(dr) David R. Scott / NASA
O astronauta Jim Irwin, piloto da missão Apollo 15, junto a um rover lunar
Combinando princípios de engenharia de Leonardo Da Vinci e padrões de dobragem do origami, os cientistas criaram rodas para rovers lunares que se adaptam facilmente à geologia traiçoeira da Lua.
Sob a superfície craterada da Lua, encontram-se redes de tubos de lava e fossas profundas, grutas naturais que poderão albergar futuras bases lunares da radiação cósmica e das bruscas variações de temperatura. Estas estruturas subterrâneas representam algumas das áreas cientificamente mais valiosas do Sistema Solar, mas o desafio de chegar até elas é enorme!
As entradas destas grutas apresentam terrenos íngremes e acidentados, com rochas e regolito solto. Os pequenos veículos exploradores, preferidos para a exploração lunar por permitirem o envio de vários deles, reduzindo os riscos da missão, enfrentam uma limitação inerente. As suas rodas compactas simplesmente não conseguem transpor obstáculos muito maiores que o próprio diâmetro da roda. Enviar um enxame de pequenos veículos exploradores permite que, mesmo que alguns falhem, outros continuem a missão. Enviar um único veículo explorador de grandes dimensões significa que uma única falha acaba com tudo.
As rodas de diâmetro variável são uma novidade na exploração lunar e poderão resolver este problema, expandindo-se quando necessário para ultrapassar obstáculos e contraindo-se para um transporte eficiente. Mas construir uma roda deste tipo para a Lua revelou-se praticamente impossível. O ambiente lunar é singularmente hostil aos sistemas mecânicos. O pó fino e abrasivo infiltra-se em tudo e, no vácuo sem ar, as superfícies metálicas expostas aderem umas às outras através de um processo chamado soldadura a frio. As dobradiças e juntas tradicionais não duram muito tempo nestas condições.
Uma equipa de investigação liderada pelo Professor Dae-Young Lee, do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST), encontrou uma solução elegante ao olhar para o passado. Combinaram princípios dos projetos de pontes autossustentáveis de Leonardo da Vinci com padrões de dobragem de origami para criar uma roda que se transforma sem juntas mecânicas tradicionais.
A roda utiliza uma estrutura metálica elástica e tensores de tecido que se flexionam em vez de rodar. Este design pode expandir-se de um tamanho compacto de 230 milímetros para 500 milímetros de diâmetro, mais do que duplicando o seu tamanho. Um pequeno veículo explorador equipado com estas rodas mantém um perfil baixo durante o transporte, mas ganha a capacidade de escalada de um veículo muito maior quando implantado na superfície lunar.
A equipa submeteu a roda a testes rigorosos utilizando solo lunar artificial. Demonstrou uma tração superior em declives instáveis e sobreviveu a um impacto de queda equivalente a 100 metros na gravidade lunar. A estrutura metálica mostrou-se suficientemente flexível para se transformar de forma fiável e, ao mesmo tempo, suficientemente rígida para suportar o peso do rover sobre o regolito solto.
A Dra. Chae Kyung Sim, do Instituto Coreano de Astronomia e Ciências Espaciais, enfatizou a importância científica, chamando às crateras lunares “patrimónios geológicos naturais” que esta tecnologia torna acessíveis. O Dr. Jongtae Jang, do Instituto Coreano de Investigação Aeroespacial, observou que a roda foi otimizada utilizando modelos térmicos para suportar flutuações de temperatura de 300 graus Celsius entre o dia e a noite lunar.
O Professor Lee manifestou otimismo de que, apesar dos desafios remanescentes com os sistemas de comunicação e energia, esta tecnologia inovadora posiciona a equipa como potenciais líderes em futuras missões de exploração lunar, visando a misteriosa fronteira subterrânea da Lua.
