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聽說月球上月塵非常細小而且銳利,而月球溫差特別大,月球車需要在月球上執行很長時間,經歷各種地況,不知道用什麼樣的輪胎比較合適?
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  • 1 # 航天小生張偉

    不論是月球車還是火星車,車輪的材質都不是普通車輪一樣的橡膠材質,因為月球晝夜溫差達到200攝氏度以上,火星在遠日點的晝夜溫差也能達到100攝氏度以上,巨大的溫差會造成橡膠材質加速老化。鑑於此,月球車和火星車基本都採用金屬材質的輪胎,金屬材質的輪胎不僅對巨大溫差的耐受性更好,而且網狀或片狀的設計也比傳統橡膠輪胎更輕,對月球車或者火星車的重量控制更有利。

    上圖是美國阿波羅11號的月球車,從圖中可以看到輪胎整體結構是金屬編織的網狀,這種網紋狀輪胎在保持支撐和抓地力的前提下還具有一定的緩震效果。有意思的是當時阿波羅15號登月成功後,航天員在月球上拍攝的月球車照片引起了巨大的爭議,因為照片中的輪胎看起來更是橡膠材質做成的,很多人以此為藉口懷疑登月的真實性,加之美國固特異公司曾經參與過月球車輪胎的開發專案,大肆宣傳這個事情,使很多人相信美國用了神秘的“黑科技”將橡膠輪胎搬上了月球。

    上圖是中國的玉兔號月球車,車輪是由鈦合金編織篩網和耐磨的鋁基複合材料棘爪組成,這樣“篩網輪”樣式的車輪不僅輕便,而且一邊行駛一邊可以把沙子漏掉,適合在鬆軟的月球土壤上行駛。

    上圖是美國核動力火星車好奇號的車輪圖片,車輪是由片狀的鋁材質制構成,這種結構與金屬網狀不同,主要考慮到承載好奇號近一噸的重量和火星上更為複雜的地貌,車輪中間有開洞方便土壤、沙子和小石塊漏出。2014年,好奇號的車輪在經過火星尖銳的岩石摩擦後出現了破損孔洞,也證明了這樣片狀的鋁製金屬材質輪胎不是萬全之策,在長期使用之後如果出現大面積破損,可能造成火星車移動功能喪失。

    綜上所述,現在,不論是月球車還是火星車,輪胎的材質都是金屬材質。NASA已部署下一代火星車的輪胎研發,未來月球車或者火星車將很可能使用具有形狀記憶特點的鎳鈦合金代替現有的輪胎。我們也不排除未來會有使役效能更好的複合材料用於月球或者火星車輪胎製造。

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