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: Cebullion

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Polsko 14 a méně, 16, 18

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Naše základna se nachází na dně kráteru Shackleton poblíž jižního pólu Měsíce. Bude ji tvořit nafukovací kopule ve tvaru koule z kevlaru 29, jejíž polovina bude zakopána do měsíčního povrchu a druhá polovina pokryta regolitem. Další část bude tvořit oblouk z lunárních cihel, který bude sloužit jako garáž a prostor mimo základnu a zároveň bude chráněn před radiací. Cílem naší základny je studovat Měsíc pro lepší pochopení světa kolem nás, ověřit účinky dlouhodobého pobytu člověka ve vesmíru a studovat možnosti získávání He-3 z měsíčního regolitu. Základna má být co nejlehčí, proto budou kopule (koule) nafouknuté a plánovaná garáž bude vyrobena pouze z materiálů z Měsíce. Základna bude domovem pro 4 astronauty a bude se skládat z pěti pater. Každé patro bude mít jinou funkci. Interiér základny bude stylizován tak, aby astronauti měli co největší psychický komfort a zároveň co nejmenší hmotnost vyslanou ze Země, např. plast stylizovaný na dřevo. V budoucnu má být základna soběstačná, aby to bylo možné, lze základnu snadno rozšířit (pomocí roverů, které jsou již na povrchu Měsíce) o segmenty s další hydroponií.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Základnu plánujeme vybudovat na jižním pólu Měsíce v Shackeltonově impaktním kráteru. Protože dráha Měsíce je skloněna pouze o 5 stupňů od ekliptiky, je vnitřek tohoto kráteru ve věčné tmě, díky čemuž budou astronauti chráněni stínem kráterů před kosmickým zářením a radikálními změnami teploty. Ve stínu kráteru se navíc nachází voda v podobě ledu. Velký rovný prostor uvnitř kráteru je velmi užitečný pro místa přistání, budoucí silnice a rozšíření základny. Vrcholky podél okraje kráteru jsou téměř nepřetržitě osvětleny slunečním zářením, na každém oběhu Měsíce stráví asi 80-90% vystaveny slunečnímu záření, takže jsme schopni vytvořit solární farmu, která bude základnu nepřetržitě zásobovat elektřinou.

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

V první fázi budou na povrch Měsíce dopraveny dva typy vozítek. Jeden pro kopání povrchu a druhý pro zarovnávání/otisk regolitu. Rypadla se postarají o vyhloubení jámy pro nafukovací základnu nebo o úpravu jednoho z menších kráterů, aby se pod něj vešly kulové konstrukce. Současně bude zahájena stavba oblouku (garáže). Oblouk bude postaven z cihel měsíčního regolitu vypálených ve speciálních slunečních tiskárnách. Tyto cihly budou umístěny na nafukovací povrch tak, aby tvořily opěrný oblouk (působící jako římské akvadukty). Až budou všechny cihly položeny, nafouknutý povrch bude odstraněn, čímž získáme velký prostor pod obloukem, který budeme moci volně využívat. Terén pod obloukem bude také snížen, aby se nám zvětšil prostor, který máme k dispozici. Samotná základna bude vyrobena z kevlaru 29 a umístěna do vykopaného půlkruhu a poté nafouknuta tak, aby vyplnila celý prostor jámy. Koule bude umístěna tak, že při opuštění základny (obytné části) se ihned vstoupí do oblouku. V další fázi výstavby se základna a oblouk zasypou vrstvou regolitu na ochranu před radiací. Budou pohřbeny pomocí vozítka s tiskárnou, které bude pomalu pokládat ochrannou konstrukci vrstvu po vrstvě. Pohyblivým tiskárnám budou pomáhat dříve potřebná kopací rypadla.

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

Největší hrozbou na povrchu Měsíce je kosmické záření a mikrometeority. Prvním bezpečnostním prvkem je umístění samotné základny, která se bude nacházet v hlubokém kráteru. Dalším stupněm ochrany je silná vrstva regolitu na obytné části a garáži. Základna je navržena s ohledem na menší možnost vystavení astronautů radiaci, takže když opustí obytný prostor, jsou okamžitě chráněni velkou střechou garáže. Garáž je místo, kde budou naši astronauti moci vykonávat práce, které vyžadují hodně místa nebo které je nutné provádět mimo základnu, např. údržba roverů, vybalování zásob ze Země. V případě nouze sestoupí naši astronauti do nejnižšího patra základny, kde jsou nejlépe chráněni před radiací. Sluneční erupce musí být monitorovány pro maximální bezpečnost astronautů.

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

Uvnitř kráteru Shackleton najde posádka vodu v podobě ledu. Pro získání pitné vody je třeba led rozpustit. Vodu je třeba připravit v úpravně vody, protože voda může být znečištěná. K dalším úkolům zpracovny vody patří monitorování vody a zajištění odhadovaného množství zásob vody. To pomůže při řízení základních zásob. Voda se bude recyklovat z moči a atmosféry základny, díky tomu se uzavře koloběh vody a téměř všechna voda se znovu využije.

Na začátku zřízení základny budou stravu zajišťovat pozemní služby. Postupem času by se však množství potravin vyprodukovaných na základně mělo zvyšovat, aby bylo dosaženo soběstačnosti. Zdrojem potravin je hydroponie na palubě základny. Výhodou tohoto řešení je velký výběr dostupných rostlin. Lze je vybírat speciálně pro specifickou stravu astronautů, aby jim poskytovaly potřebnou výživovou hodnotu. Základna bude také vybavena hmyzími farmami, kde bude chován hmyz, který zpestří stravu posádky a dodá jí snadno udržovatelný zdroj bílkovin. Složení stravy bude konzultováno s dietology na Zemi, aby se strava přizpůsobila potřebám posádky. Díky tomu budou astronauti zdraví.

Elektrická energie se bude získávat především ze solárních panelů. Panely budou umístěny na vrcholu kráteru, kde budou téměř vždy osvětleny (protože kráter leží na jižním pólu) a spojeny se základnou kabelem, který bude po celé délce pokryt vrstvou regolitu roverem (kvůli ochraně před mikrometeoroidy) . Zařízení, jako jsou rovery, budou napájena radioizotopovými termoelektrickými generátory (hlavně rovery, které byly umístěny před vybudováním solární farmy). V měsíční noci budeme získávat energii z baterií; vodík nahromaděný těžebním vozidlem a vodík, který bude vyroben elektrolýzou vody, když budeme mít příliš mnoho energie (např. ze solárních panelů během dne).

Vzduch je nezbytnou součástí systému podpory života (LSS). Vzduch se skládá převážně z kyslíku a dusíku, jejichž poměr by měl být co nejpodobnější zemské atmosféře. Aby se dodržely poměry směsi vzduchu, bude základna vybavena senzory pro měření a korekci složení atmosféry základny. Zpočátku bude vzduch dopravován ze Země. V dalších krocích bude základna vyrábět vzduch z vodní elektrolýzy. Systém podpory života bude nejen dodávat kyslík a odstraňovat oxid uhličitý z atmosféry základny, ale také zabraňovat hromadění plynů, jako je čpavek a aceton, které lidé v malém množství vypouštějí.

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

Cílem naší základny je studovat Měsíc, aby se ověřily účinky dlouhodobého pobytu člověka ve vesmíru a možnost získávání vzácného izotopu helia (He-3) z povrchu. Helium-3 je potenciálním palivem budoucnosti, které lze využít v pokročilých fúzních reaktorech k výrobě elektřiny na Zemi. Tento izotop budeme těžit pomocí lunárního těžebního vozidla. Vozidlo těží a zpracovává měsíční regolit, přičemž se pomalu pohybuje po měsíčním povrchu po určené dráze. Těžební vozidlo může za jeden rok získat přibližně 66 kg He-3. Pracuje pouze v lunárních dnech, protože potřebuje velké množství energie, kterou naše základna získává ze Slunce. Vozidlo získává z regolitu mnoho chemických sloučenin, včetně H2O (pro přímé použití na základně) a H2 (jako zásobu energie za měsíční noci).

Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

Den astronauta začíná ranní toaletou. Během ní může využívat bohaté hygienické zázemí naší základny. Bude tak moci začít pracovat čistý a svěží. K jeho denním povinnostem patří kontrola základny, zda na ní nejsou nějaké závady, např. netěsnosti, poté bude moci začít pracovat na vědeckém výzkumu, který mu byl v té době přidělen. Jeho dalšími úkoly bude doplnění chybějící technické a vědecké dokumentace, která umožní efektivní fungování základny a usnadní budoucí opravy a vylepšení. K povinnostem posádky bude patřit také péče o potraviny pěstované na základně. Péče o stav rostlin, jejich výsadba a příprava ke konzumaci. Na druhé straně je třeba v hmyzích farmách doplňovat živný roztok, což umožní, aby strava astronautů byla správně vyvážená a posádka mohla dostávat čerstvé potraviny. Během přestávek budou moci kosmonauti odpočívat ve speciálně připraveném prostoru na základně. Bude se také moci stravovat a využívat posilovnu v horním patře základny. To mu umožní udržovat správnou formu a kondici v podmínkách snížené gravitace. Během pobytu bude také povinně sledovat zdravotní stav, aby se potlačily případné nežádoucí účinky pobytu mimo zemi. Harmonogram posádky bude nepravidelný, protože úkoly pro posádku nebudou den ode dne podobné. Posádka bude provádět vědecké experimenty v mnoha oblastech, včetně geologické stavby Měsíce, vlivu nízké gravitace, možnosti získávání He-3 z povrchu, studia slunečního větru atd. Kolonisté budou mít k dispozici také 3D tiskárnu. Ta umožní tisknout potřebné nástroje a předměty v reálném čase. Pro fungování budou velmi důležité výstupy posádky do kosmu. Ty pomohou udržovat základnu a infrastrukturu mimo základnu, jako jsou nádrže, těžební roboti a fotovoltaické panely. Většina prací posádky bude probíhat pod střechou, aby byla chráněna před radiací. Pro první astronauty je hlavním úkolem usadit se, zkontrolovat technologie a provádět výzkum. Výzkum na He-3 může povzbudit investory, díky nimž další mise osídlení jen rozšíří, aby se Měsíc stal naším novým domovem.



← Všechny projekty