月球車如何避免在月亮上爆胎？
來源：倍可親(backchina.com)半世紀后重返月球，繼而進軍火星，幾乎等同於「重新發明車輪」。
畢竟，如果在火星上爆胎，想回地球可不是件容易的事。
「有一件事是絕對不能發生的，那就是輪胎被刺破。」法國輪胎製造商米其林（Michelin）行政總裁梅內戈（Florent Menegaux）表示。
火星的嚴苛環境，從無人探測器「好奇號」（Curiosity）的經驗可見一斑。
該探測器於2012年著陸火星，不過短短一年，它的六個硬質的鋁合金輪轂輪胎就已布滿裂痕與破洞。
至於月球，美國的阿爾忒彌斯（Artemis，阿提密斯）計劃預計最早於2027年再次將太空人送上月球。
後續的阿爾忒彌斯任務，從預計2030年執行的「阿爾忒彌斯五號」（Artemis V）開始，將使用月球車探索月球南極地區。
在1969至1972年的六次阿波羅任務中，太空人從未離開登月點超過40公里（25英里），阿爾忒彌斯計劃的太空人將行駛更遠。
「我們的目標是在10年內行駛1萬公里。」在法國中部城市克萊蒙費朗（Clermont-Ferrand）負責米其林無氣輪胎計劃的巴特（Sylvain Barthet）表示。
「這不只是短短一周的任務，我們討論的是數十年的使用壽命，」美國太空總署格倫研究中心（John Glenn Research Centre, NASA）工程師帕杜拉（Santo Padula），他來自美國俄亥俄州，擁有材料科學博士學位。
圖像來源，NASA圖像加註文字，火星的岩石表面損壞了「好奇號」的輪胎。
對任何月球科技開發者而言，一大挑戰是極端的溫差。
在月球南北兩極，氣溫可驟降至攝氏零下230 度以下 —— 那已接近絕對零度，也就是原子幾乎完全停止運動的狀態。
而這對輪胎來說，是一大難題。
「當原子不再運動時，材料就很難變形並恢復原狀。」帕杜拉解釋。
輪胎必須能夠在翻越岩石時變形，之後迅速回彈到原本形狀。
「如果輪胎永久變形，它就無法有效滾動，會導致動力損耗。」帕杜拉補充說。
此外，新一代輪胎所承載的負重，遠超阿波羅太空人當年乘坐的輕型月球車（rover）。
他指出，未來的太空任務將需要支援「更大型的科學平台與越來越大可移動的太空艙」。
而在火星上，問題將更加嚴峻，因為那裡的重力是月球的兩倍。
圖像來源，PADRAIG BELTON圖像加註文字，米其林在其月球輪胎中使用高性能塑料。
阿波羅任務時期的月球車，使用的是由鍍鋅鋼琴線編織而成的網狀輪胎，續航距離約34公里（21 英里）。
由於極端溫差與宇宙射線（cosmic rays）會分解橡膠，或令其變得像玻璃般脆弱，所以用於太空的無氣輪胎材料，主要考慮的是金屬合金與高性能塑膠。
歐洲太空總署（European Space Agency, ESA）羅莎琳·富蘭克林（Rosalind Franklin）火星任務預計於2028年發射其漫遊車至火星，該團體負責人巴格利翁（Pietro Baglion） 表示，「一般而言，這類輪胎會用金屬或碳纖維作為基礎材料。」
其中一種備受期待的材料是鎳鈦合金（Nitinol），由鎳與鈦混合而成。
「將這兩種金屬融合，就能造出一種像橡膠一樣有彈性的金屬，不論如何彎曲，都可以回彈回原來形狀。」智慧輪胎公司（The Smart Tire Company）的行政總裁科爾（Earl Patrick Cole）說。
他形容鎳鈦合金的柔韌性能是「你一生中見過最瘋狂的東西之一」。
NASA的帕杜拉亦認為，鎳鈦合金是一種具有「革命性」潛力的材料，因為它在相變過程中能吸收並釋放能量，未來甚至可能應用在加熱與冷卻系統上。
不過，米其林的巴特則傾向使用更接近高性能塑膠的物料，認為它更適合應付長距離的月球行駛需求。
圖像來源，BRIDGESTONE圖像加註文字，普利司通輪胎胎面模仿了駱駝蹄。
與此同時，普利司通（Bridgestone）則採用了一種仿生設計，靈感來自駱駝腳掌的結構。
駱駝的腳掌含有柔軟、富脂肪的墊層，能把體重分散到更大的面積上，從而避免腳陷入鬆軟的沙地。
受此啟發，普利司通設計的輪胎使用一種毛氈狀（felt-like）材料作為胎面，輪子本體則由可彎曲的金屬輻條構成。
這種結構能夠分散登月艙的壓力到更大的接觸面積上，使其在碎石與塵土中行駛時不會陷入或卡住。
目前，米其林與普利司通兩大品牌，加上美國加州的公司Venturi Astrolab，5月會在美國格倫研究中心向NASA提交輪胎技術方案。
NASA預計會在今年稍後時間作出決定——可能選定一項設計，也可能結合多項設計元素。
與此同時，米其林在法國克萊蒙（Clermont）附近的火山地形中，讓樣本月球車行駛，其鬆散火山灰地貌與月球表面相似。
普利司通則選擇在日本鳥取縣的砂丘進行測試。
巴特補充說，歐洲太空總署也正在評估歐洲是否可以自主研製探測車以執行未來的太空任務。
這項研發工作，或許將來能用於地球。
科爾在南加州大學攻讀博士期間，參加了NASA的一項創業計劃，嘗試將火星超彈性探測車輪胎技術商業化。
他計劃於今年推出的首批產品之一是鎳鈦合金單車輪胎。
每條售價約150 美元（約120英鎊），雖然比一般輪胎貴得多，但耐用度極高。
他今年亦打算開發電單車的耐用輪胎，目標市場是道路崎嶇的地區。
不過，他最大的夢想仍然是能為人類重返月球貢獻一分力。
「這樣我就能告訴我的孩子們，抬頭看看月亮，」他說，「爸爸的輪胎就在那上面。」