Carles Sánchez, alumne 2n Batxillerat
Amb aquest treball la meva pretensió ha estat aportar idees que puguin ser utilitzades i/o desenvolupades per aconseguir col·laborar amb la futura conquesta del planeta Mart, que s’inicia amb la missió que la NASA està preparant per al proper any 2020: Mart any 2020. Per això i pensant en el disseny d’una roda per a un vehicle que rodarà per la superfície de Mart, he treballat les característiques diferents d’aquell planeta; com ara el seu clima molt fred i la seva geologia, entre d’altres. Així mateix he hagut de conèixer nous materials per poder fabricar la roda, com ara el Kevlar, que aporta una gran resistència i durabilitat per rodar a la superfície de Mart, a més de ser un material molt lleuger.
Els motius principals que m’han portat a fer aquest treball són la meva atracció per l’espai i pel planeta Mart, interès que des de fa uns 50 anys també comparteixen els científics de les agències espacials de tot el món. En concret, hi ha un interès especial en conèixer si hi ha vida, si n’hi ha hagut o si n’hi pot haver.
La hipòtesi plantejada ha estat el disseny d`una roda per a un vehicle que pugui explorar Mart, entenent que la roda és un element bàsic per al vehicle, i donades les característiques de la superfície de Mart, es fa imprescindible trobar una roda que s’hi adapti i que tingui condicions de llarga durabilitat.
La hipòtesi plantejada ha estat el disseny d`una roda per a un vehicle que pugui explorar Mart, entenent que la roda és un element bàsic per al vehicle, i donades les característiques de la superfície de Mart, es fa imprescindible trobar una roda que s’hi adapti i que tingui condicions de llarga durabilitat.
La recerca d’informació per tal de poder assolir aquest objectiu, porta a l’estudi de diversos factors i, a partir d’aquests, a les següents conclusions.
Geològicament, Mart presenta una superfície accidentada, similar a la de la Terra però molt més rocosa. Pel que fa al clima, les temperatures a Mart són molt variades. A l’estiu es pot arribar als 20ºC a l’equador durant el dia i les nits poden arribar als -80ºC. Als pols la temperatura pot arribar fins als -143ºC.
Per tal de conèixer si hi ha vida a Mart, s’ha de tenir coneixement dels elements que componen el planeta i les diferents molècules que presenta. Les molècules més buscades pels investigadors són l’oxigen i l’aigua, ja que són indicadors que hi pot haver vida. La NASA ha dissenyat un aparell per tal d’obtenir oxigen a Mart, que s’anomena Moxie i el seu objectiu és veure si és possible obtenir oxigen a Mart per a futures missions amb astronautes.
Els vehicles de més utilitats per tal de dissenyar una roda per rodar a Mart són el Sojourner (el més antic), els bessons Spirit i Opportunity i per últim el Curiosity (el més modern) els quals pertanyen a diferents èpoques de les missions. Amb tot això, en el disseny d’una roda, interessa que la seva durabilitat sigui la màxima, per tal que les missions no es vegin interrompudes. En el cas del Rover Curiosity (l’últim en arribar a Mart fins l’actualitat), que hi va arribar l’any 2012, les rodes s’han vist fortament afectades pel terreny rocós de Mart. En canvi, les rodes de l’Oportunity estan en bon estat, quan aquest hi va arribar el 2004.
Pel que fa als materials utilitzats, fins ara s’ha estat utilitzant l’alumini i el titani i el que s’ha plantejat en aquest treball és la introducció del kevlar com a material per tal de construir la roda.
Per finalitzar, es pot concloure que la clau en la millora de les rodes és, en primer lloc, el material proposat (en aquest cas el Kevlar), a més del seu relleu i el seu pes, per tal de disminuir el seu deteriorament per fregament i la seva tracció, donades les condicions del terra rocós de Mart. El pes de la roda es pot disminuir utilitzant kevlar (un material molt més lleuger que l’alumini) i que també li dóna molta resistència i perdurabilitat. Això fa pensar que el kevlar és un material que, segurament, en un futur proper tindrà moltes aplicacions en les missions espacials.
En el futur hi ha diversos plantejaments, entre ells, no fer servir rodes per al desplaçament del vehicle, i en comptes d’això utilitzar un conjunt de barres i cables entrelligats per moure el vehicle en la direcció correcta (ja existeix un prototip desenvolupat per la NASA). Aquest tipus d’aparell és més lleuger i ocupa menys espai que una roda clàssica.
Una aportació meva ha estat la idea de la levitació diamagnètica. Amb aquest sistema, consistent en fer “levitar” la base del vehicle sobre les rodes, però sense contacte directe amb elles (utilitzant el camp magnètic dels imants i la seva atracció), ja és un fet, si bé està als seus inicis. Aquest sistema de rodament, amb la utilització del Kevlar tindria els avantatges de durabilitat i resistència de la roda, afegint que el desgast dels materials del vehicle seria més reduït, al no hi haver-hi fricció entre roda y vehicle.
Quan vaig ser al Jet Propulsion Laboratory i vaig tenir l’oportunitat de parlar amb un enginyer d’allí que ha treballat en la construcció del Curiosity, li vaig comentar si la roda podria estar coberta per kevlar i ell va dir que podria ser, i que era una possibilitat a tenir en compte, millorant la seva tracció. Per això vaig decidir afegir a la roda uns tacs que en milloren el relleu i, per tant, la seva tracció.
Per tant la meva decisió final ha estat dissenyar una roda amb una llanta d’alumini i titani, gravades amb tacs como a relleu i, tota ella, coberta de kevlar a la seva banda de rodament.
http://fdbfibras.blogspot.com.es/p/kevlar-historia-el-tereftalamida-una.html
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/kevlar/Archivos/2.htm
Quins són els requeriments per als vehicles que es desplaçaran per la superfície marciana durant l’expedició a Mart de 2020?
Deixa un comentari