Rijden op de maan: de 40-jarige erfenis van de eerste maanwagen van NASA

Toen NASA's Apollo 15-astronauten, David Scott en James Irwin 40 jaar geleden op de maan tuimelden, hadden ze een extra speciaal gereedschap in de buurt van hun maanlander: een dune buggy-size rover waarmee ze de eerste mensen konden worden die op de maan reden oppervlak van een wereld buiten de aarde.

Rover-technologie heeft grote vooruitgang geboekt sinds Scott en Irwin op 30 juli 1971 op de maan zijn geland, maar de lessen die zijn geleerd van de eerste Lunar Roving Vehicles (LRV's) van NASA zijn nog steeds van toepassing. Hoewel de technologie zich sinds het Apollo-tijdperk heeft ontwikkeld, beïnvloeden NASA's eerste rovers bemande en gerobotiseerde voertuigen voor verkenning op Mars en daarbuiten.

"De LRV op Apollo voldeed aan een zeer belangrijke behoefte, namelijk om grote traverses te kunnen afleggen, meer monsters te kunnen nemen en meer wetenschappelijk onderzoek te laten doen," Mike Neufeld, een curator in de afdeling ruimtevaartgeschiedenis in de Smithsonian National Air and Space Museum in Washington, DC vertelde ProfoundSpace.org. "Het was een heel belangrijk onderdeel van de reden waarom Apollo 15, 16 en 17 zoveel meer wetenschappelijk geavanceerd en productief waren." [Foto's: de evolutie van maanauto's van NASA]

Rijden op de maan

Apollo 15 was de vierde missie om mannen op de maan te landen, en het was de eerste van drie missies die de LRV's gebruikten. De rover had een massa van ongeveer 460 pond (208 kilogram) en was ontworpen om op te vouwen zodat hij in een compartiment van de Lunar Module kon passen.

"Het was een heel elegant voertuigje," zei Neufeld. "Het moest lichtgewicht zijn en moest worden opgevouwen in een zeer compacte ruimte, ze waren zeer succesvol - er waren geen grote storingen - dus het was duidelijk een succesvol ontwerp." [Video: NASA's Moon Ride van de 21e eeuw]

En ze reden relatief goed, zei Neufeld, gezien het rotsachtige terrein op de maan. De rovers bereikten een topsnelheid van ongeveer 8 mph (ongeveer 13 km / uur), maar door het krateroppervlak van de maan konden de astronauten niet te snel rijden.

"Ze reden niet op vlak land - het was eerder een vuilniswagen dan iets anders", legde hij uit. "Het reed niet zo snel, maar voor de astronauten die ermee reden, leek het alsof het spannend en snel was. Het was een mooie springerige rit. Zelfs een vlak ogend terrein op de maan is niet erg vlak omdat er zoveel kraters zijn pits, dus het zou een behoorlijk opwindende rit zijn geweest. "

De maanrovers inspireerden ook een nieuw niveau van publieksenthousiasme voor het Apollo-programma.

"De algemene publieke belangstelling was afgenomen na Apollo 11," zei Neufeld. "Het publiek werd steeds blaséer, Apollo 15 verschafte een publieke belangstelling in het ongewisse, deels omdat de landingsplaats zoveel aantrekkelijker was en er ook meer televisie-uitzendingen vanuit de maan waren. zeker een deel daarvan. Het publiek had veel belangstelling voor deze nieuwe mogelijkheid die de astronauten hadden. "

De LRV's lieten de Apollo-astronauten verder verkennen dan hun landingsplaats, maar er waren duidelijke beperkingen, zoals de niet-oplaadbare levensduur van de batterij van de rovers. Als veiligheidsmaatregel waren de voertuigen ook beperkt tot een afstand die, als de rover kapot ging, de astronauten genoeg middelen zouden hebben in hun levensondersteunende systemen om terug te lopen naar de Lunar Module.

Op de Apollo 15-missie werd de LRV in totaal zo'n 27 kilometer gereden, wat volgens NASA-functionarissen 3 uur en 2 minuten rijtijd bedroeg.

Moon rover-erfenis

In de decennia na het einde van het Apollo-programma keken ingenieurs naar de LRV's voor aanwijzingen over hoe huidige en toekomstige bemande en robotachtige rovers kunnen worden ontwikkeld. [Coolste voertuigen die u nooit zult krijgen om te rijden]

In het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van NASA in Pasadena, Californië, werkten ingenieurs samen met ontwerpers uit het Apollo-tijdperk om de voertuigen voor het Mars Pathfinder-project te ontwikkelen. Hoewel de voorbije en huidige marsrovers waren ontworpen om robotachtig te zijn, bleek het bestuderen van de eerste bemande maanvoertuigen van onschatbare waarde, zei Kobie Boykins, een ingenieur in de mechanische en technische afdeling van JPL's ruimtevaartuig.

"Er was veel informatie die we hebben geleerd," vertelde Boykins aan ProfoundSpace.org. "We hebben video's bekeken en gezien hoe de astronauten van de NASA rondreden op de rover." De basisfysica van hoe we omgaan met de bodem blijft hetzelfde, zelfs zonder een mens in de rover te hebben .Het heeft ons geholpen onze mogelijkheden en onze grenzen te begrijpen. We moesten er vervolgens achter komen hoe we over rotsen kunnen rijden en op steilere hellingen kunnen rijden, maar het is allemaal van toepassing. '

Boykins en zijn team werkten aan de tweeling Spirit and Opportunity rovers, die in januari 2004 op Mars landden en hun geplande levensduur van drie maanden ruimschoots hebben overtroffen. Spirit, die vast kwam te zitten in het zand, werd eerder dit jaar door zijn operators dood verklaard, maar Opportunity rijdt nog steeds gestaag op het oppervlak van de Rode Planeet.

Naast robotachtig zijn, verschilden de Mars-zwervers van de Lunar Roving Vehicles omdat ze in een veel langzamer tempo reden - ongeveer 2 inches per seconde (5 cm / s).

"Het gaat over de landsnelheid van een Galapagos-schildpad," zei Boykins. "Er waren veel ontwerpideeën die uit de Apollo-dagen kwamen, maar de maanrovers waren sneller ordes van grootte."

Toekomstige ruimteauto-tech

Boykins werkt ook aan NASA's nieuwste Mars-rover, een compacte robotverkenner met de naam Curiosity, die eind november in de ruimte wordt geïntroduceerd. Maar NASA-teams zijn ook betrokken bij het ontwikkelen van andere rovers, die uiteindelijk weer door mensen op het oppervlak van de maan of Mars kunnen worden bestuurd.

Het Space Exploration Vehicle (SEV) lijkt een luxe RV vergeleken met de meer primitief uitziende maanrovers, maar het Apollo-programma heeft zeker zijn stempel gedrukt op dit voertuig van de volgende generatie, zei Lucien Junkin, een ingenieur bij het SEV-project bij NASA's Johnson Space Centrum.

De SEV-technici werkten nauw samen met Harrison Schmitt om het nieuwe voertuig te ontwerpen en te testen, met een afgesloten, onder druk staande cabine, 12 wielen en gemonteerde ruimtepakken aan de achterkant. Schmitt, een voormalige NASA-astronaut, reed tijdens de Apollo 17-missie een van de originele maanrovers, de laatste vlucht die het ruimtevaartprogramma van Apollo afrondde.

"We wilden alle geleerde lessen van de Apollo en Mars rovers meenemen en dat allemaal samen combineren, maar ook conventionele wijsheid uitdagen", vertelde Junkin aan ProfoundSpace.org. "Met de SEV hebben we een voertuig gebouwd met veel functies, zoals bagage, ruimtevaart en ander comfort. We wilden het eenvoudig houden maar het verder brengen."

De SEV is ontworpen om comfortabel een astronautenploeg te vergezellen op meerdaagse excursies. Het voertuig was oorspronkelijk ontworpen als onderdeel van het nu geannuleerde programma Constellation dat astronauten naar de maan zou brengen. Het technische team ontwerpt en test het voertuig nu om compatibel te zijn met toekomstige missies waarvoor rovers op de maan of op Mars nodig kunnen zijn, zei Junkin.

"We moeten wegblijven van het beleid en onze neus houden voor de slijpsteen," zei hij. "We willen een rover blijven ontwikkelen die zich in de Amerikaanse garage bevindt, dus wanneer het tijd is om naar een ander hemels lichaam of een andere planeet te gaan, zal Amerika klaar zijn met een voertuig."