¿Estas ruedas de malla de alambre de NiTi estequiométricas experimentales están hechas de "aleación con memoria"? ¿Necesita funcionar a cierta temperatura?

La respuesta en términos generales es sí, pero hay un montón de advertencias.

Solía ​​trabajar aplicando aleaciones de níquel-titanio (generalmente conocidas como Nitinol) como actuadores en el campo biomédico. Antes de continuar, transmitiré el consejo real que me dio un ingeniero de aplicaciones de un proveedor líder de metales especializados: "Si puede encontrar otra forma de lograr su objetivo sin usar Nitinol, debe hacerlo. [.. .] A menudo encontramos que los modelos no son confiables y solo tenemos que probarlo y ver si funciona".

Todavía albergo un odio ardiente por este maldito metal. Estoy convencido de que me odia. No tengo idea de lo que hice para ofenderlo.

Volviendo a su pregunta: el níquel-titanio (en las proporciones correctas) es un permiso de memoria de forma (SMA), sin embargo, en esta aplicación, la propiedad SMA no se usa directamente, sino que la superelasticidad del Nitinol es lo que le da a las ruedas su resistencia para deformación.

Aquí hay un video que muestra las propiedades SMA de Nitinol:

Wikipedia tiene una muy buena definición de Nitinol y sus propiedades SMA y superelásticas:

La memoria de forma es la capacidad del nitinol para sufrir deformación a una temperatura y luego recuperar su forma original sin deformar al calentarse por encima de su "temperatura de transformación". La superelasticidad ocurre en un estrecho rango de temperatura justo por encima de su temperatura de transformación; en este caso, no es necesario calentarlo para que se recupere la forma no deformada, y el material muestra una enorme elasticidad, unas 10-30 veces mayor que la del metal ordinario.

El nitinol es un compuesto intermetálico , lo que le confiere una estructura cristalina muy regular en comparación con las aleaciones estándar. La estructura cristalina toma dos formas separadas a diferentes temperaturas, martinsítica a bajas temperaturas y austenítica a altas temperaturas. La capacidad de cambiar entre estados cristalinos es lo que le da a las aleaciones sus propiedades de memoria de forma (estoy simplificando demasiado, pero esto es lo suficientemente cerca).

La imagen a continuación muestra el ciclo de histéresis de Nitinol, nuevamente, Wikipedia tiene la mejor explicación :

Hay cuatro temperaturas de transición asociadas a las transformaciones de austenita a martensita y de martensita a austenita. A partir de la austenita completa, la martensita comienza a formarse a medida que la aleación se enfría a la llamada temperatura de inicio de martensita, o Ms, y la temperatura a la que se completa la transformación se denomina temperatura de finalización de martensita, o Mf. Cuando la aleación es completamente martensítica y se somete a calentamiento, la austenita comienza a formarse a la temperatura inicial de austenita, As, y termina a la temperatura final de austenita, Af.

La clave es que la temperatura a la que se producen la memoria de forma y la superelasticidad se puede controlar controlando con precisión la relación de níquel a titanio en la aleación y, por lo tanto, cambiando el punto de transformación martinsítica.

Esto significa que es posible crear una versión de Nitnol que muestre superelasticidad a temperatura ambiente, o incluso a 100 grados bajo cero. Por lo tanto, no se necesita calentamiento para restablecer las ruedas, ya que se podría decir que están en un estado constante de "reinicio" si la temperatura Mf está configurada correctamente.

Dicho todo esto, los cambios de temperatura en Marte son enormes, y la ventana superelástica de Nitinol está solo ~40 grados por encima de la temperatura Af. No está claro cómo los diseñadores planean mantener las propiedades superelásticas sobre los cambios de temperatura de ~150 grados en Marte. Tal vez se usaría un sistema de gestión térmica o, alternativamente, el rover podría operarse solo cuando la temperatura permitiera las condiciones óptimas para las ruedas.

Para la otra parte de tu pregunta:

Mars 2020 está destinado a ser un robot hermano de Curiosity, con la única diferencia principal que son los instrumentos. A estas alturas de la campaña de la misión, probablemente sea demasiado tarde para cambiar los componentes principales, como las ruedas, especialmente cuando el TRL ( Nivel de preparación tecnológica ) para estas nuevas ruedas probablemente sea solo alrededor de 5-6 (demostración de tecnología) en este momento.