moon_camp

Moon Camp Explorers Galerie 2019-2020

V soutěži Moon Camp Explorers je úkolem každého týmu navrhnout ve 3D kompletní měsíční tábor pomocí programu Tinkercad. Musí také vysvětlit, jak budou využívat místní zdroje, chránit astronauty před nebezpečím vesmíru a popsat obytné a pracovní prostory.

Tým: Betta Team

Gytool  Olomouc    Česká republika

Externí odkaz pro 3d

Popis projektu

Náš měsíční tábor se skládá ze 6 pyramid:

1/ pyramida kosmonautů - kosmonauti tam spí, jedí a pijí.

2/ laboratoř určené k provádění vědeckých experimentů

3/ pyramida služeb obsahuje systém generování kyslíku C.O.W., hlavní baterie, přívod vody a recyklátor.

4/ garáž pro parkování roverů a kosmických letadel připojených k základně, aby byl funkční systém podpory života.

5/ skleník rostliny produkující kyslík navíc, připomíná astronautům domov.

6/ posilovna je umístěno cvičební zařízení, které astronauti denně používají ke snížení dopadu nízké měsíční gravitace na jejich tělo.

Základna při plné funkčnosti je vybaven 2 rovery a 2 kosmickými letadly, která slouží k příletu a odletu. Pojme až 6 astronautů. Kosmická letadla mají na palubě také náhradní palivo, které umožňuje průzkum libovolné oblasti na Měsíci, kde lze provádět různé experimenty.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Blízko měsíčních pólů

Proč jste si vybrali právě toto místo?

Naše základna se nachází v blízkosti jižního pólu na okraji kráteru, protože je zde téměř stálé sluneční světlo, které umožňuje efektivní využití otočných solárních panelů, a jsou zde místa s trvalou tmou (tj. dna kráterů) - ideální pro systémy náchylné k přehřátí. Minimální změna teploty snižuje energetické nároky na ohřev/chlazení základny a umožňuje použití některých materiálů s nižším bodem tání, např. lithia. Sondy, např. sonda Lunar Reconaissance Orbiter, objevily značné množství ledu, který lze využít jako nouzový zdroj vody a kyslíku (pokud se elektrolyzuje).

Voda
Potraviny
Elektřina
Vzduch

Naše základna vyrábí vodu pomocí systému C.O.W., který filtruje CO2 vznikající při dýchání a přeměňuje jej na pevnou látku. Po jeho oddělení probíhá Sabatierova reakce CO2+4H2→CH4+2H2O. Vodík, který se používá jako palivo při letu ven, se čerpá do komory o teplotě 400 °C a zvýšeném tlaku, kde reaguje s CO2 za vzniku metanu, který se používá v kosmických letadlech jako palivo při letu na Zemi. H2O se elektrolyzuje, vyrobený vodík se čerpá zpět do komory, aby reakce probíhala, a kyslík se vypouští a používá k dýchání. K dispozici je také robot, který těží led pro získávání vody. Močový reprocesor znovu využívá již vyrobenou vodu.

Náš skleník je hlavním zdrojem potravy, pěstují se v něm převážně luštěniny, protože obsahují hodně bílkovin, sacharidů a vlákniny, tedy věcí nezbytných pro lidský organismus. Pro zachování pestrosti potravin se pěstuje také některé ovoce a zelenina. Kosmonauti budou příležitostně jíst maso, ryby, čokoládu a další pochoutky přivezené ze Země v dehydrované podobě. Skleník je navržen tak, aby základna byla udržitelná i bez potravin dodávaných ze Země. Obytný modul obsahuje šestidenní nouzové zásoby, tj. baterie, dehydratované potraviny, malou nádrž na vodu pro zásobování vodou a přívod vzduchu ze systému C.O.W..

Naše základna má dva hlavní zdroje energie - soustavu otočných solárních panelů o rozloze 125 metrů čtverečních, naprogramovaných tak, aby sledovaly Slunce a vyráběly co nejvíce energie, umístěnou na okraji kráteru poblíž základny, a 12 radioizotopových termoelektrických generátorů (RTG), umístěných v kráteru v trvalé tmě, aby se snížilo jejich přehřívání a aby byl větší teplotní rozdíl mezi horkým a studeným koncem obvodů, a proto vyráběly více energie díky silnějšímu Seebeckovu efektu. V případě selhání obou systémů jsou v obytné i servisní pyramidě umístěny baterie, které udržují základnu v chodu, než dorazí záchranáři.

C.O.W. produkuje velké množství kyslíku, vody, metanu a vodíku. K udržení tlaku a teploty pro Sabatierovu reakci, k čerpání vody, k přivádění vzduchu do systému, k jeho ochlazování za účelem oddělení oxidu uhličitého a k navracení kyslíku zpět do vzduchu je zapotřebí mnoho energie. Když je potřeba snížit spotřebu energie, lze systém C.O.W. vypnout, s výjimkou přívodu vzduchu a výstupu kyslíku. Funguje v nouzovém režimu s použitím pelet superoxidu draselného:
4KO2+2H2O → 4KOH+3O2
2KOH+CO2 → K2CO3+H2O
4KO2+2CO2 → 2K2CO3+3O2
Tím se výrazně snižuje spotřeba energie. Obytný modul obsahuje šestidenní zásoby kyslíku.

Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Jaké materiály použijete?

Na povrch vyšleme 2 robotické stavitele, ocelové a titanové segmenty pyramidy, RTG, kyslík (k natlakování modulů) a solární panely pomocí padákového jeřábu. První robot sestaví pyramidy, solární panely a RTG, druhý vykopává bloky regolitu, které jimi pokrývají boky pyramid. Regolit je roztavený, aby je chránil před mikrometeoroidy a radiací. Vnitřní vybavení je vyrobeno z hliníkových slitin nebo plastu. Roboti zůstávají v blízkosti základny pro budoucí použití. První dvě expedice, každá se třemi kosmonauty, dokončí základnu a otestují systémy. Další expedice přivezou vědecké experimenty a zahájí průzkum.

 

Prostředí Měsíce je pro astronauty velmi nebezpečné. Vysvětlete, jak je váš měsíční tábor ochrání.

Základna je ochrání díky vrstvě roztaveného (nyní studeného a pevného) regolitu na pyramidách, který spolu s ocelovou konstrukcí chrání většinu radiace a přežije i malé dopady mikrometeoroidů. Vrstva také snižuje teplotní změny, čímž dále snižuje energetické nároky. Všechny pyramidy mají alespoň 1 přechodovou komoru, tj. kosmonaut se skafandrem EVA se může z kterékoli její části vydat na EVA nebo zpět na základnu. Četné přechodové komory snižují riziko uvíznutí na EVA (neexistuje funkční modul s funkční přechodovou komorou) a zjednodušují operace s těžkými nebo velkými předměty.

Popište den na Měsíci pro jednoho z astronautů vašeho Moon Campu.

Běžný den kosmonauta začíná v 7:30. Po skončení ranní hygieny následuje snídaně z rostlin ze skleníku základny a kolem deváté hodiny začíná pracovní den. Pokud je naplánován průzkum nějaké jiné části Měsíce, mohou se kosmonauti vydat na EVA, odvézt na místo rover a zůstat tam celý den a provádět experimenty, nebo, pokud je místo vzdálené od základny, řekněme blízko měsíčního rovníku, letět tam jedním z raketoplánů. V tomto případě se kosmonauti vrátí následující pozemský den. Pokud není naplánován žádný průzkum, budou se místo toho provádět různé experimenty na základně nebo v její blízkosti - to zabere veškerý čas do poledne. V pozemské poledne si mohou kosmonauti v obytném modulu pochutnat na obědě, který se připravuje ze skleníkových rostlin stejně jako snídaně, ale z různých druhů rostlin, aby byla zachována určitá pestrost. Odpoledne je věnováno opravě porouchaných systémů a servisu těch funkčních, úklidu, a to jak zevnitř, tak prostřednictvím EVA, a po skončení servisu ještě nějakému experimentování. V pozdním odpoledni kosmonauti cvičí na cvičném přístroji, aby snížili vliv nízké měsíční gravitace na své tělo. Kolem osmé hodiny se podává večeře, po které mají kosmonauti volno. Mohou používat internet, cvičit, hrát hry, číst nebo dělat cokoli jiného, co nepředstavuje riziko pro ně nebo pro základnu. Zákaz vycházení je v deset hodin.


← Všechny projekty