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: AMAR

Nad Aleji  Praha    Česká republika 15, 14 a méně let První místo - členské státy ESA

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Naším cílem je navrhnout soběstačnou základnu, kterou bude možné realizovat v příštích 10 letech. Náš projekt je založen na reálná měření a experimenty, jakož i na již osvědčených stávajících technikách.

  • Na adrese první fáze, potraviny se budou muset dovážet ze Země a základna zatím nebude soběstačná. Především se bude budovat infrastruktura na Měsíci (posílení kritických oblastí, hledání místních zdrojů...).
  • Na adrese druhá fáze, bude si vyrábět vlastní potraviny a vodu a dokonce bude schopna tyto suroviny dodávat na jiné stanice (Gateway) a bude plně zahájen výzkum.

Základna je schopna trvale pojmout čtyřčlennou posádku, která se po půl roce změní.

Náš 3D model obsahuje první dva moduly základny: soběstačný obytný a laboratorní modul (HLM) a nákladní modul (CM). HLM zatím není pro posádku příliš komfortní, protože se na něm mají pouze testovat technologie (pěstování rostlin, výroba paliva pomocí ISRU, výcvik posádky...), které budou využity pro budoucí stavbu skleníkového modulu (GM) a velkého obytného modulu (LHM), který se spojí se základnou. K CM je připojeno přetlakové vozidlo (PR). Po připojení GM, kdy budeme schopni vyrábět palivo na Měsíci, bude možné zásobovat stanici Gateway potravinami a vodou.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Základnu plánujeme vybudovat na jižním pólu Měsíce, konkrétně na okraji kráteru Shackleton. Toto místo je výhodné díky téměř stálému osvětlení a nedalekým ložiskům vody. K jižnímu pólu Měsíce směřuje také program Artemis a na oběžnou dráhu sem míří stanice Gateway, takže toto místo bude také dobře prozkoumáno a mohou zde probíhat přípravy na přílet naší základny. Uprostřed kráteru je naprostá tma a nízká teplota, což umožní jedinečná nerušená astronomická pozorování.

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

Pro stavbu naší základny plánujeme využít místní zdroje, které zpracujeme pomocí flexibilních stavebních metod, jako je například 3D tisk.
CM přichází jako první. Bude vynesen pomocí Ariane 6. Po připojení pomocí manévrů přenosového prvku (TE) se dostane do NRHO, kde se spojí s bránou. Na každé straně již bude mít dva opakovaně použitelné přistávací prvky (RLE), které budou čekat na připojení CanadArm 3 k NM. Tato sestava pak přistane na Měsíci. LRE je připraví k opětovnému použití, doplní palivo a vrátí se k bráně.

V další fázi dorazí posádka. CM bude fungovat jako dočasná laboratoř, v níž se bude ověřovat vhodnost současných technologií, které budou použity v HLM.

Pokud testy dopadnou dobře, nic nebude bránit startu HLM na Ariane 6. Bude to podobné jako u CM.
Následně se HLM rozkládá. Střední skládací část (IP) se nafoukne. Zbytek regálů se přesune z CM, který může být naplněn dalším nákladem. Strop a podlaha v EP se rovněž částečně složí. Jakmile se HLM rozloží, 3D tiskárna zajistí ochranu proti radiaci a mikrometeoritům. Tento systém zajistí, že v době příletu astronautů bude základna z velké části připravena na přílet astronautů.

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

K ochraně před mikrometeority plánujeme využít především ISRU metodou 3D tisku. Touto metodou by se vytiskl Whippleův štít. Vyzkoušeli jsme několik různých metod (regolit + pojivo ze Země, regolit + síra, regolit + síra + železo). Nejlepší metodou, se kterou jsme experimentovali, byl sirný měsíční kříd, ale síra se při nízkých teplotách taví a sublimuje. 3D tisk na Měsíci potřebuje další výzkum.
Štít z regolitu by chránil i před kosmickým zářením. Na 1 m² by připadalo 10 000 kg štítu. Výška by byla 1,5 m až 3 m v závislosti na hustotě tisku.
Systém radiátorů / solárních panelů zajišťuje ochranu zejména zasypaných částí základny před extrémními měsíčními teplotami.

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

Vodu budeme získávat z měsíčního ledu, pak ji vyčistíme a recyklujeme, čímž minimalizujeme zátěž přivezenou ze Země.
Voda se bude těžit pomocí vozíků na dně kráteru Shacketlon. Energii jim dodáváme pomocí zrcadel umístěných na okraji kráteru. Dopraví je sem komerční lunární modul.
Náš robustní systém recyklace vody zabere tři stojany, což umožní "luxus", jako je sprcha. Umožní také provádět rozsáhlé experimenty s rostlinami před přidáním geneticky modifikovaných organismů.

Potraviny budou v první fázi dopraveny ze Země pomocí lodi Dragon XL. Připojí se k bráně a náklad se přenese do CM. Ve druhé fázi budeme pěstovat potraviny v GM. Substrát bude pravděpodobně tvořit vyčištěný regolit a kompost a odpad z kosmonautů. Stále zkoumáme vliv kompostování na atmosféru.

K výrobě energie budeme používat solární panely. Během svícení solárních panelů se bude z vody elektrolýzou vyrábět palivo (vodík a kyslík). Jakmile se panely zastíní, ve vodíkových článcích se začne vyrábět elektřina. Uvažujeme také o využití termoelektrických generátorů, které by využívaly extrémních teplotních rozdílů na Měsíci.

V první fázi budeme získávat kyslík extrakcí z regolitu. Kovy vznikají jako odpadní produkt. Oxid uhličitý budeme zachycovat z atmosféry a skladovat ve velké nádrži (posádka bude také produkovat více vody, než spotřebuje, takže budeme mít i nádrž na vodu).
Ve druhé fázi přijímáme oxid uhličitý a vodu do GM a rostliny tyto dvě látky přeměňují zpět na potravu.

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

Naše základna má dva hlavní úkoly: provádět experimenty a připravovat Měsíc k dalšímu osídlení. Každý projekt však potřebuje finanční prostředky, takže bychom poskytli prostor pro provádění komerčních experimentů a také můžeme prodávat regolit. Doufáme, že se nám tímto způsobem podaří získat alespoň určitou finanční soběstačnost základny. V pozdějších fázích kolonizace bychom chtěli na základně vyrábět z místních zdrojů a vypouštět malé družice.

Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

Po probuzení v 6:00 provede astronaut ranní hygienu a poté přemístí vzorek z biologického stojanu (BR) do mrazáku (FR).

V 6:30 se ve společenské místnosti podává společná snídaně. Každý astronaut má svůj vlastní stůl, kde může mít osobní věci. Mají chléb přivezený ze Země s trochou zeleniny z malé experimentální zahrádky (SEG). Po snídani proběhne příprava na mimovýletovou činnost (EVA) a v 7:00 astronaut spolu s dalším připravuje CM a LE na zítřejší zásobovací let k bráně. To zahrnuje propojení kabelů, kontrolu motorů a přípravu na doplnění paliva. Budou také instalovat experimentální TEG.

Ve 12:00 obědvá druhá část posádky, zatímco zbylí dva ještě provádějí EVA.

Ve 13:00 se náš astronaut vrací z EVA a společně s ostatními absolvuje oběd a polední přestávku prodlouženou do 14:30. Protože provedl fyzicky náročnou EVA, trénuje pouze půl hodiny do 15:00. Následuje kontrola systémů stanice, která zahrnuje kontrolu elektroinstalace stanice, stavu filtrů, těsnosti spojů a kontrolu prašnosti. To je velmi důležité a naše základna obsahuje řadu opatření, která zajišťují, aby se prach nedostal dovnitř a všechny spoje dobře těsnily. Při kontrole zjistí, že jeden z filtrů je již příliš zanesený, a tak zvedne jednu podlahovou desku, aby odstranil náhradní. V 16:00 je hotov a nyní může provádět komerční experimenty. První zkoumá vliv šesté gravitace na míchání kovů ve slitinách. Astronaut jej vypouští a kontroluje. Pak může provádět další experimenty.

V 17:00 zahájí náročnější analýzu vzorků v rukavicovém boxu (GBR). Ta mu potrvá do 19:00. Poté se celá posádka sejde na večeři, po níž bude následovat čtení instrukcí na zítřek.

Od 19:00 do 21:00 má astronaut čas na večerní hygienu a volný čas.

Ve 21:00 otevře podlahu a jde si lehnout.



← Všechny projekty