NASAは2026年7月31日、49か国から128件の応募が集まったRock and Roll with NASAチャレンジの最終段階として、月面探査車向けに設計された5種類の試作車輪を試験した。試験はヒューストンのジョンソン宇宙センターにある岩石試験場で、重量45キログラムの試験車両MicroChariotを用いて行われた。
このチャレンジは、月面基地の建設と有人クルーおよびロボットシステムの活動範囲拡大に向け、NASAが月面移動能力の開発を進める中で実施された。同局は、衝撃を吸収し、より高速でも路面との接地性を維持し、過酷な月面環境に耐えられる、軽量で頑丈かつ拡張可能な車輪に重点を置いた。
1つの課題に対する異なる設計
5つのモデルは、単一の設計に依存するのではなく、互いに異なる工学的アプローチを示した。Hellenic Technology of Robotics SAは、地形の性質と車両の要求に応じて車輪の剛性を変える内部システムを備えたHTR Variable Flex Lunar Wheelを開発した。同社が約10年前から地上用車輪向けに開発してきた技術に基づいている。
HyperbolaのHiper Wheelは、張力をかけたケーブルと波形構造を使用し、ばねのような挙動を実現するとともに、従来の放射状スポークなしでたわむことができる。Huff Helo Inc.は、構造体とばねの役割を兼ねる成形チタン板で作られたHuff Helo Flexible Titanium Wheelを提出したが、高い剛性のため、地表に完全に適応するのではなく、障害物の一部の上で跳ね返る結果となった。
デボラ・ペインとクレイグ・ペインは、航空から着想を得た考え方と初期の自動車タイヤ設計を生かし、空気入りのアプローチと歴史的な車輪製造の原則を組み合わせたPayne Aviation Wheelを設計した。
優勝した設計
機械工学者であるオーストラリア人のダニエル・ブルームフィールドと、その息子アイザック・ブルームフィールドが設立したScotch Pad Tyresチームが優勝した。このモデルは、Nomexを基材とする素材で作られたタイヤ構造を採用し、アルミニウム製のハブ周辺で補強している。タイヤの柔らかな素材が地形に沿って変形する一方、内部の支柱が形状の維持を助ける。また、接地性を高めるため、エポキシとcorundum粒子の混合物で処理した外表面も追加された。
なぜこの試験が重要なのか
試験では、車輪の性能が路面の性質と切り離せないことが示された。ばらばらの堆積物は接地性を低下させる可能性がある一方、岩石や斜面では安定性に関して異なる要件が生じる。そのため、月面車両が必ずしも同じ車輪を必要とするとは限らない。速度、積載能力、耐久性、特定の種類の地形を通過する能力の間で、優先事項は異なることになる。
NASAは地上モデルを移動技術の研究に使用している。一方、月面移動車両はCommercial Lunar Payload Servicesイニシアチブを通じて月面に輸送される予定だ。いずれかの設計が優勝したからといって、直ちに月面ミッションへの採用が決まるわけではないが、エンジニアが将来発展させられる選択肢と技術を提供する。
考えられる次の段階
NASAは、月面のちり、真空、極端な温度を再現するため、ジョンソン宇宙センターの熱真空チャンバーで車輪を試験する可能性がある。また、より長い距離を走行させ、異なるサイズや荷重で評価することも考えられる。このチャレンジはジョンソンの共同ロボットプロジェクトが実施し、NASAの賞・チャレンジ・クラウドソーシング・プログラムに属する共同イノベーション・センター・オブ・エクセレンスが運営した。NASAロボティクス・アカデミーの学生とグレン研究センターのエンジニアが支援し、HeroXが同局に代わってチャレンジを管理した。