Колесо оригами, с помощью которого можно исследовать лунные пещеры

Под кратерной поверхностью Луны находится сеть лавовых труб и глубоких ям, естественных пещер, которые могли бы защитить будущие лунные базы от космической радиации и резких перепадов температуры. Эти подземные структуры представляют собой одни из наиболее ценных с научной точки зрения областей Солнечной системы, но им приходится сталкиваться с очень реальной проблемой просто добраться туда.

Входы в эти пещеры представляют собой крутую пересеченную местность со скалами и рыхлым реголитом. Небольшие марсоходы, предпочтительные для исследования Луны, поскольку их можно развернуть в большом количестве, чтобы снизить риск миссии, сталкиваются с присущим им ограничением. Их компактные колеса просто не могут преодолевать препятствия, намного превышающие диаметр самого колеса. Отправьте рой небольших марсоходов, и даже если некоторые из них потерпят неудачу, другие продолжат миссию. Отправьте один большой марсоход, и одна неудача положит конец всему.

Колеса переменного диаметра являются новым явлением в освоении Луны и могут решить эту проблему, расширяясь при необходимости для преодоления препятствий, а затем сокращаясь для эффективной транспортировки. Но построить такое колесо для Луны оказалось практически невозможным. Лунная среда однозначно враждебна механическим системам. Мелкая абразивная пыль проникает во все, и в безвоздушном вакууме открытые металлические поверхности склеиваются посредством процесса, называемого холодной сваркой. Традиционные петли и соединения в таких условиях долго не служат.

Исследовательская группа под руководством профессора Дэ-Янг Ли из Корейского передового института науки и технологий нашла элегантное решение, оглянувшись назад во времени. Они объединили принципы конструкции самонесущего моста Леонардо да Винчи со схемами складывания оригами, чтобы создать колесо, которое трансформируется без каких-либо традиционных механических соединений.

В колесе используется эластичная металлическая рама и тканевые натяжители, которые сгибаются, а не поворачиваются. Эта конструкция может расширяться от компактных 230 миллиметров до 500 миллиметров в диаметре, что более чем вдвое увеличивает ее размер. Небольшой вездеход, оснащенный этими колесами, сохраняет низкий профиль во время транспортировки, но после выхода на поверхность Луны приобретает способность преодолевать подъемы, как у гораздо более крупного транспортного средства.

Команда провела тщательное тестирование колеса с использованием искусственного лунного грунта. Он продемонстрировал превосходное сцепление на рыхлых склонах и выдержал падение, эквивалентное падению на 100 метров в условиях лунной гравитации. Металлический каркас оказался достаточно гибким, чтобы надежно трансформироваться, и в то же время достаточно жестким, чтобы выдержать вес марсохода на рыхлом реголите.

Доктор Че Гён Сим из Корейского института астрономии и космических наук подчеркнул научную важность, назвав лунные ямы «естественным геологическим наследием», которое эта технология делает доступной. Доктор Чонтэ Чан из Корейского института аэрокосмических исследований отметил, что колесо было оптимизировано с использованием тепловые модели выдерживать колебания температуры до 300°C между лунным днем и ночью.

Профессор Ли выразил оптимизм по поводу того, что, несмотря на сохраняющиеся проблемы с системами связи и энергоснабжения, эта уникальная технология делает команду потенциальными лидерами в будущих миссиях по исследованию Луны, нацеленных на загадочную подземную границу Луны.