NASA는 2026년 7월 31일 달 탐사 차량 전용 바퀴의 초기 설계 다섯 가지를 시험했다. 이는 49개국에서 128개의 출품작이 참가한 Rock and Roll with NASA 챌린지의 최종 단계였다. 시험은 휴스턴에 있는 존슨 우주 센터의 암석 시험장에서 진행됐으며, 무게가 45킬로그램인 MicroChariot 시험 차량이 사용됐다.
이번 챌린지는 NASA가 달 표면에서의 이동 능력을 개발하려는 노력의 일환으로 진행됐다. NASA는 달 기지를 건설하고 승무원과 로봇 시스템의 활동 범위를 확대할 준비를 하고 있다. NASA는 가볍고 견고하며 확장 가능한 바퀴에 초점을 맞췄다. 이러한 바퀴는 충격을 흡수하고 더 높은 속도에서도 접지력을 유지하며 혹독한 달 환경을 견딜 수 있어야 한다.
하나의 문제에 대한 다양한 설계
다섯 가지 시제품은 단일 설계에 의존하기보다 서로 다른 공학적 접근법을 보여줬다. Hellenic Technology of Robotics SA는 지형의 특성과 차량의 요구에 따라 바퀴의 강성을 바꾸는 내부 시스템을 갖춘 HTR Variable Flex Lunar Wheel을 개발했다. 이 설계는 해당 회사가 약 10년 전부터 지상용 바퀴를 위해 개발해 온 기술을 기반으로 한다.
Hyperbola의 Hiper Wheel은 팽팽하게 당긴 케이블과 물결 모양의 구조를 사용해 탄력적인 거동을 구현하며, 전통적인 방사형 막대 없이도 휘어질 수 있다. Huff Helo Inc.는 성형된 티타늄 판으로 제작되어 구조와 스프링의 역할을 동시에 수행하는 Huff Helo Flexible Titanium Wheel을 선보였다. 그러나 높은 강성 때문에 이 바퀴는 지면에 완전히 적응하기보다 일부 장애물 위로 튕겨 올랐다.
데버라 페인과 크레이그 페인은 항공에서 영감을 얻은 아이디어와 초기 자동차 타이어 설계에서 착안한 Payne Aviation Wheel을 설계했다. 이 설계는 공기압식 접근법과 역사적인 바퀴 제작 원리를 결합했다.
우승 설계
기계공학자인 호주인 대니얼 블룸필드와 그의 아들 아이작 블룸필드가 설립한 Scotch Pad Tyres 팀이 우승했다. 이 시제품은 Nomex 기반 소재로 제작된 타이어 구조를 사용하며, 알루미늄 허브 주위를 지지한다. 부드러운 타이어 소재는 지형에 맞춰 변형될 수 있고, 내부 지지대는 형태를 유지하도록 돕는다. 또한 접지력을 높이기 위해 에폭시와 corundum 입자의 혼합물로 처리한 외부 표면이 추가됐다.
이 시험이 중요한 이유
시험 결과 바퀴의 성능은 표면의 특성과 분리될 수 없는 것으로 나타났다. 느슨한 물질은 접지력을 낮출 수 있는 반면, 암석과 경사면은 안정성과 관련된 서로 다른 요구 사항을 부과한다. 따라서 달 탐사 차량에 반드시 동일한 바퀴가 필요한 것은 아니다. 속도, 적재 용량, 내구성, 특정 유형의 지형을 통과하는 능력 사이에서 우선순위가 달라질 수 있다.
NASA는 이동 기술을 연구하기 위해 지상 시제품을 사용하고 있으며, 달 이동 차량은 Commercial Lunar Payload Services 이니셔티브를 통해 달 표면으로 운송될 예정이다. 한 설계가 우승했다고 해서 해당 설계가 달 임무에 즉시 채택되는 것은 아니다. 다만 엔지니어들이 향후 개발할 수 있는 선택지와 기술을 제공한다.
가능한 다음 단계
NASA는 존슨 우주 센터의 열진공 챔버에서 바퀴를 시험해 달 먼지와 진공, 극한의 온도를 모사할 수 있다. 또한 더 긴 거리와 다양한 크기 및 하중 조건에서 바퀴를 평가할 수도 있다. 이번 챌린지는 존슨의 공동 로봇 프로젝트가 실행했으며, NASA의 상금·도전·크라우드소싱 프로그램 산하 협력 혁신 우수 센터가 운영했다. NASA 로봇공학 아카데미 학생들과 글렌 연구 센터의 엔지니어들이 지원했으며, HeroX가 NASA를 대신해 챌린지를 관리했다.