随着NASA准备建立月球基地，推进表面移动性将是帮助船员和机器人系统在月球表面更远地旅行的关键。为了帮助推进这一能力，Rock and Roll with NASA挑战邀请公众创新者设计和建造下一代月球探测器轮子。在来自128个提交和49个国家的五个团队进入比赛的最后阶段，他们于7月31日在NASA的约翰逊航天中心进行原型测试。这项挑战寻求轻量、耐用和可扩展的轮子，以支持更长时间的月球表面操作。这些设计还需要足够的顺应性，以吸收冲击、在更高速度下保持牵引力，并承受严酷的月球环境。“每多一公里探测器能可靠地行驶，就能扩展我们的探索范围、实现科学目标和建造基础设施，”约翰逊的机器人工程师兼挑战项目共同负责人埃德·埃雷拉说道。NASA约翰逊使用地面原型来测试移动技术，而月球地形车辆将通过商业月球有效载荷服务倡议送往月球表面。在这项挑战中，轮子被安装在一辆重45千克的测试探测器MicroChariot上，并在约翰逊的Rock Yard进行一系列测试，以评估其在不同地形上的表现。“众包让我们有机会超越传统的月球轮子设计方法，”埃雷拉说。“我们能够开发和理解的轮子技术越多，就可以满足不同车辆、地形和任务在月球和火星上的需求选择就越多。”这些想法反映在五种截然不同的设计中。由Hellenic Technology of Robotics SA开发的HTR可变柔性月球轮采用内部系统，旨在根据地形和车辆需求调整轮子的硬度。该团队改编了一直以来为地面轮子开发的技术。由Hyperbola开发的Hiper轮使用拉紧的电缆和波纹结构，提供类似弹簧的行为，使轮子可以在不依赖传统放射状辐条的情况下弯曲。由Huff Helo Inc.开发的Huff Helo柔性钛轮使用成型的钛板金属作为结构和弹簧。在测试过程中，该团队发现设计的强度使轮子更加刚性，导致其在一些障碍物上弹跳而不是适应地形。由Deborah和Craige Payne设计的Payne Aviation Wheel受到了航空和历史的启发。其设计者是一位飞机机械师，结合了气动方法与早期汽车轮胎设计的理念。获胜的Scotch Pad Tyres概念来自澳大利亚机械工程师丹尼尔·布鲁姆菲尔德和他的儿子艾萨克·布鲁姆菲尔德。他们的原型使用基于Nomex的轮胎结构，围绕铝制轮毂进行支撑。软材料使轮胎能够在地形周围变形，而内部支撑则帮助其保持形状。外表经过处理的环氧树脂和刚玉磨料的表面材料被整合，以提高牵引力。Rock Yard的测试还展示了不同地形可能需要不同方法的原因。松散的材料可能会影响牵引力，而岩石和斜坡则对轮子施加了不同的要求，例如车辆稳定性。随着月球探索的扩大，不同的车辆将需要不同组合的速度、负载能力、耐用性和地形性能。追求这种多样性是挑战设计的一部分。设计选项为工程师提供了不同的技术以考虑和潜在推进。“这个挑战引入了来自传统行业之外的新想法，帮助我们识别可能适用于更长时间表面操作的轮子技术，”约翰逊的机器人工程师和挑战项目的共同负责人卢西安·詹金斯说。下一阶段可能评估轮子如何应对类似月球的尘埃、真空和极端温度，在约翰逊的热真空舱内。工程师还可以在不同的距离和不同的尺寸及负荷下评估这些设计。“移动性是我们在月球上希望做的一切的关键，”詹金斯说。“我们希望探索得越远，就越需要推进能够带我们到达那里的轮子技术。”约翰逊工程局内的机器人系统技术分支的通用机器人项目进行了Rock and Roll with NASA挑战。NASA的协作创新卓越中心，作为研究和技术任务局内奖励、挑战和众包计划的一部分，管理该挑战合同。NASA的机器人学院的学生帮助准备硬件并支持比赛，而来自克利夫兰NASA格伦研究中心的工程师则支持概念和提案的评审。HeroX代表NASA管理了该挑战。