NASAニティノールタイヤとは？超弾性素材の未来を要約

宇宙探査において、車輪はミッションの成否を分ける極めて重要なコンポーネントだ。

しかし、月や火星の環境は地球とは比較にならないほど過酷である。

火星探査機キュリオシティ(Curiosity)で使用されているアルミニウム製の車輪は、軽量化のために厚さがクレジットカードよりも薄い0.7mmまで削ぎ落とされている。

その結果、火星の鋭利な岩石による応力集中に耐えられず、現在では無数の穴や亀裂が生じている。

これは、金属の原子が元の位置に戻れない塑性変形を起こした結果であり、ミッションの継続に深刻なリスクをもたらす要因となっている。

一方、地球上で一般的なゴム製タイヤは、宇宙では使い物にならない。

月面では太陽光の当たる場所が120度、影になる場所がマイナス150度という極端な温度差があるからだ。

ゴムは低温下でガラス転移点を下回ると、液体窒素に浸した時のように脆くなり、粉々に砕けてしまう。

また、真空環境下では空気圧を維持するニューマチック（空気式）タイヤは破裂の危険性があるため、NASAは空気を使わず、かつ金属の強度とゴムの柔軟性を併せ持つ「魔法の素材」を必要としていた。

NASAが採用したのは、1961年に海軍武器研究所（Naval Ordnance Laboratory）で発見されたニティノールというニッケルとチタンの合金だ。

この素材の最大の特徴は、形状記憶効果と超弾性にある。