Dossier 02 • Bemannet mobilitet på planeter og i bane

Å frakte astronauter rundt

Menneskelige utforskere har en geologisk intuisjon som ingen fjernstyrt kamera kan måle seg med, men mennesker har også strenge metabolske grenser. Hvert bemannede romfartøy – enten det er en sammenleggbar månebuggy på 210 kg, en ryggsekk med nitrogenthrustere eller en trykksatt krysser på ti tonn – er i bunn og grunn en utvidelse av livsstøttens rekkevidde.

Flyvde og finansierte arkitekturer

Verifisert flyfoto av Apollo 17 Lunar Roving Vehicle parkert nær steinfelt i Taurus-Littrow-dalen, med improvisert reparasjon av skjermen over hjulene

Verifisert flyfoto • Apollo 17 LRV-3

Flyvd referanse (1971–1972)

Apollo Lunar Roving Vehicle

Bare tre bemannede hjulkjøretøy har noensinne operert på en annen verden, og alle tre står fortsatt parkert på månen i dag: LRV-1 ved Hadley-Apennine, LRV-2 ved Descartes og LRV-3 ved Taurus-Littrow.

Flyprøvd maskinvare

Origami-pakking inne i kvadrant 1

For å passe inn i en trekantet luke på nedstigningstrinnet til månelandingsfartøyet, som bare er 1.5 meter høyt, brettet Boeing- og GM-ingeniører det 3.1 meter lange rørformede chassiset i 2219-aluminium i tre seksjoner, med fjærbelastede utløsningsstag. Ved å trekke i to nylonsnorer kunne astronautene på overflaten brette ut chassiset og klikke alle fire hjulene på plass innen tjue minutter.

Fordi tykke romdrakthansker ikke kan gripe et vanlig ratt eller gasspedaler, styrte astronautene farten, styring foran og bak (Ackermann) og mekaniske trommelbremser via én sentral T-håndtakskontroller plassert mellom de rørformede seteene i stoltypen. Navigasjonen var avhengig av et retningsgyroskop og et odometer som målte hjulrotasjon – det finnes verken et globalt magnetfelt på månen for et kompass eller et GPS-nett over hodet.

Masse på Jorden210 kg

Nyttelastkapasitet490 kg (2.3× masse)

Hjulmotorer4 × 0.25 hk (186 W)

Girreduksjon80:1 harmonisk drev

Batterier2 × 36 V AgZn (121 Ah)

Høyeste registrerte fart18 km/t (Eugene Cernan)

Ferenc Pavlics GM-team løste dekkproblemet med en 81 cm stor felg i spunnet aluminium, viklet med vevd sinkbelagt pianotråd av stål (800 tråder per hjul), toppet med titanbelegg i chevron-mønster som dekker 50 % av kontaktflaten, slik at støv falt rent tilbake til overflaten i stedet for å tette nettingen.

Foreslåtte kjøretøy • Operasjoner ved Sørpolen

Uten trykk, bygget for å overleve månenatten

Apollo-roverne opererte i sterkt morgenlys nær ekvator i tre dager og ble forlatt da mannskapene lettet. Moderne måneutforskning retter seg mot Sørpolen – rundt kraterne Shackleton og de Gerlache – der solen bare er 1.5 grader over horisonten og kaster kullsvarte skygger ved -200°C over fangster av vannis.

Mykt belyst 3D-render av et foreslått Lunar Terrain Vehicle i Artemis-klassen, som opererer ubemannet med robotmast-lidar og lastplan på en enkel bakgrunn

3D-render • Tomodus LTV-arkitektur

Foreslått kjøretøy NASA LTV Services Program

Bemannet på dagtid, robotgeolog mellom landingene

I 2024 valgte NASA industriteam ledet av Intuitive Machines, Lunar Outpost og Venturi Astrolab for å videreutvikle designene for Lunar Terrain Vehicle. I motsetning til Apollos engangsbuggyer må disse roverne frakte to astronauter i romdrakt i opptil 20 km per oppdrag og deretter bli robotiske vitenskapsplattformer som styres på avstand i månedene mellom menneskelige oppdrag – og overleve flere døgn lange formørkelser med oppladbare litium-ion-batterier og aktive termiske persienner.

Mykt belyst 3D-render av bakre suitport-luker på en trykksatt planetrover, med to romdrakter utenpå montert flatt mot skottet

3D-render • Bakre suitport-skott

Foreslått og felttestet NASA SEV og JAXA Lunar Cruiser

Trykksatte kabiner og gjennombruddet med suitport

Å pumpe ned et vanlig luftsluseområde sløser verdifull kabinluft og fører kreftfremkallende støv inn på skoene til romdrakten. NASAs felttestede Space Exploration Vehicle (SEV) og JAXA/Toyota Lunar Cruiser løser begge problemene med bakre suitports: romdrakter henger utenpå det bakre skottet, og astronautene klatrer rett inn i draktens åpne luke på ryggen fra innsiden av kabinen. Dermed forsegles støvet permanent utenfor, og forberedelsene til EVA reduseres fra timer til ti minutter.

Frittstående transport av mannskap

Personlige thrusterpakker og studier av måneflyvning

Hjul krever kontakt med bakken. I bane, i mikrogravitasjon – og i historiske nødkonsepter for ruglete månekratre – løsner mannskapets mobilitet helt fra bakken.

Flyvd maskinvare (1984)

Manned Maneuvering Unit (MMU)

Fløyet uten tøyler av Bruce McCandless II og Robert Stewart på STS-41-B, og senere samme år brukt til å fange opp roterende kommunikasjonssatellitter. Den 148 kg tunge Martin Marietta MMU-en brukte 24 kaldgass-nitrogendyser, ordnet for translasjon og rotasjon i seks frihetsgrader, og ble styrt med håndkontrollere som betjenes med fingertuppene.

Fløyet sikkerhetsutstyr

SAFER selvredningspakke

Etter at romfergenes satellittgjenopphentingsflyvninger var avsluttet, erstattet NASA den klumpete MMU-en med SAFER (Simplified Aid For EVA Rescue), en kompakt 38 kg nitrogen-jet-krage som festes under ryggsekken på ISS-romdressen. Den har omtrent 3 m/s delta-v, utelukkende for å føre en astronaut som utilsiktet har løsnet, tilbake til stasjonens håndlister.

Historisk prototype

Bell Lunar Flying Vehicle-studier

Før NASA valgte den hjulbaserte LRV-en, kontraherte de Bell Aerosystems for å studere rakiddrevne «månehoppere» som brukte gjenværende hypergoliske drivstoffer fra månelandingsmodulen til å hoppe opp i bratte vulkanske kratere. Ingeniørene la hopperen på hylla fordi en enkelt ventilsvikt flere hundre meter over bakken ga null glidetall i vakuum og brøt med kravet om at mannskapet skulle kunne gå tilbake i sikkerhet.

Utforsk robotiske hjul og gangmaskiner