Der Testrover mit SMA-Reifen auf dem Mars-Übungsplatz

Der Testrover mit SMA-Reifen auf dem Mars-Übungsplatz

© NASA

Science

NASA testet luftlose, federnde Reifen

Rover müssen am Mars harschen Bedingungen standhalten. Dabei stehen sie immer wieder vor einem vergleichsweise profan klingenden Problem: Ihre Räder kämpfen mit dem steinigen, unebenen Terrain des Roten Planeten. 

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Derzeit nutzen Mars-Rover Räder aus speziellen Metalllegierungen, z.B. aus Titan und Aluminium. Dadurch sind sie stabil und halten den großen Temperaturschwankungen stand. Sie geben aber nicht nach, wie es Luftreifen aus Gummi tun würden. Dadurch laufen die Rover immer Gefahr, stecken zu bleiben, umzukippen oder in felsigem Terrain nicht voran zu kommen. Klassische Reifen, die mit Luft gefüllt sind, sind keine Option: Sie laufen Gefahr schnell platt zu werden und verhalten sich auf Mond und Mars außerdem anders als auf der Erde.

Der Formgedächtnisreifen 

Um die Vorteile von Gummireifen mit den nötigen Eigenschaften von luftlosen Metallreifen für eine Marsmission zu kombinieren, musste also eine neue Technologie her. Ein Kandidat hat sich dabei in den vergangenen Jahren als besonders vielversprechend erwiesen: Ein federnder Reifen aus Metallgittern mit einer Formgedächtnislegierung (SMA).

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Räder nehmen Ursprungsform wieder an

Die Reifen selbst bestehen aus einer Nickel-Titan-Legierung. Das Besondere an der SMA-Technologie ist, dass sie gebogen, gedehnt, erhitzt und abgekühlt werden kann und anschließend wieder ihre ursprüngliche Form annimmt. In extremen Umgebungen wie der Marsoberfläche passen sich die Reifen damit perfekt an die schwierigen Bedingungen an. 

Neu ist diese Technologie nicht. Sie wurde bereits vor Jahrzehnten am Glenn Research Center der NASA entwickelt. Allerdings setzte die Weltraumagentur sie bisher nicht für Reifen ein. Einige Start-ups nutzen sie bereits für Fahrradreifen, da die NASA ihre Forschungsdatenbank zu SMAs öffentlich gemacht hat. 

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Shape Memory Alloy (SMA) Reifen

Die Shape Memory Alloy (SMA) Reifen passen sich an unebenes Gelände an

Mars-Rover meistert Testgelände

Jetzt wurde erstmals ein Mars-Rover mit den Nickel-Titan-SMAs ausgestattet. Getestet wurde er auf dem Airbus-Gelände in Stevenage, Großbritannien. In deren Mars Yard sollte sich zeigen, wie die Reifen in einer simulierten, felsigen Marslandschaft bestehen. 

Dort fuhr der Rover quer zu Hängen, über Felsen und durch Sand. Dabei rutschte er nur minimal ab und auch die Laufflächen der Reifen verschoben sich nur leicht. Dieses Ergebnis übertraf die Erwartungen der Forscher, heißt es in einem Statement

Im nächsten Schritt soll die Betriebstemperatur der SMAs erhöht werden, damit sie in extremen Regionen wie dem Mars und dem Mond funktionieren. Dort sind sie neben den schwankenden Temperaturen auch Strahlung und Einschlägen von Mikrometeoriten ausgesetzt. Letztere sollen die SMA-Räder einfach absorbieren können. Die Forscher sehen vor allem bei potenziellen menschlichen Siedlungen auf dem Mond einen möglichen Einsatzort für die Räder.

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