱۵ نیز یک ماشین الکتریکی جدید طراحی کرد که دارای قابلیت‌های مشابهی با Curiosity بود. این دستگاه که با نام Modular Robotic Vehicle معرفی شد، با استفاده از کنترل از راه دور هدایت می‌شود. مصرف انرژی نیز در این دستگاه تا حد زیادی کاهش یافته است. این وسیله‌ی نقلیه که می‌تواند با حداکثر سرعت ۷۰ کیلومتر بر ساعت حرکت کند، به گونه‌ای طراحی شده که بتواند به عنوان مریخ نورد نیز ایفای نقش کند.

منابع: