NASA轮胎的形状记忆合金特征

当火星上崎岖的地形给好奇号火星车的轮胎造成不便时，美国宇航局的科学家们感到担忧。但是镍钛形状记忆合金是牢不可破的空间漫游的关键，因此美国宇航局将其应用于太空级轮胎，并在此过程中成功地重新发明了车轮。

NASA在1960年代开始生产适合太空旅行的轮胎，因为地球上使用的传统充气轮胎不适用于轨道。在随后的几十年中，设计上的突破导致成功的月球粗纱和网状轮以及火星粗纱与非行星轮。但是，用于月球粗纱的原始钢制弹簧轮会随着时间而变形，并且由于不可预见的崎岖地形，为火星好奇号流动站开发的轮也显示出明显的磨损迹象。因此，美国宇航局格伦研究中心继续努力研究防渗轮胎的设计，以用于未来的太空旅行。

月球漫游车上使用的金属弹簧轮仍然具有许多有利的性能。Vivake Asnani与固特异（Goodyear）合作进行了进一步的工程工作，很快就形成了无气的“弹簧轮胎” ，该弹簧轮胎由弹簧钢丝制成，盘绕并编织成可延展的网状形式，以促进地形的一致性。该轮胎确实适合在柔软的沙子和岩石上行驶，但是测试发现，变形问题与数年前的“月球漫游车”类似。

现在，NASA采取了“春季轮胎”的概念，并应用了全新的材料技术，以减轻重量，消除变形并提高在沙质环境中的耐用性和牵引力。工程师Colin Creager和材料科学家Santo Padula合作寻找解决方案。Padula建议使用形状记忆合金（SMA）。这种稀有的镍钛合金具有独特的特征–即使对轴施加了很大的反作用力，它也可以原子地重新排列以适应地形，然后恢复其原始形状。这样的压力仅导致键的拉伸和随后的缩短。此外，由于没有空气就不会刺破，所以这些新轮胎几乎完全坚不可摧。

到目前为止，在形状记忆合金轮胎上进行的实验室测试已取得了令人印象深刻的结果，包括数千米的实验室粗纱，没有任何磨损迹象。测试过程的下一步将涉及重建火星极端温度的低温室。NASA的无气镍钛SMA轮胎的前途一片光明–除了在太空中的应用外，我们还希望将来将其安装在军用或客运业的地上车辆上。