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: Tábor Helenborough

Nidderdale High School & Community College  Most Pately    Spojené království 15

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Náš měsíční habitat je navržen jako první dlouhodobá lidská kolonie na Měsíci, která bude sloužit jako výchozí bod pro další kolonizaci a využívání zdrojů Měsíce lidmi.

 

Jejími hlavními cíli jsou:

  1. Provádět výzkum lunární geologie, lunární gravitace a dalších oblastí specifických pro Měsíc.
  2. Dlouhodobá přítomnost člověka na Měsíci.
  3. Vyrobit palivo pro účely dalšího průzkumu Sluneční soustavy.

 

Založení kolonie na Měsíci by bylo pro lidstvo velkým úspěchem a inspirovalo by novou generaci inženýrů, vědců a astronautů, aby nesli pochodeň lidstva do nových světů.

Habitat by sloužil jako základ pro další lidský rozvoj Měsíce a využívání jeho zdrojů.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Rozhodli jsme se postavit naše obydlí v kráteru Schrodinger. Toto místo jsme si vybrali, protože se zde nachází velké množství lávových trubic a relativně rovný povrch uvnitř vnitřního prstence, což je vhodné pro budoucí vývoj na povrchu.

 

Je také blízko jižního pólu a kráteru Shackleton. Bylo by výhodné vybudovat základnu v blízkosti pólů, protože se předpokládá, že se tam nachází led, který lze zpracovat na použitelnou vodu.

 

Schrodingerův kráter je jedním z mála míst na Měsíci, která vykazují známky nedávné geologické činnosti, což je skvělá příležitost pro další výzkum geologického složení a vývoje Měsíce. Pod povrchem kráteru Schrodinger se nacházejí lávové roury, které mohou poskytnout přirozené podzemní prostory pro výstavbu základny. To je výhodné, protože výstavba základny v podzemí poskytuje ochranu před slunečním zářením a mikrometeority.

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

Tábor bude postaven z jednotných modulů oddělených vzduchotěsnými dveřmi. To usnadní výstavbu základny a její údržbu. Díky tomu je základna také modulární, což znamená, že ji lze poměrně snadno rozšiřovat.

 

Stěny habitatu budou postaveny z jednotných obdélníkových titanových panelů dodaných ze Země. Tyto panely budou svařeny pomocí elektronových svařovacích technik. Elektronové svařování je oproti jiným metodám svařování výhodné, protože nevyžaduje žádné plyny a funguje ve vakuu. Střecha bude zkonstruována podobným způsobem, ale z trojúhelníkových panelů. Základy budou postaveny z titanových nosníků a podlahy z jednolitých hliníkových desek.

 

Některé větší moduly, jako jsou například prostory pro aeroponii, musí být vyrobeny z nafukovacích modulů. Je to proto, že by bylo velmi obtížné dopravit na Měsíc základní moduly této velikosti. Stěny budou mít kvůli větší bezpečnosti více vrstev. Každá vrstva bude mít individuální senzory, aby bylo možné sledovat tlak a upozornit na úniky dříve, než se rozrostou. Stěny budou podepřeny ocelovými sloupy.

Použití nafukovacích modulů také usnadňuje dodávku a výstavbu. Jediným problémem je, že tyto moduly nelze z bezpečnostních důvodů použít jako hlavní základní prostory.

 

Těžká zařízení se montují na místě. Velké vnitřní vybavení bude před montáží přemístěno uvnitř základny osadníky, aby se předešlo případným komplikacím s přesunem vybavení přes vzdušné uzávěry. Vnitřní vybavení se bude montovat, až bude základna plně natlakovaná.

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

Aby bylo stanoviště chráněno před radiací a mikrometeority, bude postaveno v lávové rouře. Jednotlivé sekce základny jsou odděleny vzduchotěsnými dveřmi, takže v případě, že dojde k selhání tlaku v jednom z oddílů, jsou chráněny i ostatní prostory. Součástí habitatu je lékařský prostor s operačním sálem. Obyvatelé se budou moci v případě nouze evakuovat na povrchovou základnu.  

 

Systém podpory života v obytném prostoru může řídit proudění vzduchu do každého oddělení zvlášť. To je nutné proto, aby v případě mimořádné události v jedné části základny mohly provozní části stále fungovat, aniž by ventilační systém představoval riziko.

 

Stanoviště je rovněž vybaveno protipožárním systémem. Pokud je zjištěn požár, může systém podpory života zaplavit prostor argonem, aby se snížila koncentrace kyslíku a oheň se uhasil. Tím nedojde k poškození citlivého vybavení. Případní obyvatelé se budou muset předem evakuovat.

Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:
Voda
Potraviny
Elektřina
Vzduch

Průzkum bude prováděn pomocí satelitu vybaveného neutronovým spektrometrem s cílem najít vhodné místo pro sklizeň ledu. Jakmile bude lokalita nalezena, přistane průzkumný systém ESA a zahájí sklizeň ledu. K dopravě ledu z místa těžby na základnu, kde bude zpracován, bude použita raketa. Led bude poté uložen do nádrží, kde bude roztaven slunečním zářením. Elektrolýzou a tlakovým systémem se získá kyslík a vodík, které se použijí jako raketové palivo, dýchací vzduch a palivo pro vodíkové palivové články.

Pro pěstování potravin budeme používat aeroponický systém. Aeroponie je výhodnější než jiné metody pěstování plodin, protože nevyžaduje půdu a ve srovnání s hydroponií spotřebuje méně vody.
Sója se bude pěstovat kvůli bílkovinám a tukům, kapusta kvůli vitaminům K, C, E a vápníku. Brambory se budou pěstovat pro sacharidy a vitamin A.
Některé potraviny, které nepodléhají rychlé zkáze, se budou dovážet ze Země, protože na základně této velikosti není možné vyrobit vše potřebné na místě. Astronauti budou také denně užívat vitamínové doplňky, aby se u nich neprojevil nedostatek vitamínů.

Elektřina se bude vyrábět a skladovat různými metodami po celý den.

Když je měsíční den, k výrobě elektřiny se používají solární panely. Elektrolýza bude během dne vyrábět vodík a kyslík. Plynný vodík a kyslík budou skladovány pro použití vodíkových palivových článků, protože solární panely nemohou pracovat v noci.

Zařízení pro elektrolýzu bude napájeno pouze přes den, aby se zabránilo nedostatku vodíku. Je to proto, že k výrobě vodíku pro palivové články je zapotřebí více energie, než kolik energie se uvolní z vodíku v palivových článcích.

Zpočátku bude nutné dovážet zdroje kyslíku ze Země. Po krátké době bude možné zahájit místní výrobu kyslíku elektrolýzou vody. Ke zlepšení kvality ovzduší přispěje pěstování rostlin přímo na místě. Vzduch bude cirkulovat pomocí ventilačního systému v celé základně, který zajistí, že oxid uhličitý bude ze vzduchu filtrován a nebude způsobovat jeho nebezpečné hromadění. Dusík nebo jiný podobný inertní plyn je nutný jako ředidlo, aby atmosféra stanoviště nebyla nebezpečně bohatá na kyslík. Ředidla bude třeba dovážet ze Země.

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

Tábor Helenborough, pojmenovaný po astronautce Helen Sharmanové, bude zaměřen především na vědecké studium a průzkum Měsíce. Přinese cenné vědecké objevy nejen pro ESA, ale i pro mezinárodní spolupracovníky. Cenné zkušenosti budou získány také z dlouhodobých misí na táboře. Tyto zkušenosti by se ukázaly jako neocenitelné pro ty, kteří pracují na vyslání prvních lidí na Mars a další nebeská tělesa.

 

Tato mise je ze své podstaty riziková, takže v počátečních fázích nebudou žádné turistické příležitosti. V budoucnu se však mohou objevit příležitosti pro některé civilní návštěvy, podobně jako tomu bylo v minulosti u placených návštěv ISS.

 

Mohou zde být také příležitosti pro komerční rozšíření základny, např. přistávání a doplňování paliva komerčních kosmických lodí na cestě k Marsu a dále nebo třeba vývoz vzácných materiálů nalezených na Měsíci. Tyto mise by však musely být předem pečlivě posouzeny a naplánovány.

Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

V 7:00 SEČ se probudí denní směna. Středoevropský čas byl zvolen proto, že toto časové pásmo používá ESOC (Evropské středisko kosmických operací) a je to časové pásmo, na které bude přizpůsobena většina astronautů ESA.

Po vstávání se obléknou a použijí umývárnu - pak se nasnídají a teprve pak začnou pracovat. Posádky budou pracovat ve dvouhodinových směnách, které budou každé čtyři hodiny odděleny přestávkami na odpočinek.

Posádky pracující uvnitř hlavního stanoviště budou také monitorovat kritické systémy, jako je podpora života a elektřina. Každý astronaut bude ve službě 12 hodin denně, ale nepůjde o nepřetržitou práci, budou mít přestávky na odpočinek a na oběd, aby nebyli přepracovaní. Budou se používat rotační spánkové plány, aby bylo zajištěno, že alespoň dva obyvatelé, z nichž jeden bude systémový specialista, budou neustále vzhůru. To má zajistit, aby byly všechny systémy neustále sledovány a v případě potřeby mohla být kdykoli provedena neplánovaná údržba.

Na stanovišti se nachází posilovna se dvěma odporovými cvičebními stroji, které využívají mechanismy jako odporovou sílu namísto gravitace. Jedním z nich je veslovací trenažér, který bude sloužit k udržení síly horní části těla a svalové hmoty, druhým strojem je cvičební kolo, které bude sloužit k udržení kardiovaskulární a aerobní kondice a také síly a prevenci atrofie kostí a svalů. Všichni obyvatelé budou mít určenou dobu, kdy budou mít přístup ke cvičebním zařízením v tělocvičně. To je nezbytné k tomu, aby jejich svaly a kostní struktury nedegradovaly v důsledku nižší gravitace.

V době rekreace budou mít obyvatelé přístup k vlastním notebookům, z nichž každý bude mít k dispozici 500 GB osobních médií.

Během překrývání směn budou mít obyvatelé čas na týmové aktivity, které posílí morálku a spolupráci. Během této doby budou také společně vařit a jíst večerní jídlo/snídani. Vedoucí směn budou pořádat instruktáže, aby se ujistili, že všechny potřebné informace jsou předány následující směně, a aby formálně vyznačili zahájení/ukončení své denní směny v denících misí.



← Všechny projekty