moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerie 2020-2021

Úkolem každého týmu v soutěži Moon Camp Pioneers je navrhnout ve 3D kompletní měsíční tábor pomocí aplikace Fusion 360. Musí také vysvětlit, jak budou využívat místní zdroje, chránit astronauty před nebezpečím vesmíru a popsat obytné a pracovní prostory.

Tým: Via Appia

Bilíkova 24/Bachova 4/Kijevské gymnázium 267  Bratislava    Slovensko 18, 19, 15 První místo - nečlenské státy ESA

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Castrum má být základem pro kolonizaci Měsíce lidmi. Bude to první základna, která bude plně soběstačná, bez potřeby dodávek ze Země. Zpočátku bude mít naše základna 2 velké víceúčelové moduly. Po několika pilotovaných misích bude instalován další středně velký víceúčelový modul. Nakonec bude mít naše základna aeroponický modul, obytný modul a laboratoř.

Všechny moduly, chodby (s výjimkou prostorů s dveřmi proti výbuchu) a stěny přechodových komor (s výjimkou přístavů pro rovery a skafandry) jsou nafukovací a vyrobené z kompozitních materiálů. Vybavení, jako jsou plynové nádrže a pilotované průzkumné rovery (MER), je vyrobeno z pevných materiálů, jako jsou uhlíková vlákna nebo hliník. Pokud jde o pozemní vozidla, máme 2 MER s přetlakovou atmosférou, 3 automatické rovery, 2 "Legionáři", které se používají pro stavební a výkopové práce, a 1 "Centurion", které budou použity pro venkovní průzkum, aby se minimalizovala potřeba EVA. Počet roverů může být zvýšen dalšími nákladními misemi ze Země. Naše základna má 2 konfigurace: 1. Základna, která je zcela na povrchu, a 2. Základna, která je napůl na povrchu a napůl ve zpracovaném kráteru.

Výstavba základny je rozdělena do tří fází. Dohromady budou potřeba 3 bezpilotní lety s raketou Ariane 6 a 1 pilotovaný let s lodí ESA, NASA nebo soukromou kosmickou lodí. Naši základnu může obývat 6 dlouhodobých astronautů nebo 12 krátkodobých astronautů.

Odkaz na video: https://youtu.be/j-M4NzxQI9Q

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Základnu umístíme poblíž jižního pólu Měsíce. Toto místo jsme si vybrali kvůli dostupnému slunečnímu záření, které je naším hlavním zdrojem energie (asi 80-90 % za cyklus). V této oblasti najdeme mnoho kráterů, ve kterých se nachází led. Led budeme využívat k zásobování naší základny vodou. Navíc díky krajině budeme moci vybudovat další základnu poblíž Castrumu.

Pro první konfiguraci budou našimi hlavními kandidáty všechny oblasti, které nejlépe vyhovují našim potřebám. V případě druhé konfigurace jsme našli několik kráterů, které jsou dostatečně velké na to, aby se do nich vešly naše velké moduly (a zkrátily tak fázi výstavby a ochránily naši měsíční základnu).

Zde jsou souřadnice potenciálních míst pro stavbu naší základny: Délka: -89.399 Délka: -89.399 Délka: -89.399 Délka: -89.399 173.889, Šířka: 399.399 -89.31 Lon: 93.898, Lat: -89.582 Lon: 70.442.

Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Popište techniky a materiály, které použijete.

Jak jsme již zmínili, než bude základna plně funkční, proběhnou 3 fáze a existují 2 různé konfigurace naší základny.

  1. "Přípravná fáze": Přistaneme na povrchu "Cesar" (Automatická stanice, která bude dodávat energii [prostřednictvím RTG] pro rovery a kontakt se Zemí) se 3 rovery bez posádky "Centurion" a "Legionáři" v blízkosti vybraného staveniště. Legionáři budou použiti k vykopání a vytištění staveb pomocí měsíčního regolitu a Centurion bude pokračovat v průzkumu okolí. V případě, že se něco pokazí s legionáři nebo Cesarem, může Centurion pomoci nebo být použit jako záložní zdroj energie a komunikační centrála.
  2. "Fáze výstavby": Zde se věci rozdělí na dvě části. Pokud se rozhodneme postavit základnu z poloviny pod zemí, použijeme 2 velké přírodní nebo umělé (pomocí dopadové sondy před fází 1) krátery. Legionáři pomocí svých bubnů srovnají dno kráterů a vykopou příkopy, aby je spojili. Pokud zvolíme konfiguraci s celopovrchovým povrchem, budou muset legionáři staveniště mírně zarovnat. Až bude vše hotovo, začnou tisknout ochranné pláště modulů, přechodových komor a chodeb.
  3. "První lidé, kteří zůstávají": Než vylodíme první obyvatele naší základny, vylodíme 2 nákladní mise s vyprázdněnými moduly, chodbami a přechodovými komorami, nějakým vybavením a vnitřním interiérem. Poté přistanou astronauti a nafouknou moduly, spojí části, připraví přechodové komory atd... Budou dekonstruovat Cesara pod "Operace Brutus" pro další díly: plynové nádrže, potrubí, antény, baterie...
Prostředí na Měsíci je pro astronauty velmi nebezpečné. Vysvětlete, jak je váš měsíční tábor ochrání.

Naše astronauty ohrožuje několik různých prvků.

  • Aby byli astronauti v bezpečí před vesmírným vakuem, je naše základna plně hermetická. Naši základnu jsme navrhli tak, aby v případě ztráty tlaku v jednom z modulů mohli astronauti základnu opustit přechodovou komorou.
  • Na ochranu modulů před (mikro)meteority a radiací vytiskneme horní ochrannou vrstvu z měsíčního regolitu (který bude pevnější než beton se speciálním složením).
  • Aby byli astronauti v bezpečí před intenzivním gama zářením (které by mohlo proniknout ochrannou vrstvou), používáme náklad ve 2. patře k dodatečné ochraně 1. patra, kde astronauti pracují. Místa, kde astronauti tráví většinu času - jako je místnost posádky, kde spí - budou speciálně chráněna nejhustším nákladem.
  • K udržení tepla na základně budeme používat elektrický ohřívač vody (nebo v nejhorším případě RTG).
Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:
Voda
Potraviny
Elektřina
Vzduch

Na začátku si astronauti s sebou přinesou trochu vody. Až bude základna hotová, začneme získávat vodu z nejbližšího známého místa(například z kráteru Shackleton).
Veškerá odpadní voda se shromažďuje a čistí, aby mohla být znovu použita. Můžeme se také pokusit získat vodu z půdy Měsíce, ale touto technikou bychom jí mnoho nenasbírali. Vodu budeme potřebovat pro elektrolýzu, aeroponii, pitnou vodu a hygienu.
Na palubě budeme také skladovat vodík a kyslík a v případě nedostatku vody je můžeme opět spojit ve vodu.

Po první období pobytu na Měsíci se bude jídlo dovážet ze Země. Pro dlouhodobé mise budeme využívat náš modul Aeroponics, který zajistí dostatek potravin pro prodloužení doby trvání mise.
Až bude modul aeroponie dokončen, bude poskytovat dostatek potravin pro prodloužení mise o několik let. Budeme v něm pěstovat různé druhy rostlin: bylinky, některé druhy zeleniny, cukrovky. Abychom maximalizovali produkci potravin, budeme používat geneticky modifikované rostliny, speciální směs hnojiv a nepřetržitě optimalizované světlo pro zajištění fotosyntézy.
Rostliny budou pro posádku prioritou číslo 1.

Jak jsme již zmínili, energii pro rovery budeme na začátku zajišťovat pomocí RTG, abychom minimalizovali riziko ztráty stavebního týmu. Po přistání astronautů bude RTG zakopán (kvůli bezpečnosti), ale v případě nouze jej můžeme vytáhnout a použít.
Aby byla základna napájena 90 % dne, umístíme solární panely na nejvyšší, nejbližší kopec. V noci budeme využívat nahromaděnou energii(prostřednictvím kyslíku a vodíku) v palivových článcích, téměř všechny experimenty budou offline, aby se minimalizovala spotřeba energie, a veškerá energie bude využita k udržení rostlin a lidí při životě.

Na začátku si astronauti s sebou přinesou kyslík a dusík. Pro dlouhodobé mise se bude kyslík vyrábět elektrolýzou a část můžeme získat také z měsíčního regolitu.
Aby bylo prostředí uvnitř základny bezpečné pro lidi, budeme mít počítač, který bude monitorovat hladiny CO2, O2, N2, H2O a tlak uvnitř modulů, podobně jako na ISS.
Kyslík a vodu lze na Měsíci vyrobit, ale dusík je třeba poslat ze Země. Projekt MELISSA bude sloužit k recyklaci CO2 na O2 a k minimalizaci nároků na vodu.

Vysvětlete, jaký bude hlavní účel vašeho měsíčního tábora (například: komerční, vědecké a/nebo turistické účely).

Naše základna má více účelů:

  • Komerční: Umožníme firmám přistávat se svými sondami na naší tištěné přistávací ploše. Budeme také tankovat a připravovat nákladní rakety z Měsíce na Zemi, až naše základna začne produkovat hodně vodíku a kyslíku.
  • Vědecké: Na naší základně máme laboratoř pro studium chování rostlin, lidí, zvířat, materiálů, plynů atd. na povrchu Měsíce. Také náš MER nám umožní cestovat po oblasti jižního pólu.
  • Na naší základně se mohou ubytovat i další krátkodobí turisté.
  • Infrastruktura: Naši legionáři budou stavět silnice kolem kráteru Shackleton("Na Měsíci vedou všechny cesty ke kráteru Shackleton"), aby se propojily budoucí kolonie a aby se cestování na Měsíc na dlouhé vzdálenosti stalo bezpečnějším a efektivnějším.
  • Lidstvo: Naše základna připraví půdu pro založení první kolonie na Měsíci a bude bránou do naší sluneční soustavy.
Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

Den astronautů na naší základně začíná v obytném prostoru. Tam budou mít vše pro ranní rutinu. Po snídani dostanou astronauti ze Země svůj rozvrh. Inženýři budou muset projít kontrolou systémů, botanici aktualizovat stav svých plodin a vědci zkontrolují své experimenty.

Poté se astronauti připraví na EVA, skupina minimálně dvou lidí vyjde ven a nasbírá vodní led z nejbližšího naleziště. Po nasbírání dostatečného množství vzorků astronauti led naskládají do krabice vyhřívané sluncem, kde všechen roztaje. Poté bude dopraven na základnu k dalšímu využití v ISRU.(Využití zdrojů na místě).

Po dokončení každodenní "ledové" mise se někteří astronauti vrátí na základnu, zatímco ostatní se krátce projdou po některých místech, aby vykopali vzorky pro další analýzu. V případě, že by se něco pokazilo s venkovním vybavením, bude MCC ze Země informovat posádky venku o aktuálních informacích o misi a poskytne astronautům další informace a postupy pro opravu porouchaného vybavení. Speciálně naplánovaná expedice, plně monitorovaná z MCC na Zemi, by využila MER k dlouhé cestě kolem jižního Pole Region, sbírání zajímavostí vzorků a mapování nových lokalit. Poté budou plány EVA pro tento den dokončeny a astronauti se vrátí na základnu.

Aby si astronauti udrželi zdraví v měsíční gravitaci, budou muset každý den cvičit v naší tělocvičně po dobu asi 3 hodin. Pobyt tak daleko od Země může způsobit, že se posádce bude stýskat po vegetaci a vůni přírody. Z tohoto důvodu jsme pro ně vytvořili místo k odpočinku v modulu Aeroponics, kde si mohou odpočinout a pobavit se v blízkosti rostlin.

Na konci dne projdou astronauti mentální kontrolou, při které budou odpovídat na otázky a popisovat své myšlenky. Astronauti budou mít volný čas na kontrolu nebo odpovědi na e-maily od svých přátel a rodin ze Země. Poté budou astronauti večeřet. Později se vykoupou a půjdou do obytného prostoru, kde budou asi 8 hodin odpočívat.

Aby byl zachován maximální výkon při výrobě energie solárními panely, we by naplánoval 3 astronauty, aby zůstali vzhůru, zatímco ostatní spí. . V případě důležitých událostí budou muset všichni astronauti zůstat vzhůru.



← Všechny projekty