top of page
  • תמונת הסופר/תEfrat Barak

אופניים ממאדים וחומר עם זיכרון צורני

בהרצאה שעשיתי בכנס השנתי של HIT לפני כשנתיים, דיברתי על רכב החלל של נאסא, Curiosity (סקרנות), אשר שוגר למאדים בשנת 2011 ומשוטט שם עד היום. הרכב הזה מצליח לשרוד הרבה מעבר לשנתיים שהקצו במקור למשימתו, אבל חלק אחד ברכב התגלה מהר מאוד כבעייתי - הגלגלים. בשל טוואי השטח הקשה על פני מאדים, התברר כי הגלגלים, העשויים מאלומיניום, נשחקו הרבה יותר מהר מהצפוי. הסלעים של מאדים ממש יצרו בהם חורים, והתעורר חשש שהרכב יתקע במקום לפני סיום המשימה.


כדי לשמר את הגלגלים נאסא החליטו לשנות את אסטרטגית הנסיעה של הרכב, כך שעיקר הנסיעה יתבצע רק על פני שטח רכים וכך התאפשר להמשיך את המשימה אפילו עד היום. במקביל, כדי לאפשר משימות חלל על פני שטח מאתגרים כמו האיזורים הסלעיים של מאדים, צוות ההנדסה של נאסא המשיך לעבוד על פיתוח הגלגלים. הפיצוח הגיע כאשר יחד עם מדעני חומרים, הם החליטו לפתח גלגל אשר בנוי ממעין רשת מתכת קפיצית, חלולה מבפנים. הקפיצים עשויים מסגסוגת מתכתית בעלת זיכרון צורני (SMA) המורכבת מניקל וטיטיניום ונקראת ניטינול (NiTinol). מה שמיוחד בסגסוגת הזאת הוא שיש לה זיכרון צורני וסופר אלסטיות. כלומר, הסגסוגת יודעת לשמר ולחזור לצורתה גם לאחר כיפופים ולחצים חוזרים. אפשר להגיד ששוב המציאו את הגלגל מחדש (סליחה, לא התאפקתי) והחידוש הגדול הוא שמדובר על גלגל ללא מילוי אוויר, שאינו נתקל בפנצ'רים ושומר על האלסטיות והשימושיות שלו בתנאים קשים מאוד בלי צורך בתיקונים. הפיתוח כמובן עורר את הדמיון ליישומים אפשריים של גלגלים ללא אוויר גם על פני כדור הארץ, וכך הוקמה בשנת 2020 The SMART Tire Company (STC) כחלק מתוכנית היזמות FedTech של NASA.


מימין: גלגל הניטינול שפותח עבור רכב החלל. מרכז ושמאל: אבי טיפוס של גלגל ניטינול עבור אופניים. הצילומים באדיבות The SMART Tire Company


לפני כשבוע אחד היישומים הללו, צמיג אופניים ללא אוויר, הוכרז כזמין מסחרית. כמעט, אסביר בהמשך. בהתבסס על טכנולוגיית ה-SMA המקורית של נאסא הצמיג החדש מכיל קפיץ מסגסוגת NiTinol (ניקל-טיטניום) בעלת זיכרון צורני עם אלסטיות וחוזק כמו של גומי, ומכוסה בגומי פולימרי בעל עמידות גבוהה במיוחד. לפי הפרסומים הצמיג החדש משתמש בכ-50% פחות גומי מצמיג מסורתי ומתוכנן לעמידות 'לכל החיים', כאשר פנצ'רים לא משפיעים על תפקודו היות ועיקר הפונקציונליות שלו מבוססת של הסגסוגת המתכתית. מעבר לכך שצמיג כזה יחסוך את הטרחה של תיקון פנצ'רים ונסיעות שנקטעות בגללם, הטכנולוגיה המבוססת על חומר חדשני מציעה צמצום של צריכת צמיגים שמהווים פסולת קשה מאוד למחזור. הצמיג החדש עדיין יקר יחסית לצמיגים סטנדרטיים, אבל בטח יתאים למי שרוכב הרבה. קמפיין קיקסטארטר עבור הצמיגים רץ בימים אלה. ניתן גם להכנס לרשימת ההמתנה באתר החברה, שאגב, כבר עובדת גם על פיתוח של צמיגים דומים עבור קורקינטים ורכבים ממונעים.


אסטרו-אופניים 'ממאדים'. צילום באדיבות The SMART Tire Company


ה-Verge עשו סרטון נהדר שמסביר על הפיתוח המקורי, המחקר והיישומים לאורך השנים של ניטינול וגם כתבה מפורטת על הפיתוח הנוכחי.


גרסאות שונות של גלגל האופניים מתוך שלבי הפיתוח. הצילומים באדיבות The SMART Tire Company



 

רוצים לגלות עוד על חדשנות בחומרים? מוזמנות ומוזמנים להירשם לניוזלטר לקבלת עידכונים על כל הנעשה בתחום, להכיר, ליצור קשר ולקבל מידע על שירותי הייעוץ, המחקר וההרצאות.

Comments


bottom of page