ابداع چرخ بدون باد و ضدآتش جدید برای کاوشگرهای فضایی، روزنامه شیراز نوین
پیکربندی مارپیچی چرخ جدید کاوشگرهای فضایی که بدون باد و ضدآتش است، به آن اجازه میدهد تا منقبض و منبسط شود.
به گزارش ایسنا، ارسال یک کاوشگر به فضا برای کاوش اجرام آسمانی با مجموعهای گیجکننده از چالشها همراه است و یکی از پیچیدهترین آنها اطمینان از خرابنشدن وسیله نقلیه در آنجاست.
به نقل از نیو اطلس، تیمی از مهندسان هوافضا از کره جنوبی برای کاهش قابلتوجه این مشکل، چرخ انعطافپذیری را طراحی کردهاند که نیازی به هوا ندارد، میتواند اندازه خود را تغییر دهد و همچنین میتواند ضربات جدی را تحمل کند.
در واقع، این چرخ از سقوط از ارتفاع بیش از 4متری جان سالم بهدر برده و حتی بدون اینکه از هم بپاشد، از میان آتش عبور کرده است.
محققان معتقدند که این چرخ میتواند برای وسایل نقلیه اکتشافی ماه که باید از سطوح ناهموار شنی و سنگی عبور کنند تا مکانهای موردعلاقه و همچنین گودالهای ماه را پیدا کنند، مفید باشد.
منظور از گودالها، مناطقی روی ماه است که میتوانند فضانوردان را از تشعشعات و تغییرات شدید دما در سطح 127 درجه سانتیگراد در طول روز تا منفی 173 درجه سانتیگراد در شب محافظت کنند، اما رسیدن به آنجا کار سادهای نیست.
این چرخ از نوارهای فولادی الاستیک که بهصورت مارپیچ متقاطع بافتهشـده و مناسب برای تحمل بار چیده شدهاند، استفاده میکند. این ساختار شبیه به اصل ساختار خودایستا در پل داوینچی است، بنابراین نوارها بدون نیاز به چسب یا اجزای اتصال اضافی، به طور متقابل از یکدیگر پشتیبانی میکنند.
توپی این چرخ، دو طرف را به هم متصل میکند که میتوانند در جهت مخالف بچرخند. بنابراین طراحی فعلی میتواند بهصورت شعاعی از قطر جمعوجور 9 اینچ (230 میلیمتر) تا 19.7 اینچ (500 میلیمتر) بدون هیچ لولایی گسترش یابد.
سئونگ-بین لی، محقق ارشد از آزمایشگاه رباتیک و مکانیزمهای هوافضا در دانشگاه KAIST کره جنوبی، میگوید: طراحی ما برخلاف ساختارهای متغیر با شکل قبلی که به مفاصل چرخشی مکانیکی یا مواد نرم مانند پارچهها و الاستومرها متکی بودند، از تغییر شکل پیوسته که توسط یک مکانیسم مارپیچی هدایت میشود، بهره میبرد. این انعطافپذیری در انتخاب مواد، امکان سفارشیسازی ساختار را برای برآوردهکـردن نیازهای محیطهای مختلف مأموریتهای دشوار فراهم میکند.
جالب است که این نمونه اولیه چرخ از همان فولاد کربنی SK5 پردازش حرارتیشدهای استفاده میکند که در نوارهای تجاری پیدا میکنید. پیکربندی این نوار مارپیچی امکان توزیع بار چرخ را در سراسر بدنه چرخ فراهم میکند. این امر یک رفتار ناهمسانگرد ایجاد میکند که در آن چرخ برای پیچیدن به حداقل انرژی نیاز دارد، اما در برابر تغییر شکل تحت بارهای عمودی مقاومت میکند. همچنین چرخ را قادر میسازد تا ضربات را به طور مؤثر جذب کند و آسیب ناشی از زمین ناهموار را در حین رانندگی، غلتیدن و فرودهای عمودی کاهش دهد.
طراحان این چرخ را با نصب دو نمونه اولیه بر روی یک کاوشگر ساختگی آزمایش کرد و وسیله نقلیه را در یک محیط بیرونی شبیهسازیشـده با خاک ماه با موانع بزرگ آزمایش کرد. این وسیله نهتنها با موفقیت از این منطقه عبور کرد، بلکه از یک مانع شیبدار پلهمانند با شیب ۳۴ درجه نیز عبور کرد، از سقوطهای بزرگ از ارتفاع چند متر جان سالم بهدر برد و پس از عبور از آتش، بهراحتی به مسیر خود ادامه داد.
پیشرفت در طراحی قطعاتی مانند این مهم است، زیرا خرابی چرخ به معنای واقعی کلمه یک مأموریت اکتشافی فرازمینی را در مسیر خود متوقف میکند. کاوشگرها در معرض انواع آسیبهای ناشی از ضربه و شرایط سایشی هستند و هیچ راهی برای تعمیر کاوشگرها از راه دور وجود ندارد.
الزامات دوام و پایداری، اساس طراحی کاوشگرها را شکل میدهند و به همین دلیل است که انتخاب مواد یکی از مهمترین تصمیمات مهندسی در اکتشافات فضایی است.
سپتامبر گذشته، تصویری از مریخنورد کنجکاوی ناسا
بر روی مریخ که در سال ۲۰۱۲ در آنجا فرود آمد، نشان داد که چرخهای آن در عبور از مناظر ناهموار سیاره سرخ آسیب قابلتوجهی دیدهاند.
خوشبختانه فرورفتگیها و حفرههای مختلف در طول سالها مانع از عملکرد آن نشدند، اما میتوانستند این کار را انجام دهند.
کاشگرها معمولاً وزن زیادی دارند. برای مثال، مریخنورد کنجکاوی با وزن یک تن عرضه شد و این میتواند مقاومت در برابر سایش و پارگی چرخها را در مأموریتهای طولانی را حتی چالشبرانگیزتر کند.
این تیم امیدوار است که طراحی چرخ آن در نهایت در سیستمهای کاوشگرهای برای مأموریتهای اکتشافی آینده ادغام شود.
به لطف نحوه پیکربندی آن، میتواند از فولاد ضدزنگ مانند این نمونه اولیه، مواد الاستیک با مقاومت بالا یا فلزات مختلف دیگری که برای محیطهای فضایی مناسب هستند، استفاده کند.
تاکنون نظری برای این خبر ثبت نشده است!
ثبت نظر جدید
خبرهای تصادفی روزنامه شیراز نوین