A mística de Marte tem sido estudada há séculos. O quarto planeta a partir do Sol lembra um rico deserto vermelho, com uma superfície acidentada e desafiadora para atravessar. Embora várias missões robóticas tenham pousado em Marte, a NASA explorou apenas 1% de sua superfície. Em preparação para futuras missões humanas e robóticas ao Planeta Vermelho, a NASA concluiu recentemente testes rigorosos de rovers em um terreno simulado de Marte, apresentando a revolucionária tecnologia de pneus de mola com liga de memória de forma, desenvolvida no Glenn Research Center, em Cleveland, em parceria com a Goodyear Tire & Rubber.
Os rovers — robôs móveis que exploram superfícies lunares ou planetárias — precisam estar equipados com pneus adequados para os ambientes que irão explorar. Como Marte possui uma superfície irregular e rochosa, pneus duráveis são essenciais para a mobilidade. Os pneus de mola com liga de memória de forma (SMA, na sigla em inglês) tornam isso possível.
Ligas de memória de forma são metais capazes de retornar à sua forma original após serem dobrados, esticados, aquecidos e resfriados. A NASA utiliza essas ligas há décadas, mas sua aplicação em pneus é um conceito relativamente novo.
“Somos um dos líderes mundiais no Glenn em trazer a ciência e a compreensão de como alterar as composições das ligas, como modificar o processamento do material e como modelar esses sistemas de forma a controlar e estabilizar os comportamentos para que possam ser realmente aplicados em situações reais,” disse o Dr. Santo Padula II, engenheiro de pesquisa de materiais do Glenn Research Center da NASA.

Padula e sua equipe testaram várias aplicações para ligas de memória de forma (SMAs), mas sua percepção sobre as possibilidades para pneus surgiu devido a um encontro casual.
Ao sair de uma reunião, Padula encontrou Colin Creager, engenheiro mecânico do Glenn Research Center da NASA, que não via há anos. Creager aproveitou a oportunidade para falar sobre seu trabalho no Laboratório de Operações Simuladas Lunares (SLOPE) da NASA Glenn, que pode simular as superfícies da Lua e de Marte para ajudar cientistas a testar o desempenho de rovers. Ele levou Padula ao laboratório, onde este imediatamente notou os pneus de mola, que na época eram feitos de aço.
Padula comentou: “No momento em que vi o pneu, perguntei: vocês não estão tendo problemas com a plastificação?” Plastificação refere-se à deformação irreversível de um metal, o que pode levar a danos ou falhas no componente.
“Colin me disse: ‘Esse é o único problema que não conseguimos resolver.’” Padula continuou: “Eu respondi: Tenho a solução para vocês. Estou desenvolvendo uma nova liga que resolverá isso. E foi assim que os pneus de SMA começaram.”
A partir daí, Padula, Creager e suas equipes uniram forças para melhorar os pneus de mola existentes da NASA com um material revolucionário: ligas de níquel-titânio com memória de forma (SMA). Esse metal pode suportar deformações extremas sem sofrer danos permanentes, permitindo que os pneus retornem à sua forma original, mesmo após impactos rigorosos, algo que não é possível com metais convencionais usados em pneus de mola.
Desde então, a pesquisa avançou significativamente. No outono de 2024, equipes do Glenn Research Center viajaram para a Airbus Defence and Space, em Stevenage, Reino Unido, para testar os inovadores pneus de mola com SMA da NASA. Os testes ocorreram no Airbus Mars Yard, uma instalação fechada projetada para simular as condições adversas do terreno marciano.
“Fomos lá com a equipe, levamos nosso sistema de rastreamento de movimento e realizamos diferentes testes subindo e descendo ladeiras,” disse Creager. “Fizemos muitos testes em terrenos inclinados sobre rochas e areia, focando na estabilidade, algo que nunca tínhamos testado antes.”
Durante os testes, os pesquisadores monitoraram os rovers enquanto as rodas passavam sobre rochas, observando cuidadosamente o deslocamento dos pneus, possíveis danos e deslizamentos em descidas. Deslizamentos e deslocamentos eram esperados, mas foram mínimos, e os testes atenderam todas as expectativas. Os pesquisadores também coletaram dados sobre estabilidade, manobrabilidade e a capacidade de atravessar terrenos rochosos.
Enquanto a NASA continua a avançar nos sistemas para exploração do espaço profundo, o programa de Atividade Extraveicular e Mobilidade de Superfície Humana da agência recrutou Padula para pesquisar novas formas de melhorar as propriedades das SMAs para pneus de rovers futuros e outras aplicações potenciais, incluindo ambientes lunares.
“Meu objetivo é estender a capacidade de temperatura operacional das SMAs para aplicações como pneus e explorar a aplicação desses materiais para proteção de habitats,” disse Padula. “Precisamos de novos materiais para ambientes extremos que possam fornecer absorção de energia para impactos de micrometeoritos que ocorrem na Lua, possibilitando, por exemplo, estruturas habitacionais para grandes números de astronautas e cientistas que irão trabalhar na Lua e em Marte.” Os pesquisadores afirmam que os pneus de mola com liga de memória de forma são apenas o começo.