隨著 NASA 準備建立月球基地，推進表面移動能力將是協助太空人和機器人系統在月球表面行駛更遠的關鍵。
為協助推進這項能力，「Rock and Roll with NASA Challenge」競賽邀請大眾創新者設計並製造下一代月球探測車輪胎。
來自 49 個國家、128 個參賽隊伍中的五支隊伍進入了競賽的最後階段，並於 7 月 31 日在休士頓的 NASA 詹森太空中心測試了他們的原型。
該挑戰賽尋求輕量化、耐用且可擴展的輪胎，能夠支援更長時間的月球表面作業。這些設計還需要足夠的柔韌性以吸收衝擊、在高速度下保持抓地力，並能承受嚴苛的月球環境。
「探測車每多行駛一公里，就能擴大我們的探索範圍、我們能達成的科學成就，以及我們能建造的基礎設施。」詹森太空中心的機器人工程師、該挑戰賽的共同領導人 Ed Herrera 表示。
NASA 詹森太空中心使用地面原型來測試移動技術，而月球地形車將透過商業月球負載服務計畫運送到月球表面。在此次挑戰賽中，這些輪胎被安裝在重達 45 公斤的測試探測車 MicroChariot 上，並在詹森太空中心的 Rock Yard 進行一系列的測試課程，以評估其在不同地形上的表現。
「眾包讓我們有機會超越傳統的月球輪胎設計方法。」Herrera 說。「我們開發和理解的輪胎技術越多，我們就有越多的選擇來滿足月球和火星上不同車輛、地形和任務的需求。」
這些想法體現在五種截然不同的設計中。
由 Hellenic Technology of Robotics SA 開發的 HTR Variable Flex Lunar Wheel 使用內部系統，可根據地形和車輛需求調整輪胎的剛度。該團隊將其技術應用於約十年前就開始為地面輪胎開發的技術。
由 Hyperbola 開發的 Hiper Wheel 使用張力纜線和波紋結構，提供類似彈簧的行為，讓輪胎能夠在不依賴傳統輻條的情況下彎曲。
Huff Helo Inc. 開發的 Huff Helo Flexible Titanium Wheel 使用成型的鈦金屬板作為結構和彈簧。在測試過程中，該團隊發現該設計的強度也使其輪胎更加堅固，導致它在越過某些障礙物時會彈跳，而不是貼合地形。
由 Deborah 和 Craige Payne 開發的 Payne Aviation Wheel 從航空和歷史中汲取靈感。其設計師是一位飛機機械師，他將氣動方法與早期汽車輪胎設計的理念結合起來。
獲勝的 Scotch Pad Tyres 概念來自澳洲機械工程師 Daniel Bloomfield 和他的兒子 Isaac Bloomfield。他們的原型使用基於 Nomex 的輪胎結構，由鋁製輪轂支撐。柔軟的材料使輪胎能夠變形以適應地形，而內部支撐則有助於維持其形狀。為了提高抓地力，整合了環氧樹脂和剛玉砂處理過的外部表面。
Rock Yard 的測試也證明了不同地形為何需要不同的方法。鬆散的材料會影響抓地力，而岩石和斜坡則對輪胎提出不同的要求，例如車輛穩定性。
隨著月球探索的擴展，不同的車輛將需要不同組合的速度、負載能力、耐用性和地形性能。
尋求這種多樣性是挑戰賽設計的一部分。這些設計選項為工程師提供了不同的技術來考慮和潛在的推進。
「這次挑戰賽帶來了來自傳統行業以外的新想法，並幫助我們識別出可能適合更長時間表面作業的輪胎技術。」詹森太空中心的機器人工程師、該挑戰賽的共同領導人 Lucien Junkin 表示。
下一階段可能會評估這些輪胎在詹森太空中心的真空熱室中對類似月球的塵埃、真空和極端溫度的反應。工程師還可以評估這些設計在更長距離以及不同尺寸和負載下的表現。
「移動能力是我們在月球上想做的一切的關鍵。」Junkin 說。「我們想探索得越遠，就越需要推進能夠帶我們到達那裡的輪胎技術。」
詹森太空中心工程總監下的機器人系統技術分支的通用機器人項目負責了 Rock and Roll with NASA Challenge。NASA 的協作創新卓越中心，隸屬於研究與技術任務總監下的獎勵、挑戰與眾包計畫，負責管理該挑戰賽的合約。NASA 機器人學院的學生協助準備硬體並支援競賽，而來自克里夫蘭 NASA 格倫研究中心的工程師則支援概念和提案的審查。HeroX 代表 NASA 管理了該挑戰賽。