NASA VIPER:Artemis月球车的全金属车轮已经准备好滚动了

在漫游车的设计在其关键设计审查中被最终确定之前，其车轮的耐力必须在实验室中经过严格的测试。这些测试有助于巩固车轮的计划，使工程师有机会研究其运动，以便为未来的漫游车设计更好的控制其移动的能力。

使用实验室中的月球模拟装置，VIPER团队在三周的时间内测试了漫游车的一个轮子。它在一个充满月球土壤模拟物的高科技沙箱中运动了25英里，模拟了斜坡、车轮打滑，甚至是模拟了月球车将在月球上遇到的岩石的大小、形状和分布。

在匹兹堡的ProtoInnovations公司，美国宇航局的Volatiles Investigating Polar Exploration Rover（或称VIPER）的一个轮子在一个包含月球土壤模拟物和地球上一些最像月球的岩石的试验台上进行耐力测试。

虽然美国宇航局在设计火星车方面有相当丰富的经验，但工程师们不得不发明新的技术来控制VIPER在月球南极的未开发环境中的车轮。

由于重力低和缺乏大多数风化过程，月球石是蓬松的，而且颗粒像碎玻璃一样尖锐。各种大小的岩石在月球表面到处散落。所有这些给为半吨重的漫游车设计一个轻量级、高性能和坚固的车轮带来了一些真正的工程挑战。

为了测试他们的轮子是否准备好在月球上使用，该团队与匹兹堡的ProtoInnovations公司合作。这家机器人公司也为VIPER的车轮设计了软件控制，它正在努力提高月球车在未知和高度可变的月球地形中的驾驶能力。他们的工作得到了NASA小企业创新研究和小企业技术转让计划的支持。

ProtoInnovations公司的机器人硬件工程师乔治亚-克劳瑟（Georgia Crowther）为VIPER的车轮准备了地形，以通过一系列的测试来衡量其坚固性，并研究漫游车的移动性。模拟的月球石或土壤被夯实，以提供一个一致的表面和一块"干净的石板"，以研究车轮的轨道、其牵引性能以及它如何在岩石上进行机动操作。

在ProtoInnovations实验室，工程师们将VIPER的一个轮子连接到狭窄的、20英尺长的月球沙盘上，沙盘上装有测量装置、照相机和机器人控制装置，用于模拟滑行和滑动。该轮子在尽可能模拟它在月球上所经历的条件下缓慢地来回滚动。工程师在月球土壤模拟物中创建了斜坡，并在爬坡和滑行后研究车轮的轨迹，测量车轮在土壤中下沉的程度，它的牵引性能，以及它如何在岩石上进行机动，最大的挑战是挑选合适的岩石来代替试验台中的月球岩石。

当然，实际的月球岩石样本太过珍贵，无法用于漫游车的试车，而陆地上的替代物必须是恰到好处。如果太硬或太软，它们就会给人一种漫游车将面临的挑战的错误印象。

该团队获得了一些最接近月球的稀有地球岩石，并通过缩减有关月球岩石分布的真实数据，了解到应该在试验台中使用多少种尺寸的岩石。他们还学会了如何给它们留出空间，以便轮子能像在VIPER任务中那样经历撞击岩石的过程。

总的来说，全金属轮经历了196种不同的岩石形状、高度和漫游车可能在月球上发现的位置的情况。总的来说测试非常成功，在测试结束时，它的物理状态和行为，特别是它的牵引力开始测试时相比只有轻微的退化。通过驱动轮子超过它在月球表面预计行驶距离的两倍，研究人员成功减少了轮子过早失效的风险。

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