Die Rückkehr zum Mond nach fünf Jahrzehnten und die anschließende Reise zum Mars stellen eine große technologische Herausforderung dar: das Rad für extraterrestrische Umgebungen neu zu erfinden.
Die großen Entfernungen machen einen einfachen Platten zum kritischen Ausfall. „Ein platten Reifen ist inakzeptabel“, betont Florent Menegaux, CEO von Michelin.
Die harten Marsbedingungen sind gut dokumentiert, wie der Curiosity-Rover beweist. Innerhalb eines Jahres nach seiner Landung im Jahr 2012 wiesen seine Aluminiumräder erhebliche Schäden durch Löcher und Risse auf.
Die Artemis-Missionen zielen darauf ab, Astronauten bis 2027 zum Mond zurückzubringen, wobei spätere Missionen einen Mondrover zur Erkundung des Südpols verwenden, beginnend mit Artemis V im Jahr 2030.
Diese Artemis-Missionen werden die Mondforschung erheblich erweitern und die begrenzte Reichweite der Apollo-Missionen von 40 km übersteigen.
„Das Ziel ist es, in 10 Jahren 10.000 Kilometer zurückzulegen“, erklärt Sylvain Barthet, Leiter des lunaren luftlosen Radprogramms von Michelin.
„Wir sprechen nicht von kurzen Missionen; wir sprechen von jahrzehntelangem Betrieb“, fügt Dr. Santo Padula, NASA-Ingenieur am John Glenn Research Centre, hinzu.
Eine große Hürde sind die extremen Temperaturschwankungen auf dem Mond, die an den Polen auf unter -230 °C sinken – und sich dem absoluten Nullpunkt nähern, bei dem die atomare Bewegung aufhört. Dies beeinträchtigt die Reifenleistung erheblich.
„Ohne atomare Bewegung werden Materialverformung und -rückgewinnung extrem schwierig“, erklärt Dr. Padula.
Reifen müssen sich über Hindernisse verformen und ihre Form für ein effizientes Abrollen wiedererlangen. Eine bleibende Verformung führt zu Leistungsverlust.
Darüber hinaus werden zukünftige Rover schwerere Nutzlasten tragen, darunter „größere wissenschaftliche Plattformen und mobile Habitate“, was die Anforderungen an die Reifentechnologie erhöht.
Die Herausforderung ist auf dem Mars mit seiner doppelten Mondanziehungskraft noch größer. Die Mondrover von Apollo verwendeten verzinkten Klavierdraht mit einer begrenzten Reichweite von 34 Kilometern.
Angesichts der schädlichen Auswirkungen extremer Temperaturen und kosmischer Strahlung auf Gummi sind Metalllegierungen und Hochleistungskunststoffe die führenden Kandidaten für luftlose Weltraumreifen.
„Im Allgemeinen werden metallische oder kohlenstofffaserbasierte Materialien verwendet“, bemerkt Pietro Baglion, Teamleiter der ESA-Mission des Rosalind-Franklin-Marsrovers.
Nitinol, eine Nickel-Titan-Legierung, ist vielversprechend. „Es ist ein gummiartiges Metall mit außergewöhnlicher Flexibilität und Formgedächtnis“, sagt Earl Patrick Cole, CEO von The Smart Tire Company.
Dr. Padula bezeichnet Nitinol als „revolutionär“ und hebt seine Fähigkeit zur Energie absorption und -freisetzung hervor, die möglicherweise den Heiz- und Kühlbedarf adressiert.
Barthet von Michelin glaubt jedoch, dass ein Hochleistungskunststoff für Langstreckenreisen auf dem Mond besser geeignet sein könnte.
Der biomimetische Ansatz von Bridgestone ahmt Kamelpfoten ab und verwendet ein filzartiges Material und flexible Metallspeichen, um das Gewicht zu verteilen und ein Einsinken in den Mondregolith zu verhindern.
Michelin und Bridgestone präsentieren zusammen mit Venturi Astrolab diesen Monat ihre Reifentechnologien der NASA. Eine Entscheidung wird noch in diesem Jahr erwartet.
Michelin testet seine Reifen in vulkanischem Gelände, während Bridgestone Japans Tottori-Sanddünen für Simulationen verwendet.
Die ESA untersucht die Möglichkeit einer unabhängigen europäischen Roverentwicklung. Die Forschung hat terrestrische Anwendungen.
Die Arbeit von Dr. Cole an der Reifentechnologie für Marsrover führt zu kommerziellen Anwendungen, darunter in diesem Jahr Nickel-Titan-Fahrradreifen.
Diese langlebigen Reifen kosten etwa 150 US-Dollar und sind für Motorradianwendungen in schwierigem Gelände vorgesehen.
Letztendlich konzentriert sich sein Ehrgeiz darauf, zur Rückkehr der Menschheit zum Mond beizutragen: „Ich möchte meinen Kindern sagen: ‚Schaut auf den Mond – Papas Reifen sind da oben!‘“
Die USA haben derzeit keine Hochgeschwindigkeitszugverbindungen, aber zwei befinden sich im Bau und weitere sind geplant.
Die geplanten Entlassungen bedeuten, dass der japanische Autohersteller im vergangenen Jahr etwa 15 % seiner Belegschaft abgebaut hat.
Chinesische Online-Händler hatten sich zuvor auf die „de-minimis“-Schlupflöcher verlassen, um niedrigwertige Artikel in die USA zu versenden.
Während der Präsident nach Saudi-Arabien, Katar und die VAE reist, möchte er, dass diese mehr aus den Staaten kaufen.
Das Raumfahrzeug, das 1972 auf einer Mission zur Venus gestartet wurde, umkreiste die Erde über fünf Jahrzehnte lang.