Mondlager-Projektgalerie 2023-2024 

3D Printed Wheels for Regolith by Pinewood Panthers

Pinewood American International School Thessaloniki  Thessaloniki-Thessaloniki    Griechenland 14 Jahre alt   4 / 2 Englisch Mond

Weltraummissionen erfordern den Transfer von Ausrüstung und Ressourcen von der Erde, was die Kosten der Missionen erhöht. Ein wichtiger Bestandteil vieler dieser Missionen sind Rover, deren Teile anfällig für Schäden sind und ersetzt werden müssen. Die umfangreichen Schäden an den Rädern des Curiosity-Rovers sind ein prominentes Beispiel dafür. Speziell für die Erforschung des Mondes ist eine praktikable Lösung für künftige Missionen die Nutzung lokaler Ressourcen, insbesondere des Mondregoliths, für den 3D-Druck von Ausrüstung und Ersatzteilen. Wissenschaftler planen bereits den Einsatz des 3D-Drucks bei zukünftigen Mondmissionen. In unserem Projekt haben wir 3D-gedruckte Räder entwickelt, die auf Mondrover zugeschnitten sind und deren Fähigkeit verbessern, größere Entfernungen bei geringerem Energieverbrauch zurückzulegen. Unser Raddesign könnte auch für Strandreinigungsrover verwendet werden. Zu diesem Zweck haben wir ein 3D-gedrucktes Strandreinigungspartikel entwickelt, das an unseren Rover angepasst wurde.

Unsere Lösung für die Verwendung von 3D-gedruckten Regolith-Rädern basierte auf zwei bereits bestehenden Raddesigns, die Rillen und Schaufeln verwenden. Die Funktion des Schaufelrads basiert auf dem 3. Newtonschen Gesetz. Dieses Gesetz besagt, dass es für jede Aktion eine gleichwertige und entgegengesetzte Reaktion gibt. Wenn die Räder eines Fahrzeugs gegen den Sand drücken, stößt der Sand mit der gleichen Kraft in die entgegengesetzte Richtung zurück. Die Funktion der Rillenräder basiert auf der Maximierung der Kontaktfläche. Die vergrößerte Kontaktfläche erzeugt mehr Reibung zwischen dem Rad und dem Boden, was zu mehr Traktion und Haftung führt. Unser Ziel war es, ein Design zu entwickeln, das die Prinzipien dieser beiden Räder kombiniert, um einen schnelleren und besser funktionierenden Rover zu erhalten. Um sicherzustellen, dass wir unser Ziel erreichen, mussten wir sie testen. Für unsere Testmethode brachten wir die verschiedenen Raddesigns am Rover an und programmierten den Motor so, dass er sich 3 Sekunden lang mit einer Standardgeschwindigkeit (75%) bewegte. Das Testgelände bestand aus feinem Sand, der Regolith simulierte. Wir haben vier verschiedene Raddesigns verwendet. Das Rad mit feiner Oberfläche, das Paddel, die Rille und unser Entwurf. Der Durchmesser aller Räder blieb mit 57 cm gleich, und die Breite aller Räder betrug 2 cm. Um genaue Ergebnisse zu erzielen, testeten wir jedes Rad fünfmal, wobei wir den Start- und den Endpunkt maßen. Unser am wenigsten erfolgreiches Rad war das Feinsandrad, das nur 22,4 cm (Mittelwert) zurücklegte. Das erfolgreichste Rad war unser Entwurf, der die Schaufeln mit einer Rille kombinierte und eine Strecke von 58,5 cm zurücklegte.

#3D-Druck #Robotik

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