NASA的太空工作已經產生許多我們在日常生活中使用的衍生產品和技術。事實上,NASA在一份名為《Spinoff》的年度出版物中強調這一點。人類太空探索的下一個偉大空間前沿是火星。
盡管NASA已經創造一個受刺激的火星棲息地,SpaceX還計劃在未來幾年內向火星執行載人任務並在這顆紅色星球上建立基地,但它對人類生命來說是非常不適宜的。它的大氣層極薄,沒有像保護地球那樣的磁層。輻射水平非常高,土壤也因此具有高度放射性和毒性。為幫助人類探索火星鋪平道路,NASA多年來一直向火星發送航天器和漫遊車。
由於火星的環境相當惡劣,NASA設計的任何在火星表面工作的車輛其設計水平都必須超過我們對在地球表面運行的車輛所期望的大多數公差。這意味著,為火星任務開發的任何火星車技術的可轉移性在地球上將被證明具有極大的彈性。就像月球任務和NASA多年來的其他太空努力所證明的那樣,由於為外太空開發的技術,通常對普通地球人有許多直接的好處。
火星是車輛技術的一個偉大的試驗場
在地球上可能有實際應用的關鍵火星車專用技術之一是不易碎的輪胎。我們大多數人都知道,遭遇汽車輪胎被刺破是一件多麼惱人的事情。火星表面有非常多的巖石並且有很多障礙物,而這些可能會戳破傳統輪胎從而使其基本上無法使用。
這就是NASA已經開發由鈦和鋁制成、牢不可破的特殊輪胎,盡管成本非常高,但可以很容易地找到適用於地球上的越野車,無論是用於娛樂還是關鍵的商業目的。這種輪子的能力很強,NASA稱它們可以滾過跟輪子本身尺寸相同的巖石。關於性能,基於地球的越野車隻有一個主要的缺點:在普通路面上的乘坐舒適度會受到一些限制。鈦等材料的成本也可能是一個缺點。然而旨在探索崎嶇地形的專門越野車幾乎肯定可以采用火星車的車輪和懸掛設計從而使其更加耐用。
NASA的火星車技術在地球上也能發揮作用
密蘇裡科技大學正在為火星車開發一種“超級潤滑劑”,當暴露在火星表面的極端溫度和其他氣候現象中時將有助於延長其使用壽命。它使用被稱為MXenes的二維納米材料來減少摩擦造成的磨損,摩擦系數僅為0.0067至0.0017。系數為零意味著完全沒有摩擦並突出該物質的潤滑性。NASA最近的火星車已經超出所有的性能預期,但該機構仍在尋求進一步推動其火星車的性能。
受雇於NASA的研究員Pavlo Rudenko還在開發一種新的超級潤滑劑,它也可用於未來的火星任務。據解,這種潤滑劑采用納米片,在發動機內部留下類似鉆石的碳塗層。Rudenko的公司TriboTEX在其網站上介紹稱,當添加到發動機油底殼中時這種潤滑油將使馬力提高3%並使裡程數增加5%。正如其為NASA火星車提供的潤滑油一樣,該公司稱它能保護內燃機免受磨損,甚至幫助修復已經發生的表面損壞。
人們可以在汽車上看到的其他火星探測器技術
據悉,NASA在其設計中使用火星車技術開發所謂的模塊化機器人車(MRV)。它采用火星車的移動性和控制系統並創造一種通過獨立的推進模塊向其四個輪子提供驅動力的車輛,跟傳統的全輪驅動系統不同,後者通常由單一的動力系統提供驅動。每個輪子也有自己的轉向系統,可以旋轉180度,從而達到以前從未見過的靈活性水平。除普通的方向盤外,試驗臺車輛還配備一個多軸操縱桿,這使得MRV能以傳統轉向系統根本無法駕馭的方式漂移。
雖然這種移動系統不一定是人們可能在普通乘用車上看到的東西,但這種技術在采礦業等行業可能有市場,在那裡,在越野和狹小空間的精細控制和可操作性可能被證明是有用的。類似的技術也有可能部署在越野車上以供那些喜歡在艱難地形上行駛的人使用,即使是專門的四輪驅動車也不敢踏足。
隨著人類對火星探索變得越來越認真甚至有可能在未來十年向火星發送載人探測器,預計將看到更多的火星技術回到地球上的日常生活中來。