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: Projekt ZLE

Střední škola King Kekaulike  Pukalani    Spojené státy americké 16, 17

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Navrhli jsme měsíční tábor se záměrem mít mimořádně bezpečné, z velké části modulární a nejmodernější zařízení, které by mohlo zahájit novou éru lunárních experimentů. V jádru jsme vytvořili základnu, jejíž hlavní prioritou je bezpečnost. Téměř každý systém je trojnásobně redundantní, takže stačí, aby se jeden aspekt porouchal, což se v novověkém vesmírném výzkumu často stává, a celý systém může fungovat bezchybně dál. Dále jsme si stanovili cíl, aby celý systém, nejen obytné prostory, byl plně modulární, ale také bezpečný. Vzali jsme to v úvahu a navrhli jsme vše tak, aby bylo snadno zaměnitelné v interiérovém i exteriérovém uspořádání, aby se dalo sestavit a rozebrat jen pomocí skromné vrtačky. V neposlední řadě jsme začlenili některé z nejmodernějších konstrukcí kosmického průmyslu v oblasti kulminací energie a vody a také jsme zkonstruovali některé vlastní technologie, abychom se vypořádali s drsným povrchem Měsíce.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Náš měsíční tábor jsme si zvolili na okraji jižního pólu, v kráteru Shackleton. Toto místo jsme si vybrali, protože:

1) Nachází se dostatečně daleko od skutečného pólu, aby se zmírnily dopady prostředí, které by vznik základny na pólu způsobily, jako je radiace, větry, změny teploty a měsíční zemětřesení. 

2) Na okraje tohoto kráteru dopadá téměř nepřetržitě sluneční světlo, což umožňuje, aby naše solární farma pracovala na maximální výkon co nejdéle a spoléhala se na jiné záložní zdroje energie pouze tehdy, když je to nezbytně nutné.

3) Na dně kráteru je extrémně nízká teplota, takže pod povrchem může být zamrzlá voda, která je jedním z několika možných zdrojů vody pro naši základnu.

4) Průzkum "věčně temné" oblasti v centru kráteru by mohl přinést významné vědecké objevy.

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

Náš měsíční tábor plánujeme sestavit tak, že ze Země vypustíme komponenty a po příletu na povrch Měsíce je sestavíme. Ocelové šestihranné základní desky, podpěry a stěny z olova a kompozitních uhlíkových vláken pro každé obydlí by byly zabaleny do žáruvzdorného vlákna a vypuštěny společně, odhozeny z kosmické lodi na oběžné dráze Měsíce. Jejich sestup by byl zpomalen pomocí trysek podobných těm, které používá NASA ve SkyCrane. Jakmile by se balíček pevně usadil na povrchu Měsíce, označil by svou polohu a signalizoval by, že je připraven k interakci s lidmi a k montáži. Přistávací modul s astronauty by pak přistál ve vzdálenosti do 50 metrů od místa, což by umožnilo podpůrnému týmu astronautů za asistence robotů a elektrického nářadí sestavit stěny základny a natlakovat a okysličit alespoň jeden modul, kde by se pak mohli přeskupit a připravit na další rozšiřování základny, jak by to vyžadovala mise.

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

Při navrhování jsme dbali především na bezpečnost. Téměř v každém aspektu našeho návrhu máme alespoň dvě zálohy pro případ, že by první aspekt selhal. Od základu jsme vytvořili systém odpružení podobný coiloveru, který podpírá celou základnu. Hlavním účelem této konstrukce by bylo zajistit tlumení měsíčních otřesů, ale také vytvořit rovný povrch uvnitř habu pro případ, že by bylo nutné základnu umístit mírně nakloněnou. Rozhodli jsme se také vytvořit kompozitní stěnu, přičemž jsme použili převážně lehké materiály, jako jsou uhlíková vlákna a sklolaminát, s vnější vrstvou olova, která odráží záření. Vzhledem k tomu, že se nenacházíme přímo na pólu, předpokládáme, že to bude stačit k tomu, aby se do habu nedostalo žádné měsíční záření, a pokud by se při praktickém testování ukázalo, že ne, mohly by se na vnější stranu základny přidat další vrstvy barvy napuštěné olovem nebo vlákny.

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

Abychom mohli našim výzkumníkům poskytnout vodu, potřebuje naše základna pro začátek zásobu vody, kterou je třeba přivézt ze Země. S touto rezervou plánujeme použít destilační proces a odvlhčování atmosféry, abychom získali vodu zpět. Stejně jako proces používaný na vesmírné stanici by měl být tento proces 99% účinný, takže ze Země je třeba posílat jen malé množství vody. Kromě toho se bude sbírat a uklidňovat měsíční led, aby se mohl filtrovat a používat jako alternativní zdroj vody. Jeden rekuperátor dokáže přefiltrovat dostatek vody pro 6 lidí denně a pro trojnásobnou redundanci jsou k dispozici 3 rekuperátory.

Vzhledem k tomu, že vyslání do vesmíru stojí $10 000 za kilogram užitečného nákladu, bylo pro nás nezbytné snížit množství produktů, které by bylo nutné přepravit. Abychom co nejlépe využili naše prostředky, budeme muset na základně vypěstovat co nejvíce potravin. Jednou z nejsnadněji pěstovatelných potravin, která dodává nejvíce kalorií, jsou brambory, takže máme v našem hábitu vyčleněnou sekci pro pěstování plodin, která bude mít všechny náležitosti pro pěstování potravin.

Napájení je jednou z nejdůležitějších součástí každého vesmírného stanoviště, a abychom tento důležitý problém vyřešili, zvažovali jsme, jaké možnosti by přinesly největší výkon při využití nejmenšího prostoru. Zvolili jsme dvě metody: solární a jadernou energii spolu s vysokokapacitními lithiovými bateriemi, jaké se používají na Mezinárodní vesmírné stanici. Dále, abychom zjistili, kolik jednotlivých výrobních procesů budeme potřebovat, jsme zjistili, kolik energie potřebuje základna ve výchozí konfiguraci 7 HAB. Usoudili jsme, že pokud je naše základna zhruba dvakrát větší než ISS, bude muset být schopna vyrábět dvakrát více energie. Pokud je ISS schopna při plném zatížení vyrobit 120 kilowattů energie, potřebujeme, aby naše základna byla schopna vyrobit 240 kilowattů. Nakonec budeme potřebovat 24 jaderných generátorů (8 reaktorů) a 32 solárních generátorů (8 panelů) spolu se 48 bateriemi (16 skupin).

K zajištění kyslíku v kajutě máme trojitý redundantní okysličovač, který vytváří 12 liber kyslíku na okysličovač. Tato sestava může pohodlně obsloužit 6 osob. Oxygenátory vytvářejí kyslík přijímáním CO2 a jeho přeměnou na O2.

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

Náš měsíční tábor je navržen jako modulární, což znamená, že je mohl lze nastavit tak, aby vyhovoval mnoha různým okolnostem nebo účelům. V současné podobě je měsíční tábor určen výhradně pro vědecké účely, protože většina zařízení na palubě je velmi citlivá a pro bezpečnou manipulaci nebo obsluhu by vyžadovala speciální školení.

Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

Na začátku dne v našem táboře se tři výzkumníci v každém spánkovém cyklu (skupině) probudili a cestou do kuchyně zkontrolovali klíčové přístroje pro podporu života a okysličování. Jakmile by se najedli, každý výzkumník by se pustil do svého přiděleného úkolu, především by se ujistil, že jsou všechny klíčové systémy v pořádku, ale také by pěstoval plodiny, zkoumal vzorky, opravoval rozbité vybavení nebo plnil jakýkoli jiný úkol, který by mu den přinesl. Po skončení práce první skupiny a probuzení druhé skupiny by si oba týmy popovídaly o úspěších a problémech dne a na základě těchto informací by druhý tým dokončil vše, co se nepodařilo první posádce, a pokračoval by v tomto typu cyklu.



← Všechny projekty