Seltsame Reifen und Gleiter, neue Werkzeuge zur Erforschung des Mars!

Mit der rasanten Entwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie und dem Aufkommen des Konzepts der „Weltraumimmigration“ hat der Mars in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen und die Menschen träumen davon, ihn in einen zweiten Heimatplaneten zu verwandeln. Mit dem großen Ziel einer menschlichen Landung auf dem Mars entstehen in einem endlosen Strom neuer Luft- und Raumfahrttechnologien und -geräte, von denen einige ziemlich neuartig sind.

„Retro“-Reifen haben viele Vorteile

Kürzlich brachte die NASA einen neuen Radtyp für den Marsrover auf den Markt, der Weltraumfans die Augen öffnete. Zusätzlich zur regulären Rahmenstruktur im Inneren des Rades ist die gesamte Außenseite mit einem dichten Netz aus Metallringen umwickelt. Manche Leute nannten es scherzhaft einen „Kettenhemdreifen“ zur Verteidigung gegen Marsianerangriffe.

Warum hat die amerikanische Luft- und Raumfahrtindustrie dieses Rad im „mittelalterlichen Retro-Stil“ entwickelt? Tatsächlich lässt sich die Ursache des Vorfalls auf den amerikanischen Marsrover Curiosity zurückführen. Dieser „alte Mitarbeiter“, der seit 10 Jahren auf dem Mars arbeitet, kann sich seit kurzem nicht mehr bewegen. Auf den zurückgesandten Fotos ist zu erkennen, dass die Raupenreifen große Löcher und Risse aufweisen und die strukturelle Festigkeit erheblich beschädigt sein muss.

Dabei handelte es sich sicherlich nicht um einen Angriff von Marsianern, sondern die Ursache waren die rauen Bedingungen auf der Marsoberfläche. Der scharfe Schotter und das holprige Gelände waren die „Übeltäter“. Der enorme Temperaturunterschied von fast 100 Grad Celsius auf der Marsoberfläche soll zudem die Lebensdauer der Aluminiumräder von Curiosity erheblich verkürzt haben, weshalb die NASA diesen innovativen Schritt unternahm.

Bei den Reifen des neuen Mars-Rovers wurde auf Aluminium verzichtet und stattdessen eine Nickel-Titan-Legierung verwendet. Obwohl es teuer ist, wurde seine Leistung auf ein höheres Niveau gebracht. Es wird gesagt, dass der Reifen auch über eine „Memory Recovery“-Funktion verfügt. Nach einer Verformung durch äußere Krafteinwirkung kann der Reifen automatisch in seine ursprüngliche Form zurückkehren, sobald die äußere Krafteinwirkung verschwindet. Vereinfacht ausgedrückt seien die Reifen „nicht nur robust, sondern auch sehr belastbar.“

Die Hauptstruktur des neuen Rades war unerwartet und kopierte fast vollständig das Designkonzept mittelalterlicher Kettenhemden, wobei Nickel-Titan-Metallringe miteinander verbunden waren und ein dichtes Netz bildeten.

Warum ein solches Design wählen? Zunächst einmal ist die Oberflächenhaftung des „Kettenhemdreifens“ deutlich stärker als die eines Plattenreifens, so dass ein Verrutschen des Reifens weniger wahrscheinlich ist. Zweitens sorgt die spezielle Struktur dafür, dass der Reifen beim Kontakt mit der Marsoberfläche einen elastischen Aufprall erzeugt, „Weichheit nutzt, um Härte zu überwinden“ und sich so besser schützt.

Manche Leute fragen sich, ob diese „Metallnetztasche“ robust und haltbar ist. Tatsächlich analysierte das alte chinesische Militärbuch „Wubeizhi“ anschaulich die Struktur dieser Art von Kettenhemd: „Ein Ring wird gestützt und fünf Ringe werden bewacht.“ Mit anderen Worten: Die Kraft wird an einem Punkt ausgeübt, der Druck wird jedoch auf mehrere Punkte verteilt, sodass die Zuverlässigkeit weiterhin gewährleistet ist.

Schließlich verfügt die Kettenhemdstruktur über einen weiteren herausragenden Vorteil, nämlich ihren erheblichen Stop-Loss-Effekt. Aufgrund der multidirektionalen Verbindung wird die Gesamtstrukturfestigkeit durch die Beschädigung eines einzelnen Metallrings nicht weiter beeinträchtigt, wodurch der Gesamtzusammenbruch plattenartiger Materialien, wie etwa „Risse, die zu Löchern werden, und kleine Löcher, die zu großen Löchern werden“, vermieden wird. Daraus können wir ersehen, dass die Weisheit der Alten manchmal tatsächlich die realen Probleme lösen kann, mit denen die Menschen heute konfrontiert sind.

Fliegen Sie in den Himmel, um den Mars zu erkunden

So wie sich die Marserkundungsaktivitäten bis heute entwickelt haben, scheint es, dass der Marsrover, egal wie überlegen seine Leistung auch ist, nicht in der Lage ist, den Wunsch der Menschheit zu erfüllen, seine neue Heimat zu erkunden. Schließlich ist es für den Marsrover schwierig, die 100-Meter-„Grenze“ in Bezug auf die Kilometerleistung pro Stunde zu durchbrechen. Nehmen Sie als Beispiel den Marsrover Curiosity. In den zehn Betriebsjahren hat es nur eine Strecke von über 20 Kilometern zurückgelegt und wurde scherzhaft als „Lebensbahn der Schildkröte“ bezeichnet. Darüber hinaus ist das Gelände des Mars äußerst komplex. Der Mons Olympus liegt mehr als 20.000 Meter über dem Meeresspiegel und das Mariner Valley ist 7.000 Meter tief. All diese Gebiete liegen außerhalb der Reichweite des Marsrovers.

Gemäß dem Sprichwort „Die Zeit macht den Helden“ entstand das Mars-UAV und wird zur Hauptausrüstung für die zukünftige Marserkundung werden. Im vergangenen Jahr hat das US-amerikanische Drehflüglermodell Ingenuity Dutzende Testflüge auf dem Mars absolviert. Obwohl jeder Flug höchstens ein paar Minuten dauerte und nur etwa 10 Meter hoch war, war er ein Meilenstein in Sachen Technologiesprung.

Kürzlich gab es Neuigkeiten, dass die praktischere amerikanische Mars-Gleitdrohne ihren Testflug abgeschlossen hat. Eine nur fünf Kilogramm schwere Gleitdrohne soll künftig mit verschiedenen Sensoren und Kameras ausgestattet, wie ein Papierflieger gefaltet, in einem basketballgroßen Minisatelliten verstaut und zum Mars fliegen. Nach dem Loslassen wird es automatisch seine Flügel und seinen Rumpf ausfahren und dann die durch den Temperaturunterschied auf der Marsoberfläche gebildete Konvektionsschicht nutzen, um lange Zeit wie ein großer Vogel frei am Marshimmel zu fliegen, und seine „Adleraugen“ werden beginnen, die geheimnisvolle Erde abzusuchen.

Nach Angaben von US-Forschern und Testern soll die Mars-Gleiterdrohne sechs Stunden in der Luft bleiben und eine Reichweite von mehr als 1.000 Kilometern haben. Noch interessanter ist, dass es sich bei diesem „großen Vogel“ möglicherweise nicht um ein Einwegprodukt handelt. Gleichzeitig wird das Designteam auch ein „Vogelnest“ zum Mars schicken. Dabei handelt es sich um einen riesigen, luftgestützten Ballon, der es der Mars-Gleitdrohne ermöglicht, zu verweilen und anzudocken, während sie auf die beste Windzeit und -richtung für die nächste Flugmission wartet.

Einwanderungspionier „Optimus Prime“

Tatsächlich sind sie, egal ob Marsrover oder Mars-Raumschiff, in diesem Stadium hauptsächlich für Aufgaben wie Bildübertragung und Spektralanalyse verantwortlich, die den Menschen immer die Illusion vermitteln, dass „das Sehen falsch ist“. Gibt es auf dem Mars neue Geräte, die das Einfühlungsvermögen der Menschen steigern und sie zu mehr Aufgaben befähigen können? In der Fantasie scheinen die Menschen Hoffnung zu sehen, wie zum Beispiel in dem künstlichen Intelligenzroboter „Optimus Prime“, der vor nicht allzu langer Zeit enthüllt wurde.

Vielleicht wird in naher Zukunft plötzlich ein Team humanoider Besucher auf dem Mars erscheinen – die Marserkundungsversion von „Optimus Prime“. Ihre „Haut“ besteht aus Solarmodulen und ihre Körper sind mit verschiedenen Erkundungs-, Scan-, Test- und Sammelgeräten sowie umfassenden Analysesystemen ausgestattet. Sie bewegen sich in verschiedene Richtungen und können, wohin sie auch blicken, 3D-Karten des Mars zeichnen, die elementare Zusammensetzung des Bodens analysieren, indem sie darauf treten, die Existenz von Eis spüren, indem sie ihre Arme in den Boden stecken, und Metalladern finden, indem sie Kies im Maul kauen. Sie können sogar auf den Gipfel des Olympus Mons klettern und den Menschen „den Mars zu Füßen“ zeichnen … Genauso machen sie Jahr für Jahr keine Pause und essen und trinken nicht, bis sie das letzte Puzzleteil der Marserkundung fertiggestellt haben.

Wissen Sie, die Anfangsphasen der Einwanderungsgeschichte der Erde waren im Allgemeinen voller Not und Tod. Wie können Menschen also die „Todpionierzeit“ vermeiden, wenn sie zum Mars migrieren, einem Ort, der weiter entfernt ist und eine rauere Umwelt aufweist?

Eigentlich besteht kein Grund zur Sorge, denn der technologische Fortschritt kann die Opferzahlen oft verringern. Vielleicht werden schon Jahrzehnte vor der groß angelegten Migration der Menschheit zum Mars Millionen von Marspionieren, die sogenannten „Optimus Prime“, als Erste dort eingetroffen sein, alle möglichen Rohstoffe abbauen, Dinge des täglichen Bedarfs herstellen, Systeme zur Wasserversorgung und Sauerstoffproduktion aufbauen und sogar unterirdische Städte mit Gebäuden, Gärten und Krankenhäusern errichten. Bis dahin hat der Mars möglicherweise sein einst barbarisches „Temperament“ geändert und bietet nun eine bezaubernde Szene einer blühenden menschlichen Zivilisation.

Wenn die erste Gruppe menschlicher Einwanderer das Raumschiff verlässt und die Errungenschaften der Roboter auf dem Mars sieht, frage ich mich, ob irgendjemand ausrufen wird: „Oh mein Gott! Sind wir die Herren des Mars oder sind wir nur Gäste?“

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