Inside Lunar Rovers:Fra Apollo til morgendagens månemissioner

Forestil dig, at du planlægger en tur til en fjerntliggende nationalpark uden offentlig transport og en stor afstand mellem attraktioner. De fleste ville medbringe en cykel eller en bil. Forestil dig nu den park 252.000 miles (405.500 km) væk på Månen – hvordan ville du bevæge dig rundt?

Tidlige Apollo-astronauter kunne kun gå en begrænset afstand, med store dragter, livsnødvendige pakker og videnskabeligt udstyr. Deres evne til at udforske var begrænset af både deres fysiske udholdenhed og det 4-timers livsstøttevindue. Fra og med Apollo 15 kørte astronauter Lunar Roving Vehicle (LRV), en klit-bug-lignende platform, der udvidede deres rækkevidde dramatisk.

I dag designer NASA næste generations rovere til længere måneophold og en fremtidig månebase. To prototyper illustrerer springet i kapacitet:en månelastbil uden tryk (nogle gange kaldet "vognen") og en lille rover under tryk (SPR). Mens den originale LRV lignede en klitvogn, ligner SPR mere en kompakt minivan, der er i stand til at krydse Månens overflade med en besætning inde i et lukket habitat. SPR deltog endda i præsident Obamas åbningsparade i 2009 på Pennsylvania Avenue.

Apollo Lunar Roving Vehicle

I begyndelsen af 1970'erne trådte en Apollo-astronaut ind i LRV'ens 10 fod lange, 6 fod brede, 4 fod høje aluminiumschassis. Køretøjets centrale sæde lignede en græsplænestol, og mandskabsrummet rummede to sæder, en displaykonsol, en håndkontroller og opbevaring til videnskabeligt udstyr.

Det forreste rum indeholdt højforstærknings- og lavforstærkningsantenner, et 36-volts strømsystem fra to batterier og navigationsudstyr. Skærmpanelet indeholdt et solkompas, speedometer, hældningsvinkelmåler og kontroller til den elektriske styring og drivmotorer. LRV'ens fire hjul – hvert et dobbeltrammedesign med galvaniserede piano-wire mesh dæk og titanium chevrons – kunne styres og bremses uafhængigt, hvilket sikrer en snæver 10 fods venderadius og redundans mod fejl.

Før afgang gennemførte chaufføren en opstartstjekliste, der begyndte med et solsyn på kompasset. Denne læsning gav navigationscomputeren et referencepunkt i forhold til månemodulet, besætningens hjemmebase. Computeren sporede derefter roverens pejling ved hjælp af et gyroskop og hjulomdrejningstællere, der viste månens nord på skærmen.

Kørsel på Månen med Apollo LRV

LRV'ens styresystem centreret omkring en håndkontrol med et T-håndtag, der kunne dreje til venstre, højre, fremad eller bagud. Controlleren havde også en bremseknap og en parkeringsbremseudløserring. Håndtagets bevægelser oversættes til acceleration frem eller tilbage og retningsdrejninger, hvilket gør det muligt for begge astronauter at køre.

Dens affjedring dæmpede ujævnt terræn, mens tågreb, håndtag og sikkerhedsseler sikrede besætningen. LRV kunne klare skråninger op til 25°, rejse 40 miles (67 km) i alt og var begrænset til en radius på 6 miles (10 km) fra månemodulet for at sikre mod udtømning af livsstøtte. Mekaniske uheld opstod – på Apollo 17 rev kommandør Gene Cernan ved et uheld en fender i stykker, mens han passerede en hammer, men besætningen improviserede en erstatning fra et lamineret kort og gaffatape, så roveren kunne fortsætte.

Et LRV-stop på månen

Ved ankomsten parkerede astronauterne LRV'en og justerede antennerne for at opretholde kommunikationen med missionskontrol. Mens køretøjets tv-kamera blev fjernbetjent, indsatte besætningen instrumenter og indsamlede prøver, som de opbevarede i det bagerste rum. LRV'en kunne bære i alt 1.080 pund (490 kg) når den var fuldt lastet, inklusive to astronauter (800 lb/363 kg), kommunikationsudstyr (100 lb/45 kg), videnskabeligt udstyr (120 lb/54 kg) og månesten (60 lb/27 kg). Prøvekapaciteten forblev beskeden, men køretøjets design udvidede månens udforskning ud over evnen til at gå alene.

Under Apollo 17 nåede det længste enkelt LRV-drev 20,5 miles (20,1 km), og dækkede en maksimal afstand på 4,7 miles (7,6 km) fra månemodulet.

Lunar Truck

NASAs månelastbil er en mobil platform beregnet til konstruktion, gravning og transport på fremtidige langvarige missioner. Utrykt kræver det, at astronauter bærer dragter, mens de opererer, men det kan rumme op til fire besætningsmedlemmer. Seks hjul, hver med to dæk og uafhængig 360° styring, giver enestående manøvredygtighed – fremad, baglæns, sidelæns eller enhver kombination.

Drevet af to elektriske motorer og en to-trins transmission kan lastbilen løfte 4.000 pund (17.800 N) og nå 15 mph (25 km/t) ulastet. Prototypetest fandt sted i Johnson Space Centers månesimuleringsområde i Moses Lake, Washington, hvor sandklitter efterligner måneregolith.

Den lille tryksatte rover

I modsætning til LRV og lastbilen giver SPR et forseglet, tryksat habitat, der beskytter astronauter mod soludbrud og reducerer behovet for dragt iført under feltarbejde. Monteret på månelastbilens chassis tilbyder SPR's cockpit et bredt synsfelt, og habitatet kan tjene som en feltforskningsstation.

Habitatmodulet rummer to besætningsmedlemmer - fire i nødstilfælde - og giver et miljø med "skjorteærmer" i op til tre dage. Det inkluderer et lille badeværelse, duggede brusehoved, privatlivsgardiner, værktøjsskabe, arbejdsbord og foldbare sæder, der fungerer som senge. Maden rehydreres på stedet; modulets kompakte design afspejler den begrænsede plads, der er tilgængelig på månemissioner. Astronaut Mike Gernhardt rapporterede, at interiøret føltes lige så behageligt som rumfærgen under felttest i Arizona.

Adgang til habitatet sker via en dockingluge i en luftsluse eller en suitport, der gør det muligt for besætningen at tage dragter på uden at tage trykket af modulet. Suitport-påføring tager ti minutter eller mindre, en væsentlig forbedring i forhold til hele månemodulets trykaflastning, der kræves under Apollo. Varme, der genereres inde i habitatet, afvises ved at smelte is i en issluse, der omgiver suitporten, hvilket reducerer vandets nyttelast.

Fremtiden for Lunar Rovers

Før deployering gennemgår nye roverkoncepter strenge tests i jordmiljøer, der efterligner månens terræn og ekstreme temperaturer. Teststeder omfatter Moses Lakes sandklitter, Black Point i Arizona, Haughton i Canadas Arktis og Antarktis. I en nylig tre-dages SPR-test ved Black Point udforskede astronauter og geologer lavastrømme og rapporterede om øget produktivitet og reduceret dragttid. Deltagerne lærte endda, hvordan man skifter et fladt dæk, mens de var iført jakkesæt.

I øjeblikket er det kun NASA og Kina, der forfølger aktive bemandede måneprogrammer. Mens Kina for nylig fremviste en atomdrevet robot-rover, har det ikke annonceret et bemandet køretøj. NASAs erfaring med at placere astronauter på Månen og betjene rovere giver det en klar fordel.

Månelastbilen og SPR er en del af NASAs bredere Return to the Moon-initiativ, som også inkluderer oppustelige levesteder og kommende løfteraketter såsom Orion og Ares. Med disse teknologier sigter NASA mod at returnere mænd til Månen i 2020.

Mange flere oplysninger

Relaterede HowStuffWorks-artikler

Flere gode links

Kilder

• Christensen B. "NASA's Chariot:Not Your Father's Lunar Rover." SPACE.com. https://www.space.com/businesstechnology/080312-technov-nasa-chariot.html
• Kring, D.A. "Lunar Mobility Review." Lunar Planetary Institute. 2006. https://www.lpi.usra.edu/science/kring/lunar_exploration/briefings/lunar_mobility_review.pdf
• Kumagai, J. "NASA lander i Moses Lake." IEEE spektrum. juli 2008. https://www.spectrum.ieee.org/jul08/6377
• NASA. "Apollo 15 pressesæt." 15. juli 1971. https://www.hq.nasa.gov/alsj/a15/A15_PressKit.pdf
• NASA. "Constellation:NASAs nyeste konceptbiler tager off-roading ud af denne verden." 27. februar 2008. https://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/main/lunar_truck.html
• NASA. "Constellation:Three Days in the Desert tester Lunar RV." 3. december 2008. https://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/main/desert_RATS.html
• NASA. "Lunar Rover Operations Handbook." Apollo Lunar Surface Journal. 2. november 2005. https://www.hq.nasa.gov/alsj/lrvhand.html
• NASA. "NASA Apollo Lunar Roving Vehicle Documentation." Apollo Lunar Surface Journal. 10. september 2007. https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj-LRVdocs.html
• NASA. "På månen med Apollo 15:En guidebog til Hadley Rille og Appenninerne." Juni 1971. https://www.lpi.usra.edu/lunar/documents/NTRS/collection2/NASA_TM_X_68638.pdf
• NASA. "Lille tryksat Rover-koncept faktaark." https://www.nasa.gov/pdf/284669main_spr_factsheet_web.pdf
• Patel, N. "NASA afslører Chariot 'månelastbilen'." Engadget.com. 30. oktober 2007. https://www.engadget.com/2007/10/30/nasa-unveils-the-chariot-lunar-truck/
• Videnskab @ NASA. "Moondust og Duct Tape." 21. april 2008. https://science.nasa.gov/headlines/y2008/21apr_ducttape.htm
• Whittington, M. "NASA's New Lunar Rover." 25. oktober 2008. https://www.associatedcontent.com/article/1146128/nasas_new_lunar_rover.html