月球探测新技术：可变直径轮的研发与挑战。

在月球表面布满陨石坑，其下隐藏着错综复杂的熔岩管和深坑，这些天然洞穴可以为未来的月球基地提供庇护，使其免受宇宙辐射和剧烈温度波动的影响。

这些地下结构是太阳系中最具科学价值的区域之一，但前往这些区域本身就是一项艰巨的挑战！

这些洞穴的入口处地形陡峭崎岖，遍布岩石和松散的月壤。小型探测车是月球探测的首选，因为可以部署多辆探测车来降低任务风险，但它们也面临着一个固有的局限性：

它们的小轮子根本无法越过比自身直径大得多的障碍物。如果派出一群小型探测车，即使部分探测车发生故障，其他探测车也能继续执行任务。但如果只派出一辆大型探测车，一旦发生故障，整个任务就结束了。

可变直径轮是月球探测领域的一项新技术，它或许能够解决这个问题：在需要克服障碍时，轮子可以扩张；而在需要高效运输时，轮子则可以收缩。然而，为月球制造这样的轮子几乎是不可能的。月球环境对机械系统极其恶劣。细小的磨蚀性尘埃会渗透到所有物体中，在真空的环境中，裸露的金属表面会通过一种称为冷焊的过程粘连在一起。传统的铰链和连接件在这种条件下根本无法长时间使用。

由韩国科学技术院李大永教授领导的研究团队，通过回顾过去，找到了一种巧妙的解决方案。他们将达芬奇自支撑桥梁的设计原理与折纸艺术相结合，创造出一种无需任何传统机械连接即可变形的轮子。

设计原则

所提出的轮毂设计利用材料的连续变形来实现形状转变。这种方法不仅避免了传统连接部件的机械脆弱性，而且能够均匀分布应变，这与将应变集中在局部区域的柔性折纸结构截然不同。

这种均匀的应变分布使得轮毂能够实现大幅度的圆形到圆形的体积变化，同时降低了在高机械载荷或冲击下发生失效的风险。

圆形到圆形的体积变换是通过轮毂左右两侧反向旋转驱动的卷绕机构实现的。

轮毂呈圆柱形结构，中间部分分离，一侧可自由旋转，另一侧固定在驱动轴上，从而允许两侧反向旋转。通过交织齿块上的狭缝调整条带的轮辋和辐条比例，既可与其他条带交织，又可进行滑动运动。这种设计确保了灵活性和适应性，这对于在极端月球条件下保持稳健的性能至关重要。

目该轮采用了一种可重构的互易结构，由以螺旋编织方式排列的弹性钢条组成，能够在保持承载能力的同时实现形状变换。这种互易结构还允许安全地垂直下降，并减轻在洞穴中意外跌落造成的损坏。

通过将应力分散到整个轮体上，最大限度地减少了对精密机械部件的依赖—这在极端的月球环境下至关重要。该轮的收纳直径为230毫米，展开直径为500毫米。

实验结果表明，该轮子能够成功越过200毫米高的障碍物，在岩石和模拟月壤表面上保持稳定的移动性，并且能够承受模拟月球重力下100米跌落冲击。

这些发现凸显了该轮子在未来的矿坑和洞穴勘探中的适用性，即使在严酷的月球环境中也能发挥作用。金属框架既足够灵活，能够可靠地变形，又足够坚固，能够支撑探测车在松散的月壤上行驶。

韩国天文与空间科学研究院的沈彩京博士强调了这项技术的重要科学意义，称月球坑是“天然地质遗产”，而这项技术使它们得以被探索。韩国航空航天研究院的张钟泰博士指出，该轮子经过热模型优化，能够承受月球昼夜温差高达300摄氏度的剧烈变化。

所以你认为这样的可伸缩轮子能否更好的探索月球洞穴？