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: Ženský vesmírný jam
IES Cervantes Madrid Španělsko 17, 16
Externí prohlížeč pro 3d projekt
Popis projektu
Využití zdrojů in situ (ISRU) se využije ke snížení rizika a nákladů na výstavbu a provoz lunární základny. |
|||
Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?
Slunce svítí nejvíce na skrytou tvář Měsíce. Pokud umístíme náš tábor na tuto oblast, budeme díky velkému množství slunečního světla získávat elektřinu pomocí solárních panelů. Kromě toho bychom ho chtěli umístit na jižním pólu. Jsou tam hluboké tmavé krátery plné ledu a chemických prvků, z nichž bychom mohli získávat kyslík, vodík, vodu, palivo... Navíc bychom mohli z ledu získávat vodu, aniž by nám došla. Z našeho pohledu je nejlepší umístit náš tábor na jižním pólu a na skryté straně Měsíce. Tímto způsobem bychom měli více světla, ledu a mohli bychom zabránit tání. Jelikož tento satelit nemá atmosféru, čím blíže bychom byli k jižnímu pólu, tím menšími teplotními výkyvy bychom trpěli, protože bychom měli kolem sebe ledové bloky. Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Popište techniky a materiály, které použijete.
Stavba měsíčního tábora vyžaduje použití materiálů, které lze získat na Měsíci, známých také jako ISRU. Jedním z těchto zdrojů, které lze nalézt v hojném množství, je regolit. Má mnoho využití, například pro získávání kyslíku, ale umožňuje také tvorbu cihel pro měsíční základnu. Skládá se z prachu, půdy, kusů čedičových hornin a dalších materiálů, které lze získat na jakémkoli planetárním povrchu. Jedná se o tvrdý a kompaktní materiál. Prostředí na Měsíci je pro astronauty velmi nebezpečné. Vysvětlete, jak je váš měsíční tábor ochrání.
Měsíc se nachází uvnitř heliosféry, kterou vytváří Slunce a která ho chrání před většinou kosmického záření. Jelikož se však nachází mimo magnetosféru, ochranné magnetické pole Země, které odráží většinu slunečních částic, dostává se na něj vysokoenergetické sluneční záření. Toto ionizující záření způsobuje různé formy biologického poškození biomolekul, buněk a tkání, což může být škodlivé pro duševní zdraví astronautů, což u nich vede ke změnám chování, únavě či vysoké míře stresu, nebo jim dokonce může způsobit rakovinu. Abychom se vyhnuli těmto negativním účinkům na astronauty, pracovali bychom především s přírodními zdroji z Měsíce. K budování infrastruktury bychom použili regolit, a to díky jeho prokázanému ochrannému účinku proti radiaci. Kromě toho bychom spací modul, všechny zásoby a sklad potravin umístili do měsíčních podzemních jeskyní, které fungují jako přírodní zmírňovače radiace. Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:
|
|||
Voda
|
Potraviny
|
Elektřina
|
Vzduch
|
Základna bude umístěna na jižním pólu Měsíce, aby bylo možné získávat vodu z ledu. Na základně se bude shromažďovat a filtrovat pro pozdější použití. Kromě toho budeme získávat další vodu z kráterů v blízkosti osady. Tyto krátery obsahují led a chemické prvky. Budeme moci získat atomy vodíku a kyslíku, z nichž se vytvoří molekuly vody. Led bude shromažďován a filtrován na základně pro jeho pozdější využití. Vodu budeme získávat také z regolitu, metanu a z lidského odpadu. |
Zelenina a ovoce se budou pěstovat ve skleníku. Půda se bude skládat z regolitu, vody a lidského odpadu. Musí být také bohatá na dusík. Tlak uvnitř skleníku bude podobný tlaku zemské atmosféry. V táboře bude kruhový vodní okruh, který bude přebytečnou vodu přesměrovávat do skleníku. Cílem je zalévat rostliny uvnitř skleníku. Potraviny budou uloženy ve skladu poblíž kuchyně. Kromě potravin ze skleníku budou astronauti ze Země vozit zpracované balíčky s potravinami. |
Elektřinu lze získávat ze solárních panelů, protože na Měsíci se díky absenci atmosféry nebo ionosféry získává více energie. Záření je však 1000krát větší než na Zemi, takže může solární panely poškodit nebo snížit jejich účinnost. |
Pro získání kyslíku je jednou z nejlepších možností využití měsíčního regolitu, který ve svém složení obsahuje 45% kyslíku. Je chemicky vázán na kovy, takže je obtížné z něj získat atomy kyslíku. Proces vyžaduje komoru, v níž je regolit ponořen do sloučenin roztavené soli o teplotě 950 °C a prochází jí proud vzduchu. Díky tomu se spustí proces extrakce kyslíku. Nedávný výzkum zlepšuje teplotní požadavky na získávání kyslíku. Je zřejmé, že to musí být doplněno metodami recyklace kyslíku. Nejúčinnější z nich, která je v současné době k dispozici, je známá jako roxin. |
Vysvětlete, jaký bude hlavní účel vašeho měsíčního tábora (například: komerční, vědecké a/nebo turistické účely).
Hlavní účel je vědecký, zaměřený na průzkum měsíčního povrchu a jeho materiálů. Umožní také vědcům experimentovat v jiných tlakových, radiačních, gravitačních a vlhkostních podmínkách, než jaké panují na Zemi. Existuje i další vědecký účel, který spočívá ve vytvoření raketoplánu na Mars nebo jiné mise. Vzhledem k tomu, že na Měsíci není gravitace, je start raket snazší. Kromě toho lze Měsíc využít jako tranzitní prostor pro cestu astronautů na Mars, až bude dosaženo optimálního času pro cestu. Měsíc má technologicko-průmyslový účel, protože je bohatý na materiály a minerály, které jsou zajímavé pro různé využití, jako je titan a další vzácné kovy. Existuje několik podniků, které se již zaměřují na využívání těchto zdrojů. Kromě toho existuje několik společností zaměřených na možnosti turistického využití, ale to je dlouhodobý záměr. |
|||
Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.
Vzhledem k tomu, že světelný den na Měsíci trvá 14 pozemských dní a že lidské tělo není schopno vydržet tolik hodin bez spánku, budeme vycházet z pozemského dne (24 hodin), který by byl podobný dni na Mezinárodní vesmírné stanici. Den rozdělíme na tři různé části: pracovní období (přibližně 12 hodin), období odpočinku (4 hodiny) a období spánku (8 hodin). Na začátku budou mít astronauti hodinu (první z odpočinkové doby) po probuzení na to, aby zahřáli své tělo fyzickým cvičením. Protože gravitace na Měsíci je desetkrát nižší než gravitace na Zemi, svaly a orgány se v důsledku změny krevního tlaku mění a slábnou. Z tohoto důvodu je nezbytná kompletní fyzická příprava na začátku dne. Po tréninku se všichni členové posádky sejdou v kuchyni, aby se mohli nasnídat. Poté provedou poradu v telekomunikačním modulu, aby si rozdělili denní úkoly. Mezi jednotlivými úkoly bude v první polovině dne oběd a odpočinek, kdy se všichni sejdou na zhruba hodinu v jídelně. Po skončení všech povinností, přibližně v polovině dne, budou mít asi 2 hodiny volného času, než se navečeří a půjdou opět spát, aby si astronauti mohli dopřát přiměřené množství spánku (8 hodin). |