J'ai un jour qualifié les roues à rayons tendus de « invention la plus ingénieuse de toute l'ingénierie humaine ».
Les affirmations extraordinaires doivent reposer sur des preuves extraordinaires (Carl Sagan), et les roues tendues en regorgent. Imaginez : plus de deux milliards de roues quasi identiques sont utilisées quotidiennement sur notre planète. Aucune autre structure aussi répandue ne présente un rapport résistance/poids aussi stupéfiant, et elles ont même réussi à rouler sur du gravier sur la Lune !
Pour les passionnés d'espace, tous les détails concernant ce véhicule sont disponibles ici . Lunokhod 1 fut le premier rover robotisé à se déplacer librement sur une surface astronomique autre que la Terre, en se posant sur la Lune le 17 novembre 1970. Au cours des 322 jours suivants, il effectua 10 000 kilomètres sur la Lune, prit plus de 20 000 photos et réalisa des analyses de sol. Sa durée de vie fut près de quatre fois supérieure à celle initialement prévue.
Huit roues à rayons tendues étaient entraînées par des moteurs électriques dédiés. Quatre flasques, une jante large avec trois cercles de trous pour les rayons.
Vincent Meens, maquettiste français et membre de l'Agence spatiale française, a réalisé en 2005 une maquette primée . Il partage ici des détails inédits, notamment son dessin des roues de Lunokhod 2, un véhicule similaire qui a atterri le 15 janvier 1973.
Grâce à l'étude de Vincent, nous savons que les roues Lunokhod possèdent 48 rayons avec écrous externes. Les moyeux, de type fauteuil roulant, sont à large flasque (140 mm de diamètre). Chaque moyeu comporte quatre flasques dont les rayons sont fixés à des écrous par trois rainures.
La bride extérieure comporte huit rayons atteignant la piste de l'écrou extérieur. Il s'agit d'un rayonnage x1, quatre paires. Les deux brides centrales comportent chacune seize rayons. Chacune envoie huit rayons vers une piste de l'écrou à gauche et huit vers celle de droite. La bride intérieure est identique à la bride extérieure, envoyant ses huit rayons vers la piste de l'écrou la plus intérieure.
L'écart maximal entre les flasques se situe entre les deux flasques centrales, ce qui rend le renforcement des rayons pour les 16 écrous centraux le plus efficace. La flasque extérieure ne présente pratiquement aucun angle de renforcement. Étant donné que les forces latérales les plus importantes exercées sur les roues d'un fauteuil roulant proviennent de l'extérieur, cela peut paraître étrange, sauf pour minimiser la largeur de la roue. Évidemment !
Le véhicule pèse 756 kilogrammes et mesure 2,2 m de long et 1,6 m de large. Chaque roue a le diamètre d'une roue de BMX de 20 pouces avec un pneu de 1,9 pouce. Est-ce vraiment surprenant que des roues de BMX aient été choisies pour affronter les graviers lunaires ?
Ce serait formidable d'en savoir plus. De quels matériaux sont faits les roues ? Avant l'utilisation de la fibre de carbone dans l'aérospatiale, il est probable que tout soit en métal, sans doute en grande partie en titane. Les rayons semblent être de calibre 12 ou 13 avec des coudes en J. Les écrous de rayon sont difficiles à distinguer, mais ils paraissent externes avec une transmission carrée. Tout cela me semble étrangement familier.
Ici, on peut mieux voir les cellules solaires déployées sur un appareil en forme de coquille qui se referme la nuit.
Ainsi, les roues à câbles tendus, imaginées initialement par Sir James Cayley pour l'aéronautique, sont désormais présentes sur la Lune. Celles destinées au rover martien de 2020 ne semblent ni plus légères ni plus robustes que celles de Lunokhod, conçues il y a près de 40 ans. Leur conception paraît flexible, une caractéristique surprenante puisque les leviers qui les actionnent sont déjà articulés pour suivre le terrain à très basse vitesse.
Ce serait formidable que l'équipe de la mission martienne explique ce choix de conception. Certains d'entre nous pourraient arguer que des rayons tendus sont plus légers et ont fait leurs preuves. Mais après tout, ce rover n'aura pas beaucoup de concurrence à la surface. C'est une course vers Mars, mais une fois atterri, ce sera plutôt une virée entre amis !
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Steve Kurt
novembre 02, 2021
Very interesting to see this discussed! In the early 90’s, an exhibit on the Soviet space program came to the local science center. It consisted largely of what appeared to be non-flight hardware of various Soviet space and planetary probes, including their lunar lander. The lunar lander was displayed on a faux lunar surface, and was operated via remote control, moving back and forth and actuating some of the scientific instruments and such.
Like yourself, one of my questions was about the spoked wheels. I tried to speak to one of the people operating the lunar rover, hoping to learn whether these were commercially made spokes, etc, but he was a native Russian/Soviet, and didn’t understand English. I did try drawing a spoked wheel in the sand, hoping to convey my question, but didn’t make any progress. :-)
I did manage to take a number of photos of the exhibit. This is a link to a shot with the best view of the wheels….
https://c2.staticflickr.com/8/7348/12229189584_816f98ca1c_b_d.jpg
regards,
Steve