Roda Helicoidal de Rover Desenvolvida Por Engenheiros Sul-Coreanos Se Expande de 9 Para 20 Polegadas e Sobrevive ao Fogo

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No dia 17/12, o portal New Atlas informou que uma Roda Helicoidal de Rover para ser enviado ao espaço, desenvolvido por engenheiros aeroespaciais sul-coreanos, se expande de 9 para 20 polegadas e sobrevive ao fogo.

 

Imagem cortesia dos pesquisadores

A configuração helicoidal da roda permite que ela se contraia para armazenamento e se expanda para um formato maior durante a condução.

De acordo com o portal, enviar um rover ao espaço para explorar outros corpos celestes envolve uma série vertiginosa de desafios, e um dos mais complexos é garantir que o veículo não quebre lá fora.

 

Para mitigar isso em grande parte, uma equipe de engenheiros aeroespaciais da Coreia do Sul projetou uma roda flexível que não precisa de um tubo inflado com ar, pode mudar de tamanho e suporta impactos severos.

 

De fato, ela sobreviveu a uma queda de mais de 13 pés (4 m) de altura e até passou pelo fogo sem se desintegrar. Aqui está um vídeo:

 

Esta roda flexível e sem ar para exploração lunar consegue rolar através do fogo.

 

Os pesquisadores acreditam que isso pode ser útil para veículos de exploração lunar que precisam atravessar terrenos arenosos e rochosos irregulares para encontrar locais de interesse, bem como poços lunares. Estes últimos se referem a áreas na Lua que podem abrigar astronautas contra a radiação e as intensas variações de temperatura na superfície — de 260 °F (127 °C) durante o dia a menos 280 °F (-173 °C) à noite —, mas chegar até lá não é nada fácil.

 

Esta roda utiliza tiras elásticas de aço dispostas em um padrão helicoidal cruzado e entrelaçado, adequado para suportar carga. Isso é semelhante ao princípio da estrutura autoportante de uma ponte de Da Vinci, de modo que as tiras se sustentam mutuamente sem a necessidade de adesivos ou componentes adicionais de fixação.

 

Imagem cortesia dos pesquisadores

A equipe de pesquisa testou o design da roda instalando-a em um rover fictício e conduzindo-o por um ambiente simulado de solo lunar.

O cubo da roda conecta dois lados que podem girar em direções opostas, de modo que o design atual pode se expandir radialmente de um diâmetro compacto de 9 pol. (230 mm) até 19,7 pol. (500 mm), sem nenhuma dobradiça à vista.

 

“Diferentemente de estruturas anteriores com variação de forma que dependem de juntas mecânicas rotativas ou de materiais macios como tecidos e elastômeros, nosso design utiliza deformação contínua acionada por um mecanismo de enrolamento”, disse o pesquisador principal Seong-Bin Lee, do Laboratório de Robótica e MecanismosAeroespaciais da universidade KAIST, na Coreia do Sul. “Essa flexibilidade na escolha de materiais permite que a estrutura seja personalizada para atender às exigências de diversos ambientes extremos de missão.”

 

Curiosamente, este protótipo de roda utiliza o mesmo aço carbono SK5 tratado termicamente que é encontrado em trenas métricas comerciais.

 

A configuração das tiras helicoidais permite que a carga da roda seja distribuída por todo o corpo da roda. Isso cria um comportamento anisotrópico, no qual a roda requer energia mínima para se enrolar durante o armazenamento, mas resiste à deformação sob cargas verticais. Isso também permite que a roda absorva impactos de forma eficaz, reduzindo danos causados por terrenos irregulares durante a condução, capotagens e descidas verticais.

 

Imagem cortesia dos pesquisadores

O rover com as rodas especiais sem ar da equipe de pesquisa sobreviveu a uma queda sem problemas.

A equipe testou este design de roda instalando dois dos protótipos em um rover fictício e submetendo o veículo a testes em um ambiente externo que simulava solo lunar com grandes obstáculos. Ele não apenas atravessou a área com sucesso, como também superou um obstáculo íngreme semelhante a degraus, com inclinação de 34 graus, sobreviveu a grandes quedas de vários metros de altura e continuou funcionando após passar pelo fogo.

 

Avanços no design de componentes como este são importantes porque a falha de uma roda literalmente pararia uma missão de exploração extraterrestre. Rovers estão sujeitos a todos os tipos de danos por impacto e condições abrasivas, e não há como reparar rovers remotamente.

 

Os requisitos de durabilidade moldam fundamentalmente o design dos rovers, e é por isso que a seleção de materiais é uma das decisões de engenharia mais críticas na exploração espacial.

 

Imagem cortesia dos pesquisadores

Esta roda é feita com tiras flexíveis de aço inoxidável para suportar impactos e enfrentar todos os tipos de terreno.

Em setembro passado, uma imagem do rover Curiosity da NASA em Marte (que pousou lá em 2012) revelou que suas rodas haviam sofrido danos significativos ao atravessar a paisagem acidentada do Planeta Vermelho. As várias amassaduras e perfurações felizmente não impediram sua operação ao longo dos anos, mas poderiam muito bem ter impedido. Rovers podem pesar bastante (o Curiosity pesa cerca de uma tonelada), o que torna ainda mais desafiador resistir ao desgaste em missões prolongadas.

 

A equipe espera que seu design de roda possa eventualmente ser integrado a sistemas de rovers para futuras missões de exploração. Graças à forma como é configurada, ela pode utilizar aço inoxidável como neste protótipo, materiais elásticos de alta resistência ou diversos outros metais adequados para ambientes espaciais.

 

Brazilian Space

 

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