Ingen vulkaniserte gummidekk har noen gang rullet over en annen planetoverflate, bortsett fra de to modifiserte flydekkene som ble skrudd fast under de tidligste jordtestriggene til den sovjetiske Lunokhod-konstruksjonen, og Space Shuttles landingsstell for rullebane. Utenfor Jorden er hjul metalliske skulpturer konstruert til å bøye seg som fjærer uten luft.
Robotisk terramekanikk
3D-ingeniørrender • Studie av massivt hjul mot nettbasert hjul
Fra den 11,5 kg tunge Sojourner i 1997 gjennom Spirit, Opportunity (som kjørte 45,16 km på 14 år), Curiosity og Perseverance har NASAs Jet Propulsion Laboratory forbedret en passiv seks-hjuls mekanisme som ikke trenger spiralfjærer i det hele tatt.
En vanlig fjærende bilchassis begynner å vippe voldsomt hvis ett forhjul klatrer over en stein med dobbel radius. Da avlastes det motsatte hjulet, og trekkraften forsvinner. Rocker-bogie-ophengningen forbinder de tre hjulene på hver side via en svingbar bogie og en hovedvippearm, som er koblet sammen over bunnen av roveren med en differensialstang. Når det venstre forhjulet klatrer over en 40 centimeter stor stein, vippes hovedkroppen bare halvparten så mye, mens alle seks hjulene opprettholder nesten lik nedadrettet kraft.
Hvorfor kryper Mars-roverne av sted med rundt 150 meter i timen (4,2 cm/s)? Fordi en ufjæret mekanisme ikke kan absorbere høyhastighetsstøt, og fordi radioens tur-retur-tid mellom Jorden og Mars varierer fra 8 til 44 minutter. Dette krever stereosyn om bord for å unngå farer (`AutoNav`) og vurdere hver meter av terrenget.
For å spare masse på Curiosity-roveren på 899 kg fresete ingeniørene de 50 centimeter store aluminiumshjulene ned til en skalltykkelse på bare 0,75 millimeter, mellom aggressive sikksakk-kjevler i chevronmønster. Da Curiosity krysset sementerte, skarpe sandsteinsformasjoner («ventifakter») i Gale-krateret, dyttet Differential-koblingen utilsiktet de bakre hjulene horisontalt inn i steinspisser, og rev opp skallpanelene av aluminium.
For Perseverance ble hjulbredden redusert, diameteren økt til 52,5 centimeter, skalltykkelsen doblet, og de skarpe chevron-kjevlene erstattet med 48 mildt buede kjevler.
Fleksible nettbaserte hjul gir langt større kontaktflater i løs jord enn stive aluminiumstromler, forutsatt at metalltråden ikke gir seg plastisk etter tusenvis av bøyesykluser.
Alexander Kemurdzhians team ved VNIITransmash designet Lunokhods åtte stive navhjul av trådnett med sykkelaktige tangentielle eker av titan og kjevler av titan. Hvis en motor låste seg i vakuum, kuttet en liten sprengladning drivakselen over, slik at hjulet kunne gå fritt i stedet for å dra som et anker. Kinas 140 kg tunge Yutu-2 bruker seks siktnettshjul på månens fjerne side inne i Von Kármán-krateret.
Vanlig fjærstål bøyes permanent etter ca. 0,5 % tøyning. Nikkel-titan-legeringer (nitinol) i støkiometrisk sammensetning gjennomgår en reversibel, spenningsutløst faseomvandling mellom austenitt- og martensittkrystaller. Dette gir opptil 10 % elastisk deformasjon, tretti ganger mer enn stål. Spiralformede nitinoldekk kan deformeres helt ned til akselen over taggete basalt og springe tilbake til rund form.
På asteroiden Ryugu er tyngdekraften én seksti-tusendedel av Jordens. Ethvert dreiemoment fra et hjul sender umiddelbart en rover ut i et langsomt fritt fall. JAXAs 1,1 kg tunge MINERVA-II-rovere og DLR/CNES' MASCOT ble helt kvitt hjulene. I stedet snurrer de indre eksentriske svinghjulene, slik at roverne elegant kan hoppe over steinfelt i ballistiske buer på 15 minutter.
De rikeste vitenskapelige målene i solsystemet, som månens skylysåpninger, Titans metanklittere og Enceladus' iskalde ventiler, krever arkitekturer som er langt unna firehjulede buggyer.
Saturns måne Titan kombinerer 0,138 g tyngdekraft med en nitrogenatmosfære som er fire ganger tettere enn Jordens ved havnivå. Å fly er aerodynamisk omtrent 38 ganger enklere enn på Jorden. JHU APLs Dragonfly-rotorfly, som er på størrelse med en bil, bruker en MMRTG-kjernegenerator til å lade batteriene mellom flyvninger på flere kilometer over organiske sanddyner.
For å ta prøver av vertikale, tilbakevendende skråningslinjer på Mars eller skylysåpninger i lavatunneler på månen, forankrer JPLs firehjulede rover DuAxel bakre halvdel fast i flatt terreng. Den forreste tohjulsakselen løsner og siger ned 70 graders bratte klipper i en elektromekanisk kraft- og datakabel.
Testet på jordiske isbreer kobler Exobiology Extant Life Surveyor (EELS) sammen roterende skruegjengede segmenter til en fire meter lang robotslange. Den kan skrue seg horisontalt over pudderaktig snø eller støtte seg utover for å senke seg ned i trange sprekker, slik som de som er tenkt på Saturns måne Enceladus.
Vi bruker informasjonskapsler Vi bruker nødvendige informasjonskapsler for å drive nettstedet og, med ditt samtykke, valgfrie informasjonskapsler for å måle besøk. Du kan endre dette når som helst. Les mer