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: Lupus

Dívčí škola Tiffin  Londýn    Spojené království 17

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Naše měsíční táborová základna je určena pro vědecký výzkum, který má rozšířit naše znalosti o Měsíci a vytvořit základ pro budoucí rozvoj infrastruktury na Měsíci. Tým se skládá ze 6 osob, které zahrnují 4 vědce, kteří budou provádět experimenty s využitím zdrojů v laboratoři, a také 2 inženýry, kteří budou pomocí roverů vytvářet v podzemních lávových rourách obyvatelné prostory pro využití v budoucích průzkumných misích na Měsíci. Základna bude vytvořena s využitím technologie ISRU (in-situ resource utilization) a je rozdělena do různých sekcí, přičemž hlavní pracovní prostor a obytné prostory jsou od sebe odděleny, aby astronauti mohli i na Měsíci zachovat zdravý životní styl. Hlavním cílem našeho projektu je navrhnout měsíční základnu, která bude sloužit jako předvoj lunárního výzkumu a zároveň bude průkopnickým místem při výzkumu vesmíru lidstvem.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Základna se nachází na jižním pólu na okraji kráteru Shackleton, který se nachází v Aitkenově pánvi. Toto místo jsme zvolili kvůli relativně mírnému klimatu, takže je vhodné pro astronauty, kteří nebudou muset zažívat extrémní změny teplot kvůli měsíčnímu cyklu. Kromě toho se zde nacházejí lávové roury, které mohou sloužit jako potenciální útočiště během meteorických dešťů a mohou také chránit astronauty před vystavením škodlivému záření. Místo je také 75-80% času osvětleno slunečním světlem, které je nezbytné pro výrobu solární energie potřebné k napájení měsíčního tábora. Sluncem osvětlená plocha má rozlohu asi 1,25 km2 , což poskytuje dostatečný prostor pro naši základnu. Navíc 22% materiálu nalezeného v kráteru může být tvořeno ledem, který mohou astronauti využít k těžbě základních zdrojů, jako je voda.

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

Hlavní konstrukce naší základny bude před přistáním vyztužena titanovými tyčemi, které přiveze automatické letadlo. Jakmile bude veškerý materiál na místě, plánujeme použít skládací 3D tiskárnu k vytvoření strukturálních bloků spékáním regolitu pomocí usměrněného záření. Ačkoli předpokládáme, že hlavní základnu již budeme mít postavenou pomocí dálkově ovládané automatizace, tým pak může pomocí tiskárny postavit zbytek tábora a pokračovat v jeho rozšiřování. zejména tím, že jako hlavní zdroj stavebního materiálu používáme regolit, pomáhá naší základně stát se soběstačnou. Na stránkách .

Kromě regolitu plánujeme využít také minerály a kovy, které se nacházejí v polárních oblastech, a to tak, že k naší třídičce vody připojíme magnety, které budou sbírat kovy souběžně s vodou. Ty lze následně roztavit a použít ke stavbě robustnějších konstrukcí. Další důležitou konstrukční volbou bylo použití technologie magnetické levitace pro naši lávovou trubici. To mělo zajistit rychlý přístup do našeho nouzového bunkru i pro každodenní použití, protože jedním z našich hlavních cílů je rozšíření podzemní infrastruktury a vybudování další základny. Kromě toho jsme zahrnuli bičové stínění a také infračervené senzory pro detekci úniků v našem zásobování vzduchem a vodou, abychom zabránili jejich kontaminaci. Plánujeme také použít křížící se nosníky, kde to bude možné, místo pevných plošin, abychom plně optimalizovali materiály.

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

Kolem našeho hlavního tábora jsme vytvořili náspy ze slinutého regolitu, které chrání základnu před slunečním větrem a zářením, a také jsme ji umístili do kráteru, aby byla lépe chráněna. Kromě toho jsou všechny naše stavby uzemněny, aby se neutralizoval nárůst statické elektřiny ze slunečního větru. V nedalekém lavatubu jsme také vybudovali bunkr s rychlým přístupem, který slouží jako úkryt před meteorickými dešti. Ten je přístupný pomocí maglevového výtahu pro snadný přístup v případě nouze a funguje rychleji než mechanický kladkový systém. Kromě toho jsou velké asteroidy nepřetržitě sledovány ISS a Zemí a informace jsou přenášeny na náš osobní satelit. Ty jsou pak odesílány přímo do našeho komunikačního centra. Naše družice i základna mají bičové stínění, které poskytuje ochranu před vesmírným smetím tím, že rozkládá hmotu dříve, než se dostane k hlavní konstrukci.

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

Pro naši základnu bylo získávání vody jedním z klíčových úkolů a předpokládáme, že celý systém získávání vody bude fungovat ještě před přistáním astronautů, protože voda je pro přežití nezbytná. Ten by byl zřízen především pomocí dálkově ovládaných roverů využívajících ke komunikaci náš satelit. Po prozkoumání různých možností jsme se rozhodli, že naše voda bude využívat metodu aqua factorem, kdy rover seškrábne horní povrch a poté získané částice roztřídí pomocí třídicí jednotky s umělou inteligencí. Rozhodli jsme se nepoužívat vrtání kvůli extrémně nízkým teplotám a vysokému energetickému příkonu. Částice vody jsou pak dopravovány do hlavní nádrže pomocí nákladních vlaků s magnetickou levitací,což umožňuje rychlou síť pro získávání vody, která pracuje na elektrický pohon, aby se minimalizovaly emise uhlíku. Veškerá spotřebovaná voda pak byla odeslána do naší recyklační jednotky, která má podobnou strukturu jako její terranský protějšek.

Zdrojem potravy astronautů bude zelenina pěstovaná v aeroponické laboratoři, která se nachází v hlavním pracovním prostoru základny. Použití aeroponie znamená, že rostliny jsou pěstovány v mlžném prostředí, které bude obsahovat živiny nezbytné pro růst rostlin. Tuto metodu jsme zvolili proto, že nevyžaduje agregátní médium, jako je půda nebo voda, čímž se šetří množství vody, které mají astronauti k dispozici. Rostliny budou pečlivě vybrány tak, aby obsahovaly správné množství živin nezbytných pro udržení zdraví astronautů. Sójové rostliny budou pěstovány také za účelem vytvoření náhražky masa, aby astronauti neměli nedostatek základních živin, rozhodli jsme se nepoužívat zvířata jako zdroj potravy, protože by vyžadovala další zdroje, jako je energie, vzduch a voda, které by mohly být pro astronauty životně důležité.

Pro napájení hodláme využívat sluneční energii pomocí solárních panelů vybavených jednoosými sledovači, které umožňují panelům otáčet se a sledovat trajektorii slunce, aby se maximalizovala získaná energie. Sluneční energie je obnovitelná a po většinu času je jí také dostatek, protože panely budou umístěny na "vrcholcích věčného světla", kde budou 75-80% času osvětleny sluncem. Kromě toho naše minielektrárna, kde vodní páry z elektrolýzy poskytují mechanickou energii, kterou pak naše generátory přeměňují na energii elektrickou. V neposlední řadě máme možnost záložního napájení pomocí našeho satelitu. Větší plocha solárních panelů na našem satelitu znamená, že v případě nouze může vysílat paprsky energie ve formě mikrovln, které pak přijímá naše komunikační centrum. Díky dodatečné energii má náš tým čas reagovat na všechny mimořádné události, kterým čelí.

Důležitým aspektem našeho tábora je výroba vzduchu/kyslíku, který jsme se rozhodli vyrábět elektrolýzou vody. Tato chemická reakce nám umožňuje získat čistý kyslík a vodík (který se používá jako palivo). Kyslík je pak skladován ve vakuově uzavřených nádobách a distribuován na naši základnu. Vzhledem k tomu, že spuštění tohoto procesu může trvat dlouho, bude tým zpočátku využívat kyslík dovážený ze Země a dodávky z ISS, nicméně nepředpokládáme, že by to trvalo příliš dlouho, protože infrastruktura by byla vybudována dříve pomocí automatizované robotiky. Podobně jako voda bude i kyslík v co největší míře recyklován a možná se bude využívat i kyslík uvolňovaný v naší aeroponické jednotce (z fotosyntézy). K tomu budou sloužit uzavřené ventilační otvory a komory v naší hlavní základně, které budou pomocí ventilátorů usměrňovat proud vzduchu.

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

Jedním z hlavních cílů našeho měsíčního tábora je výzkum možností přežití organických forem života, jako jsou zvířata a rostliny, v měsíční atmosféře, a proto bude součástí našeho týmu vědců i biolog, který bude provádět výzkum v této oblasti. Automatizovaná i ručně ovládaná vozítka budou vědci využívat k poznání povrchu Měsíce tím, že budou zkoumat dosud nepřístupná místa na Měsíci. V měsíčním táboře se nachází infračervený teleskop, který bude využit k rozšíření našich znalostí o nebeských tělesech ve vesmíru. Inženýři budou pracovat na vývoji lávových trubic pod povrchem Měsíce, aby byly obyvatelné a mohly být využity při budoucím průzkumu Měsíce. Práce budou spočívat v rozvoji infrastruktury, takže existuje možnost, že základna bude v budoucnu využívána jako čerpací stanice pohonných hmot.

Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

Na základně je naplánováno spaní tak, aby byl vždy alespoň jeden člen posádky vzhůru. Tento člen posádky bude v době, kdy zbytek posádky spí, umístěn v komunikačním centru, aby mohl být v případě nouze upozorněn a informovat zbytek posádky. Když se člen posádky probudí, očekává se, že se umyje a nasnídá, poté se od něj očekává, že dokončí své úkoly pro daný den. Bude zaveden rotační plán, takže dva členové posádky stráví den monitorováním infrastruktury a vybavení základny, aby zkontrolovali, zda vše správně funguje; budou také sledovat spotřebu energie základny a v případě potřeby mohou vypnout několik systémů, aby byl dostatek energie pro udržení kritických věcí, jako je například hladina kyslíku. Zbytek posádky bude plnit úkoly související s jejich úlohou v měsíčním táboře. Biologové budou provádět výzkum možností přežití organického života na povrchu Měsíce, kromě toho budou biologové také zodpovědní za správu aeroponické laboratoře, aby se ujistili, že rostliny správně rostou, protože jsou životně důležitým zdrojem. Ostatní vědci a inženýři budou střídavě po dvou členech posádky využívat rovery k dalšímu výzkumu měsíčního povrchu. K tomu budou využívat buď ručně ovládané vozítko k průzkumu, nebo automatické vozítko v místech, která mohou být pro členy posádky nebezpečná, aby se tam sami vydali. Inženýři stráví svůj den navrhováním a vylepšováním infrastruktury v lávových rourách tím, že zlepší integritu struktury a zajistí, aby byla obyvatelná a mohla být použita jako obydlí při budoucích průzkumných misích na Měsíci. Členové posádky poobědvají a poté stráví zbytek dne dokončováním všech nedokončených úkolů z dopoledne. Večer budou mít členové posádky příležitost k volnému času, který mohou strávit činností podle vlastního výběru. Členové posádky se zúčastní bezpečnostních cvičení, která se budou konat pravidelně, aby se ujistili, že jsou připraveni na případ nouze.



← Všechny projekty