Canadá crea una plataforma rodante para probar las ruedas de su vehículo lunar exploratorio

Ruedas y más ruedas. Desarrollar una que resista el desafiante suelo lunar y las condiciones extremas de nuestro satélite es la clave para poder explorar el regolito y posteriormente establecer en su superficie una base humana permanente, que sirva de enlace a la hora de visitar después planetas más lejanos. Empresas de todo el mundo se han dado a la tarea. Entre ellas, la Agencia Espacial Canadiense (CSA), que trabaja con Canadensys Aerospace Corporation en el proyecto Scalable Wheels and Advanced Rover Motion (SWARM).

Canadá, que desarrolla tecnología rover desde el año 2000 y pretende viajar a la Luna en 2026, considera que «necesitamos una rueda flexible que pueda viajar de manera confiable en diferentes entornos». En la Tierra, casi todos los vehículos usan llantas de goma para moverse en varios terrenos. «El caucho proporciona una excelente tracción y puede adaptar su geometría a medida que las ruedas se mueven sobre obstáculos», explican desde la agencia. Desafortunadamente, el caucho no sería confiable en otros planetas. En condiciones de frío extremo, se vuelve quebradizo y se rompe. Y en el vacío puede desgasificarse y evaporarse. 

«Los neumáticos de goma también suelen inflarse con aire y, si tienen una fuga en ausencia de una atmósfera presurizada, no pueden volver a inflarse», recuerdan. Cuando no es posible usar una llanta de goma, hay que repensar todo el diseño del rover. «Estos vehículos deben diseñarse como un sistema holístico: para obtener la movilidad que necesita, cada componente debe funcionar junto con todo lo demás», opina Peter Visscher, gerente general de Canadensys. 

Por eso, su empresa se ha dedicado probar prototipos de ruedas escalables para un gran rover presurizado lunar (LPR) de clase humana de 6.000 kilos y un rover precursor de humanos y ciencia (PHASR) más pequeño de 500 kilos, que algún día podría usarse para apoyar misiones de exploración humana. Las ruedas debían ser ligeras y duraderas durante 2.000 kilómetros (LPR) y 600 kilómetros (PHASR), respectivamente. Canadensys ideó varios diseños conceptuales para las dos configuraciones de rover. 

En el ambiente lunar las temperaturas oscilan entre 130 y -200° C. Además, la superficie está cubierta por una capa de polvo de grano fino y altamente abrasivo que causa estragos en las partes móviles de la maquinaria. El prototipo abordó estos desafíos, tomando prestados elementos de diseño de múltiples generaciones de ruedas de vehículos lunares CSA. SWARM PHASR consta de 20 placas de tracción en contacto con el suelo, cada una de las cuales está ubicada por un par de ballestas y un par de cables de tensión. El más grande, de 90 centímetros de diámetro. La rueda LPR tenía la misma construcción general pero constaba de 30 a 35 placas.

Las pruebas de durabilidad fueron un punto crítico del proyecto. Era esencial que las ruedas fueran eficientes y fiables y que permitieran a los rovers moverse con libertad y facilidad. Canadensys evaluó la tracción y la rigidez y realizó algunas pruebas iniciales de vacío térmico (TVAC). Las ruedas se cargaron para simular la capacidad y se probaron en el laboratorio Dust Utilizing Space Terrain Environment (DUST-E), una sala especial que reproduce las condiciones polvorientas de la superficie lunar utilizando un simulador de regolito.

© Canadensys

 

También es imprescindible probar la rueda en una cámara de vacío térmico que pueda reproducir las condiciones de vacío del espacio y reducir la temperatura hasta -230 ° C. No obstante, una vez que se ajustó el diseño según las pruebas iniciales, comenzó el verdadero trabajo y Canadensys se embarcó en una de las experiencias de prueba más largas jamás realizadas en una rueda de este tipo. Canadensys creó un aparato/banco de prueba de ruedas de plataforma giratoria único de cinco metros de diámetro para colocar las ruedas y conducirlas hasta que alcanzaran estas distancias. 

Canadensys también incorporó otros elementos para simular el polvo abrasivo y pegajoso que se encuentra en la Luna y agregó cantos rodados y rocas similares al terreno selenita accidentado. Las ruedas se montaron en este dispositivo y se condujeron continuamente día tras día durante ocho meses. La rueda más pequeña recorrió los 600 km (la distancia entre Toronto y Montreal) y la rueda más grande seguía funcionando con fuerza después de los 1.917 km (la distancia entre Vancouver y Regina) cuando el banco de pruebas se averió.

Los rovers lunares deben poder navegar en superficies muy blandas (similares a una playa) así como muy ásperas y rocosas (como el lecho de un río seco), ya que el suelo de Selene está cubierto de volcanes muertos, cráteres de impacto y flujos de lava solidificada. «Incluso cuando las cosas se rompen en la Luna, las ruedas aún necesitan funcionar», declaró Vissch. Afortunadamente, el diseño de metal SWARM es mucho más resistente y puede soportar daños en sus componentes sin romperse por completo. Incluso si fallan partes de la rueda, la rueda completa no se debilitará. 

Aunque es probable que el caucho siga siendo la opción favorita para las ruedas en la Tierra, la experiencia de SWARM está ayudando a comprender mejor cómo desarrollar vehículos robóticos o tripulados que puedan adaptarse a las temperaturas cambiantes y los desastres naturales (inundaciones, huracanes, incendios forestales, etc. ). O, incluso, para minería.