Die NASA testete am 31. Juli 2026 fünf vorläufige Raddesigns für Fahrzeuge zur Erkundung des Mondes. Dies geschah im Rahmen der Abschlussphase der Herausforderung Rock and Roll with NASA, die 128 Einreichungen aus 49 Ländern anzog. Die Tests fanden auf dem Felsenparcours des Johnson Space Center in Houston statt. Dabei kam das 45 Kilogramm schwere Testfahrzeug MicroChariot zum Einsatz.
Die Herausforderung war Teil der Bemühungen der NASA, die Fortbewegungsmöglichkeiten auf der Mondoberfläche weiterzuentwickeln, während sie sich auf den Aufbau einer Mondbasis und die Ausweitung des Einsatzes von Besatzungen und Robotersystemen vorbereitet. Die Behörde konzentrierte sich auf leichte, robuste und skalierbare Räder, die Stöße absorbieren, bei höheren Geschwindigkeiten den Halt bewahren und der rauen Mondumgebung standhalten können.
Verschiedene Designs für ein Problem
Die fünf Modelle zeigten unterschiedliche technische Ansätze, statt auf ein einheitliches Design zu setzen. Das Unternehmen Hellenic Technology of Robotics SA entwickelte das Rad HTR Variable Flex Lunar Wheel mit einem internen System, das die Steifigkeit des Rades je nach Gelände und den Anforderungen des Fahrzeugs verändert. Dabei stützte es sich auf eine Technologie, die das Unternehmen seit etwa zehn Jahren für Räder auf der Erde entwickelt hatte.
Das Hiper Wheel des Unternehmens Hyperbola verwendet gespannte Kabel und eine gewellte Struktur, die ihm ein federndes Verhalten verleiht und es ermöglicht, sich ohne herkömmliche Speichen zu biegen. Huff Helo Inc. präsentierte das Huff Helo Flexible Titanium Wheel, das aus geformten Titanblechen besteht, die zugleich als Struktur und Feder dienen. Seine hohe Steifigkeit führte jedoch dazu, dass es über einige Hindernisse zurückprallte, statt sich vollständig an die Bodenoberfläche anzupassen.
Deborah und Craig Payne entwarfen das Payne Aviation Wheel unter Nutzung von Ideen aus der Luftfahrt und frühen Autoreifendesigns. Dabei kombinierten sie einen pneumatischen Ansatz mit historischen Prinzipien des Radbaus.
Das Siegerdesign
Das Team Scotch Pad Tyres gewann. Es wurde vom australischen Maschinenbauingenieur Daniel Bloomfield und seinem Sohn Isaac Bloomfield gegründet. Das Modell basiert auf einer Reifenstruktur aus einem Material auf Nomex-Basis, die um eine Aluminiumachse verstärkt ist. Das weiche Material ermöglicht es dem Reifen, sich an das Gelände anzupassen, während innere Verstrebungen dazu beitragen, seine Form zu bewahren. Außerdem wurde eine äußere Oberfläche hinzugefügt, die mit einer Mischung aus Epoxidharz und Korund-Körnern behandelt ist, um die Haftung zu verbessern.
Warum ist dieser Test wichtig?
Die Tests zeigten, dass die Leistung eines Rades untrennbar mit der Beschaffenheit der Oberfläche verbunden ist. Lockere Materialien können die Haftung verringern, während Felsen und Hänge andere Anforderungen an die Stabilität stellen. Mondfahrzeuge werden daher nicht zwangsläufig dasselbe Rad benötigen. Die Prioritäten werden sich zwischen Geschwindigkeit, Nutzlastkapazität, Haltbarkeit und der Fähigkeit, bestimmte Geländearten zu überwinden, unterscheiden.
Die NASA nutzt die Bodenmodelle, um Fortbewegungstechnologien zu untersuchen. Die Auslieferung von Mondfahrzeugen an die Oberfläche soll im Rahmen der Initiative Commercial Lunar Payload Services erfolgen. Der Sieg eines Designs bedeutet nicht, dass es unmittelbar für eine Mondmission eingesetzt wird, sondern verschafft den Ingenieuren Optionen und Technologien, die später weiterentwickelt werden können.
Mögliche nächste Schritte
Die NASA könnte die Räder in den thermischen Vakuumkammern des Johnson Space Center testen, um Mondstaub, Vakuum und extreme Temperaturen zu simulieren. Außerdem könnten sie über längere Strecken sowie in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichen Lasten bewertet werden. Die Herausforderung wurde vom gemeinsamen Robotikprojekt des Johnson Space Center durchgeführt und vom Center of Excellence for Collaborative Innovation des NASA-Programms für Preise, Herausforderungen und Crowdsourcing geleitet. Unterstützt wurde es von Studierenden der NASA Robotics Academy und Ingenieuren des Glenn Research Center. Das Unternehmen HeroX verwaltete die Herausforderung im Auftrag der Behörde.