НАСА испытало пять предварительных конструкций колёс для лунных исследовательских транспортных средств 31 июля 2026 года в рамках финального этапа конкурса Rock and Roll with NASA, который собрал 128 заявок из 49 стран. Испытания прошли на полигоне с камнями Космического центра имени Джонсона в Хьюстоне с использованием испытательного транспортного средства MicroChariot массой 45 килограммов.
Конкурс проводился в рамках стремления НАСА развивать возможности передвижения по поверхности Луны, поскольку агентство готовится создать лунную базу и расширить масштабы работы экипажей и роботизированных систем. Агентство сосредоточилось на лёгких, прочных и масштабируемых колёсах, способных поглощать удары, сохранять сцепление на более высоких скоростях и выдерживать суровые лунные условия.
Разные конструкции для одной проблемы
Пять прототипов продемонстрировали различные инженерные подходы вместо использования единой конструкции. Компания Hellenic Technology of Robotics SA разработала колесо HTR Variable Flex Lunar Wheel с внутренней системой, изменяющей жёсткость колеса в зависимости от характера рельефа и потребностей транспортного средства. В его основе лежит технология, которую компания около десяти лет разрабатывала для наземных колёс.
Колесо Hiper Wheel компании Hyperbola использует натянутые тросы и волнистую структуру, придающие ему пружинящие свойства и позволяющие сгибаться без традиционных радиальных стержней. Компания Huff Helo Inc. представила колесо Huff Helo Flexible Titanium Wheel, изготовленное из формованных титановых листов, которые одновременно выполняют роль конструкции и пружины. Однако его высокая жёсткость заставляла его отскакивать от некоторых препятствий вместо полного приспособления к поверхности грунта.
Дебора и Крейг Пейн разработали колесо Payne Aviation Wheel, опираясь на идеи, вдохновлённые авиацией и ранними конструкциями автомобильных шин, объединив пневматический подход с историческими принципами производства колёс.
Победившая конструкция
Победу одержала команда Scotch Pad Tyres, основанная австралийским инженером-механиком Даниэлем Блумфилдом и его сыном Исааком Блумфилдом. В основе прототипа лежит каркас шины из материала на основе Nomex, усиленный вокруг алюминиевой оси. Мягкий материал позволяет шине деформироваться вокруг неровностей, а внутренние опоры помогают сохранять её форму. Кроме того, внешняя поверхность была обработана смесью эпоксидной смолы и зёрен корунда для улучшения сцепления.
Почему это испытание важно?
Испытания показали, что характеристики колеса неотделимы от особенностей поверхности. Рыхлые материалы могут снижать сцепление, тогда как камни и склоны предъявляют иные требования, связанные с устойчивостью. Поэтому лунным транспортным средствам не обязательно понадобится одно и то же колесо: приоритеты будут различаться в зависимости от скорости, грузоподъёмности, долговечности и способности преодолевать определённые типы рельефа.
НАСА использует наземные прототипы для изучения технологий передвижения, а доставить лунные транспортные средства на поверхность планируется в рамках инициативы Commercial Lunar Payload Services. Победа одной из конструкций не означает её непосредственного утверждения для лунной миссии, а лишь предоставляет инженерам варианты и технологии, которые можно будет развивать в дальнейшем.
Возможные следующие шаги
НАСА может испытать колёса в термовакуумных камерах Космического центра имени Джонсона, чтобы имитировать лунную пыль, вакуум и экстремальные температуры. Их также можно оценить на более длинных дистанциях, при различных размерах и нагрузках. Конкурс был проведён совместным проектом по робототехнике в Космическом центре имени Джонсона и организован Центром передового опыта в области совместных инноваций, действующим при программе НАСА по наградам, вызовам и краудсорсингу, при поддержке студентов Академии робототехники НАСА и инженеров Исследовательского центра имени Гленна. Компания HeroX управляла конкурсом от имени агентства.