奇妙なタイヤとグライダー、火星探査のための新しいツール！

近年、航空宇宙技術の活発な発展と「宇宙移民」という概念の台頭により、火星は大きな注目を集めており、人々は火星を第二の故郷の惑星にすることを夢見ています。人類が火星に着陸するという壮大な目標を掲げ、新たな航空宇宙技術や機器が次々と登場しており、その中にはかなり斬新なものもある。

「レトロ」タイヤには多くの利点がある

最近、NASAは火星探査車用の新型ホイールを発表し、宇宙ファンの目を開かせた。ホイール内部の通常のフレーム構造に加え、外側全体が金属リングの密なメッシュで包まれています。火星人の攻撃から身を守るために、冗談でこれを「鎖かたびらタイヤ」と呼ぶ人もいました。

アメリカの航空宇宙産業はなぜこの「中世のレトロスタイル」のホイールを開発したのでしょうか?実際、この事故の原因はアメリカの火星探査車「キュリオシティ」にまで遡ることができる。火星で10年間働いてきたこの「老いた従業員」は、最近動けなくなってしまった。返送された写真を見ると、履帯タイヤに大きな穴や亀裂が生じており、構造強度が著しく損なわれていることがわかる。

これは明らかに火星人による攻撃ではなく、火星表面の過酷な環境によって引き起こされたものでした。鋭い砂利と凸凹した地形が「犯人」だった。火星表面の100度近い大きな温度差もキュリオシティのアルミホイールの寿命を大幅に縮めたと推定されており、NASAはこの革新的な措置を講じた。

新しい火星探査車のタイヤはアルミニウム素材を放棄し、代わりにニッケルチタン合金を使用しました。高価ではありますが、性能はより高いレベルに引き上げられています。タイヤには「記憶回復」機能も備わっているという。タイヤは外力によって変形した後、外力がなくなると自動的に元の形状に戻ります。簡単に言えば、このタイヤは「丈夫なだけでなく、非常に耐久性も高い」のです。

新しい車輪の主な構造は予想外のもので、ニッケルチタンの金属リングが互いに接続されて厚いメッシュを形成するという中世の鎖かたびらのデザインコンセプトをほぼ完全にコピーしたものです。

なぜこのようなデザインを採用するのでしょうか?まず、「チェーンメールタイヤ」の表面の接着力はプレートタイヤに比べて断然強いので、タイヤが滑る可能性は低くなります。第二に、特殊な構造により、タイヤが火星の表面に接触したときに弾性衝突を形成し、「柔らかさで硬さを克服」し、タイヤ自体をよりよく保護します。

この「金属ネットバッグ」は丈夫で耐久性があるのだろうかと疑問に思う人もいるのではないでしょうか。実際、古代中国の軍事書『五帯志』では、このタイプの鎖帷子の構造を「一つの輪が支え、五つの輪が守る」と鮮明に分析している。つまり、1 点に力が加わり、複数の点で圧力が共有されるため、信頼性は保証されます。

最後に、チェーンメール構造には、大きなストップロス効果というもう一つの優れた利点があります。多方向の接続により、単一の金属リングの損傷が全体の構造強度を継続的に低下させることがなくなり、「亀裂が穴に変わり、小さな穴が大きな穴に変わる」などの板状材料の全体的な崩壊を回避できます。このことから、古代人の知恵は、現代の人々が直面している現実の問題を実際に解決できる場合があることがわかります。

火星を探査するために空を飛ぶ

火星探査活動が今日まで発展してきたが、火星探査車の性能がいかに優れていても、人類の新しい故郷を探索したいという欲求を満たすことはできないようだ。結局のところ、火星探査車が時速100メートルの「壁」を突破するのは難しい。火星探査車キュリオシティを例に挙げてみましょう。運行開始から10年で移動距離は20キロ余りに過ぎず、冗談めかして「亀の生涯軌道」と呼ばれていた。さらに、火星の地形は極めて複雑です。オリンポス山は海抜2万メートル以上、マリナー渓谷は水深7,000メートルで、いずれも火星探査機の到達範囲外にある。

「英雄は時代によって作られる」ということわざの通り、火星無人機が誕生し、将来の火星探査の主力装備となるでしょう。過去1年間で、米国の回転翼航空機「インジェニュイティ」は火星で数十回の試験飛行を完了した。飛行時間はせいぜい数分で、高度も10メートル程度だったが、これは技術の飛躍における画期的な出来事だった。

最近、より実用的なアメリカの火星滑空ドローンが試験飛行を完了したというニュースがありました。将来的には、重さわずか5キロの滑空ドローンにさまざまなセンサーやカメラを搭載し、紙飛行機のように折り畳んでバスケットボール大の小型衛星に収納し、火星まで飛行することになる。放出された後、自動的に翼と胴体を展開し、火星表面の温度差によって形成された対流層を利用して、大きな鳥のように火星の空を長時間自由に飛び回り、「鷲の目」で神秘的な地球をスキャンし始めます。

米国の研究者や試験者によると、火星グライダードローンは空中に6時間滞在し、1,000キロメートル以上の航続距離を持つと予想されている。さらに興味深いのは、この「大きな鳥」は使い捨ての消耗品ではないかもしれないということです。設計チームは同時に「鳥の巣」も火星に送る予定だ。これは、火星の滑空ドローンが留まってドッキングし、次の飛行ミッションに最適な風の時間と方向を待つことができる巨大な空中滞空気球になります。

移民の先駆者「オプティマスプライム」

実際、火星探査車にしろ火星宇宙船にしろ、現段階では主に画像伝送やスペクトル分析といった作業を担当しており、常に人々に「見ることは偽りである」という錯覚を与えている。火星には、人々に共感を与え、より多くのタスクを実行できるようにする新しい機器はありますか?ファンタジーの中に、少し前に公開された人工知能ロボット「オプティマスプライム」のように、人々は希望を見ているようだ。

おそらく近い将来、火星に突然、人型の訪問者のチームが現れるだろう。火星探査版の「オプティマスプライム」だ。彼らの「皮膚」はソーラーパネルであり、その体にはさまざまな探査、スキャン、テスト、収集機器、総合分析システムが搭載されています。彼らはさまざまな方向に移動しており、どこを見ても火星の3D地図を描き、土を踏んでその元素組成を分析し、腕を地面に差し込んで氷の存在を感知し、口の中で砂利を噛んで金属の鉱脈を見つけることができます。彼らはオリンポス山の頂上に登り、人類のために「足元に火星」を描くことさえできる...このように、彼らは火星探査のパズルの最後のピースを完成させるまで、何年も休むことも、食べることも、飲むこともしません。

ご存知のとおり、地球の移民の歴史の初期段階は、概して困難と死に満ちていました。では、人類はより遠く、より厳しい環境にある火星に移住する際に、どうすれば「死の開拓時代」を避けることができるのでしょうか?

実際のところ、技術の進歩によって犠牲が軽減されることも多いので、あまり心配する必要はありません。おそらく人類が大規模に火星に移住する数十年前に、何百万もの火星の開拓者「オプティマスプライム」が最初に火星に到着し、あらゆる種類の資源を採掘し、日用品を製造し、給水および酸素製造システムを確立し、さらには建物、庭園、病院を備えた地下都市を建設するでしょう。その頃には、火星はかつての野蛮な「気質」を変え、繁栄した人類文明の魅力的な光景を呈しているかもしれない。

最初の人類移民グループが宇宙船から降り立ち、火星でのロボットの成果を目にしたとき、誰かが「おやまあ！私たちは火星の支配者なのか、それとも客なのか？」と叫ぶだろうか。

この記事の表紙画像は著作権ライブラリからのものであり、複製は許可されていません。