月球探測新技術：可變直徑輪的研發與挑戰。

在月球表面布滿隕石坑，其下隱藏著錯綜復雜的熔巖管和深坑，這些天然洞穴可以為未來的月球基地提供庇護，使其免受宇宙輻射和劇烈溫度波動的影響。

這些地下結構是太陽系中最具科學價值的區域之一，但前往這些區域本身就是一項艱巨的挑戰！

這些洞穴的入口處地形陡峭崎嶇，遍布巖石和松散的月壤。小型探測車是月球探測的首選，因為可以部署多輛探測車來降低任務風險，但它們也面臨著一個固有的局限性：

它們的小輪子根本無法越過比自身直徑大得多的障礙物。如果派出一群小型探測車，即使部分探測車發生故障，其他探測車也能繼續執行任務。但如果只派出一輛大型探測車，一旦發生故障，整個任務就結束了。

可變直徑輪是月球探測領域的一項新技術，它或許能夠解決這個問題：在需要克服障礙時，輪子可以擴張；而在需要高效運輸時，輪子則可以收縮。然而，為月球制造這樣的輪子幾乎是不可能的。月球環境對機械系統極其惡劣。細小的磨蝕性塵埃會滲透到所有物體中，在真空的環境中，裸露的金屬表面會通過一種稱為冷焊的過程粘連在一起。傳統的鉸鏈和連接件在這種條件下根本無法長時間使用。

由韓國科學技術院李大永教授領導的研究團隊，通過回顧過去，找到了一種巧妙的解決方案。他們將達芬奇自支撐橋梁的設計原理與折紙藝術相結合，創造出一種無需任何傳統機械連接即可變形的輪子。

設計原則

所提出的輪轂設計利用材料的連續變形來實現形狀轉變。這種方法不僅避免了傳統連接部件的機械脆弱性，而且能夠均勻分布應變，這與將應變集中在局部區域的柔性折紙結構截然不同。

這種均勻的應變分布使得輪轂能夠實現大幅度的圓形到圓形的體積變化，同時降低了在高機械載荷或沖擊下發生失效的風險。

圓形到圓形的體積變換是通過輪轂左右兩側反向旋轉驅動的卷繞機構實現的。

輪轂呈圓柱形結構，中間部分分離，一側可自由旋轉，另一側固定在驅動軸上，從而允許兩側反向旋轉。通過交織齒塊上的狹縫調整條帶的輪輞和輻條比例，既可與其他條帶交織，又可進行滑動運動。這種設計確保了靈活性和適應性，這對于在極端月球條件下保持穩健的性能至關重要。

目該輪采用了一種可重構的互易結構，由以螺旋編織方式排列的彈性鋼條組成，能夠在保持承載能力的同時實現形狀變換。這種互易結構還允許安全地垂直下降，并減輕在洞穴中意外跌落造成的損壞。

通過將應力分散到整個輪體上，最大限度地減少了對精密機械部件的依賴—這在極端的月球環境下至關重要。該輪的收納直徑為230毫米，展開直徑為500毫米。

實驗結果表明，該輪子能夠成功越過200毫米高的障礙物，在巖石和模擬月壤表面上保持穩定的移動性，并且能夠承受模擬月球重力下100米跌落沖擊。

這些發現凸顯了該輪子在未來的礦坑和洞穴勘探中的適用性，即使在嚴酷的月球環境中也能發揮作用。金屬框架既足夠靈活，能夠可靠地變形，又足夠堅固，能夠支撐探測車在松散的月壤上行駛。

韓國天文與空間科學研究院的沈彩京博士強調了這項技術的重要科學意義，稱月球坑是“天然地質遺產”，而這項技術使它們得以被探索。韓國航空航天研究院的張鐘泰博士指出，該輪子經過熱模型優化，能夠承受月球晝夜溫差高達300攝氏度的劇烈變化。

所以你認為這樣的可伸縮輪子能否更好的探索月球洞穴？