NASA testează roți revoluționare pentru viitoarea bază lunară

Pe măsură ce NASA avansează cu planurile pentru stabilirea unei baze lunare permanente, mobilitatea la suprafață devine un element critic pentru succesul misiunilor. Capacitatea echipajelor umane și a sistemelor robotice de a parcurge distanțe mari pe terenul accidentat al Lunii depinde în mod direct de tehnologia roților. Pentru a accelera dezvoltarea acestor capacități, NASA a lansat provocarea „Rock and Roll with NASA”, invitând inovatori din întreaga lume să proiecteze și să construiască următoarea generație de roți pentru roverele lunare.

Competiția a atras un interes global masiv, cu 128 de propuneri venite din 49 de țări. Dintre acestea, doar cinci echipe au reușit să ajungă în faza finală, desfășurată pe 31 iulie la Centrul Spațial Johnson din Houston. Obiectivul a fost clar: crearea unor roți ușoare, durabile și scalabile, capabile să susțină operațiuni de lungă durată în condițiile extreme ale mediului lunar. Designurile trebuiau să fie suficient de flexibile pentru a absorbi impacturile, să mențină tracțiunea la viteze ridicate și să reziste la uzura abrazivă a regolitului lunar.

Importanța mobilității în explorarea spațială

Ed Herrera, inginer în robotică la Centrul Johnson și co-lider al proiectului, a subliniat importanța strategică a acestor teste. Fiecare kilometru suplimentar pe care un rover îl poate parcurge în siguranță extinde aria de explorare științifică și posibilitățile de construire a infrastructurii. În prezent, NASA utilizează prototipuri terestre pentru a valida tehnologiile de mobilitate, în timp ce vehiculele destinate efectiv Lunii vor fi livrate prin inițiativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS).

Pentru acest test specific, roțile prototip au fost montate pe MicroChariot, un rover de testare de 45 de kilograme. Acesta a fost pus la încercare în „Rock Yard” (Curtea cu Roci) a Centrului Johnson, un teren care simulează diversele tipuri de relief întâlnite pe Lună. Utilizarea crowdsourcing-ului (externalizarea către public) a oferit NASA șansa de a privi dincolo de abordările tradiționale ale ingineriei aerospațiale, explorând soluții neconvenționale care ar putea fi adaptate pentru viitoarele misiuni pe Lună și, eventual, pe Marte.

Cinci viziuni tehnologice diferite

Diversitatea soluțiilor prezentate a fost remarcabilă, fiecare echipă abordând provocarea dintr-un unghi diferit. Prima soluție, „HTR Variable Flex Lunar Wheel”, creată de Hellenic Technology of Robotics SA din Grecia, utilizează un sistem intern complex care permite variația rigidității roții în funcție de teren și de nevoile vehiculului. Această tehnologie a fost adaptată după un deceniu de cercetare în domeniul roților terestre.

Echipa Hyperbola a prezentat „Hiper Wheel”, un design care folosește cabluri tensionate și o structură ondulată. Aceasta oferă un comportament similar unui arc, permițând roții să se flexeze fără a depinde de spițele radiale tradiționale. Pe de altă parte, Huff Helo Inc. a propus „Huff Helo Flexible Titanium Wheel”, realizată din tablă de titan formată, care servește atât ca structură, cât și ca element de suspensie. Deși extrem de rezistentă, testele au arătat că rigiditatea sa ridicată a făcut ca roverul să sară peste unele obstacole în loc să se muleze pe teren.

O abordare inedită a venit din partea echipei Payne Aviation, formată din Deborah și Craige Payne. Designerul, de profesie mecanic de aviație, a combinat principiile pneumatice cu elemente din designul anvelopelor auto timpurii. În final, conceptul câștigător, „Scotch Pad Tyres”, a fost creat de inginerul mecanic australian Daniel Bloomfield și fiul său, Isaac. Prototipul lor folosește o structură bazată pe Nomex (un material rezistent la flăcări și temperaturi extreme) susținută de un butuc de aluminiu. Materialul moale permite deformarea în jurul obstacolelor, în timp ce un strat exterior de epoxid și corindon asigură o tracțiune superioară.

Provocările terenului lunar și viitorul testelor

Testele din Rock Yard au demonstrat clar de ce diferite tipuri de teren necesită abordări tehnice specifice. Materialele afânate afectează tracțiunea, în timp ce rocile și pantele abrupte pun presiune pe stabilitatea vehiculului. Pe măsură ce explorarea lunară se va extinde, vor fi necesare vehicule cu combinații variate de viteză, capacitate de încărcare și durabilitate.

Lucien Junkin, co-lider al proiectului, a explicat că această provocare a adus idei proaspete din afara industriilor tradiționale, ajutând NASA să identifice tehnologii potrivite pentru operațiuni de suprafață pe termen lung. Următoarea fază a evaluării ar putea include teste în camerele de vid termic ale Centrului Johnson, pentru a vedea cum reacționează roțile la praful lunar fin (regolit), la vidul spațial și la temperaturile extreme care variază drastic între zi și noapte pe Lună.

Inginerii intenționează, de asemenea, să evalueze aceste designuri pe distanțe mult mai mari și la scări diferite, pentru a vedea cum se comportă sub sarcini mai grele. Mobilitatea rămâne „cheia pentru tot ceea ce dorim să facem pe Lună”, iar avansarea tehnologiei roților este motorul care va permite umanității să exploreze necunoscutul mai departe ca niciodată.