moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerie 2021-2022

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.

Team: SCN Aerospace

Petroc College  Barnstaple    Spojené království 17   2 / 0


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Zadáním bylo navrhnout měsíční tábor. Zadání bylo zcela otevřené a my jsme měli volnou ruku v rozhodování o funkci tábora. Můj tým se rozhodl, že tábor bude trvat tři měsíce a budou v něm ubytováni čtyři astronauti s chemickým, inženýrským, lékařským a botanickým vzděláním. Tábor by byl postaven pro dokončení této mise, ale s výhledem na jeho další využití při případných delších misích v budoucnu. Při navrhování tábora jsme se snažili o co nejrealističtější rozhodnutí, takže přijatá rozhodnutí byla ovlivněna: náklady na vypuštění velkých částí, bezpečností astronautů, vědeckou hodnotou, kterou by bylo možné získat, a potenciálním zájmem, který by mohl vzniknout. V táboře bude obytné a pracovní zázemí pro čtyři astronauty. Jejich mise bude zahrnovat výlety mimo tábor, stejně jako experimenty a podobně uvnitř, takže kromě samotného tábora budou potřebovat několik vozítek, včetně malého vozítka podobného přívěsu pro přepravu vybavení a manipulaci s moduly během montáže, dálkového vozítka určeného k tomu, aby fungovalo jako "záchranný člun" v případě nouze, a několika robotů pro úpravu terénu, kteří by byli vysláni před příletem astronautů, aby připravili místo přistání. Měli jsme to štěstí, že jsme mohli vytvořit VR svět se základnou na https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 pomocí Occulus Headsets Quest 2.

Plány několika modulů uvedené v části 4 se týkají starší verze základny, takže ačkoli jsou velmi podobné konečné verzi, mírně se liší.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Rovníková poloha na blízké straně by měla stálou viditelnost na Zemi, což je určitá výhoda, ale znamenalo by to, že by astronauti nemohli pozorovat část oblohy za Měsícem. Bohužel teploty na povrchu v blízkosti rovníku se drasticky mění, takže by bylo obtížné udržet povrchovou základnu v této poloze. V blízkosti pólů je vystavení slunečnímu záření mnohem nižší. Ve skutečnosti existuje několik míst v blízkosti pólů, kde Slunce doslova nikdy nesvítí. To znamená, že ačkoli je zde samozřejmě chladno, kolísání teplot je v těchto místech minimální. Materiály a konstrukce základny proto mohou být optimalizovány pro nízké teploty v blízkosti pólů. Kromě toho, protože povrchové teploty jsou mnohem nižší, může se v blízkosti pólů tvořit led. S ohledem na tyto faktory jsme vybrali kráter poblíž jižního pólu na 42° v. d., 84,25° j. š..

2.2 Jak plánujete vybudovat svůj měsíční tábor? Popište techniky, materiály a vaše konstrukční rozhodnutí.

Než bude možné postavit na povrchu Měsíce tábor, bude nutné připravit přistávací plochu. Za tímto účelem budou na místo přistání vyslána bezpilotní vozítka, která podle potřeby vyčistí oblast a srovnají svahy tak, aby zde bylo vhodné místo pro vybudování tábora. Hlavní tábor tvoří deset modulů a na okraji kráteru je umístěna další komunikační věž a experimentální modul, který bude ovládán na dálku. Aby se snížilo riziko katastrofického selhání, budou některé moduly postaveny na Zemi a na Měsíci budou jednoduše instalovány tak, že budou připojeny k ostatním modulům. Je to proto, že je mnohem snazší zajistit spolehlivost modulů na Zemi než na Měsíci. Na Zemi by byly vyrobeny tyto moduly: přechodová komora, obytné moduly, laboratoře, toalety, experimentální a užitkové moduly, jakož i pružná chodba mezi uzly a komunikační věží (hydraulicky ovládané chůdy by byly rovněž postaveny na Zemi). Oba uzly by byly rozděleny na menší části, protože jsou příliš velké na to, aby mohly být vypuštěny v jednom kuse. Hydroponický modul by byl vyroben z kombinace jednoduchých dílů (jako jsou titanové pásy a HDPE cihly) a dílů vyrobených na Zemi (například dokovací sestava). Všechny tyto moduly by byly vyrobeny z materiálů a technik (kromě hydroponického modulu), které jsou typické pro stávající obytné moduly.

2.3 Prostředí na Měsíci je pro astronauty velmi nebezpečné. Vysvětlete, jak je váš měsíční tábor ochrání. (maximálně 150 slov)

Jak je uvedeno v oddíle 2.1, vybraná lokalita již poskytuje významnou ochranu. Protože tábor není nikdy přímo osvětlen sluncem, je poměrně účinně chráněn před slunečním zářením. Jedinými dalšími zdroji záření jsou jaderný reaktor, který tábor napájí, a kosmické záření. Reaktor je vhodně odstíněn a případné kosmické záření je blokováno HDPE o tloušťce nejméně 20 cm, aby byla zajištěna dostatečná ochrana. Dalším nebezpečím je měsíční prach, který ulpívá na povrchu a způsobuje různé problémy, včetně možného poškození plic astronautů, poškození povrchů kvůli jeho abrazivním vlastnostem, snížení účinnosti zranitelných součástí, jako jsou těsnění, a poškození skafandrů. Filtry v environmentálních systémech zajistí, že pokud se prach dostane do tábora, bude odstraněn, a pečlivá údržba skafandrů a vybavení po návratu na základnu zabrání vniknutí prachu na základnu.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Aby se snížilo riziko spojené s těžbou surovin, bude se voda během běžných zásobovacích misí skladovat na vesmírné stanici Artemis. Během přistání bude odčerpána. Zásoby můžeme doplnit těžbou vody z měsíčního ledu.

Abychom snížili riziko spojené s těžbou surovin, budeme na vesmírné stanici Artemis v rámci příprav na misi shromažďovat zásoby potravin, které budou doplněny hydroponickými experimenty (ačkoli tyto experimenty by samy o sobě nebyly schopny posádku uživit).

Energii bude dodávat malý jaderný reaktor po vzoru reaktoru eVinci, který navrhuje společnost Westinghouse. Jako hlavní způsob skladování energie budou použity setrvačníky, a to díky jejich odolnosti vůči extrémním podmínkám, ačkoli budeme používat vodíkové palivové články vzhledem k jejich stávajícímu využití při kosmických letech.

Vzduch bude také uskladněn na vesmírné stanici Artemis a opět můžeme zásoby doplnit získáváním kyslíku z povrchu Měsíce redukcí vodíkem, což je přibližně 45% kyslíku na hmotnost.

2.5 Vysvětlete, co by bylo hlavním účelem vašeho měsíčního tábora.

Cílem tábora je objevitelská mise. Cílem by bylo otestovat a demonstrovat technologie a techniky, které by mohly být v budoucnu využity pro delší mise a nakonec i pro dlouhodobé obydlení. Je to proto, že pokud jde o vesmírné mise s posádkou, vyslali jsme lidi na Měsíc na několik dní, měli jsme astronauty na ISS na několik měsíců, ale nikdy jsme neměli astronauty, kteří by zůstali na povrchu Měsíce delší dobu. Než tedy začneme vážně uvažovat o komerčních nebo turistických projektech, je třeba se nejprve zajímat o to, zda vůbec můžeme na Měsíci skutečně žít. Projekty, které by se měly uskutečnit, by zahrnovaly pěstování rostlin (proto botanik), zkoumání účinných metod získávání kyslíku a dalších zdrojů z měsíční půdy a výrobu různých předmětů pomocí nástrojů ve výrobním modulu.

3.1 Popište den na Měsíci pro posádku astronautů na Moon Campu.

Hlavním cílem výzkumu v měsíčním táboře je rozhodnout, zda je dlouhodobé obývání Měsíce možné. Za tímto účelem musí být den astronautů co nejvíce "normální". Většina z nás začíná den snídaní, následuje osobní hygiena a oblékání. Takto by měli začínat svůj den astronauti. Následovala by krátká porada, na které by se probraly úkoly naplánované na dnešní den a to, jak se včera pracovalo. Po vyřízení těchto činností se astronauti rozdělí do dvou "týmů". První tým má cvičení v centru A. Cvičení je důležité pro zajištění minimální svalové atrofie způsobené životem v prostředí s nízkou gravitací a pro udržení silného kardiovaskulárního systému. Tým dva se mezitím stará o běžnou údržbu v táboře, jako je úklid, kontrola rostlin atd. Oba týmy se pak vymění: první tým se věnuje běžné údržbě a druhý tým cvičí. Důvodem pro toto rozdělení je skutečnost, že v Hubu A není dostatek prostoru pro cvičení všech čtyř astronautů současně. Oba týmy se sejdou, aby pracovaly na projektech stanovených pro daný den. V průběhu tří měsíců by se jednalo o širokou škálu úkolů, třeba o přípravu na EVA, provádění údržby, analýzu vzorků, využívání výrobních zařízení v Hubu B atd. Tyto úkoly by byly naplánovány před začátkem mise, aby byl čas astronautů využit co nejefektivněji, i když v průběhu mise pravděpodobně dojde z nepředvídaných důvodů ke změnám. Pro náš ukázkový den budou astronauti vyrábět náhradní hydraulický ventil pro opravu záložního čerpadla. Opět při zachování co možná "nejnormálnějšího" pracovního dne budou mít týmy přestávku na oběd přibližně v polovině dne. Po umytí nádobí přistoupí astronauti ke svému dalšímu úkolu, kterým je v tento konkrétní den plánování zítřejšího výstupu do terénu s cílem odebrat vzorky půdy. Tato pracovní doba by byla delší než dopolední sezení a skončila by v době večerního jídla, po kterém by měli čas na odpočinek, než vše uzavřou, provedou poslední kontroly (možná opět těch rostlin) a uloží se ke spánku. Samotný denní čas by byl synchronizován s GMT.

Další projekty:

  HORA

 

  "Andrei Saguna" Národní vysoká škola
    Rumunsko
  měsíční předchůdce

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Překonat

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Vytrvalí trekaři

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína