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: Harmonia

"Tudor Vianu" Národní střední škola informatiky  Bukurešť    Rumunsko 16, 17   4 / 3


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Měsíční tábor Harmonia je místem výzkumu a zcela nových objevů. Základní hodnotou základny je co nejlépe vyhovět lidem a zároveň poskytnout prostor pro soustředění, harmonicky uzpůsobený pro jakoukoli oblast výzkumu, která by mohla být užitečná.

Asymetrický design měsíčního tábora umožňuje jedinečný vzhled, všechny chodby se odvíjejí od velitelského centra, které je umístěno, jak název napovídá, uprostřed budovy. Harmonie nabízí zázemí v rozsahu od nejběžnějších potřeb (jako jsou koupelny, sprchy a kuchyň) až po prostory vytvořené pro specifický výzkum a metody udržitelnosti.

Základna obsahuje dva úložné prostory roveru, které jsou propojeny s vědeckou laboratoří, v níž vědci provádějí většinu výzkumu. Zbývající soubor probíhajících vědeckých studií souvisí s udržitelností a zaměřuje se především na selenovou farmu. Farma Harmonie, která se skládá z centrální kopule a dvou okolních torz, kombinuje ''tradiční'' a hydroponické zemědělství. Výsledkem je pestrá úroda, která významně přispívá k udržitelnosti základny.

Další důležitou oblastí je lékařská kopule, kde se denně kontrolují a zaznamenávají životní funkce členů posádky. Stejně často se zde také cvičí. V této oblasti je základna zásobena všemi potřebnými zdravotnickými předměty a je také patřičně vybavena.

Obytný prostor je řešen jednoduše a účelně, ložnice jsou malého kalibru, ale mají dostatek úložného prostoru.

A konečně, chodby jsou světlé a středně dlouhé, což vyváženě spojuje základnu.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Náš tábor bude v kráteru Clavius, který se nachází na jižní vysočině Měsíce. Toto místo jsme si vybrali kvůli zdrojům, které nám poskytne: sluneční světlo a voda. Výzkum ukázal, že v kráteru nejsou trvale zastíněné oblasti a pouze místa, která se nacházejí na vnější straně jižních a západních svahů, jsou během měsíčního dne méně osvětlena. Z tohoto důvodu plánujeme vybudovat naši základnu v jeho severní oblasti. Během doby, kdy Měsíc dokončí úplný oběh, budou naše solární panely přeměňovat dvoutýdenní sluneční světlo na elektřinu, která bude pohánět naši základnu a zajistí její funkčnost po delší dobu. Kromě toho budeme využívat led, který se nachází v půdě kráteru, k získávání kapalné vody, čímž maximalizujeme její množství uložené v táboře.

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

Výstavba bude rozdělena do tří fází. Nejprve vyšleme roboty, kteří začnou kopat pro potrubí, a také vytvoříme definitivní startovací rampu pro rakety, přičemž k výrobě betonu použijeme pouze měsíční prach pomocí 3D tisku. Druhá fáze bude spočívat v tom, že ze Země budou vyslány rakety s již vyrobenými částmi základny, poté je roboti spojí a umístí na místo. Tyto části budou vyrobeny z materiálů, které mohou chránit astronauty, ale také, které budou lehké, takže se sníží náklady. Základna bude vyrobena z titanu, kovu, který dokáže odolat většině nebezpečí a je schopen odolat tlaku 63 000 psi. Také ve složení stěn bude jako příměs použit hliník, což je lehký kov, který pomáhá zastavit radiaci, již nebývale využívaný na ISS a ve vesmíru. Okna základny budou vyrobena z tvrzeného skla. A konečně potrubí, které je pod zemí, se bude skládat ze dvou vrstev, pro větší ochranu. Mezi nimi bude prostor pro vstup robotů, kteří je budou moci opravovat.

V závěrečné fázi přijdou lidé s nepodstatnými předměty pro konstituci, jako je nábytek. Ten bude navržen tak, aby byl co nejefektivnější, aby nezabíral příliš mnoho místa, ale také aby neztěžoval život astronautů.

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

Za prvé, pro ochranu astronautů a samotné základny jsou postaveny stěny o tloušťce 0,8 metru, které zajišťují fyzickou i tepelnou ochranu. Prostor mezi vrstvami stěn (který se využívá pro potrubí a elektrické kabely) může sloužit jako dodatečná tepelná izolace.

Pro ochranu měsíčního tábora před kosmickým odpadem je nejúčinnějším řešením použití Whippleových nárazníkových štítů. Ty lze namontovat na vnější stranu nejdůležitějších prostor budovy nebo na ty prostory, které mohou obsahovat nebezpečné (výbušné) látky. Dalším opatřením mechanické ochrany je použití monolitických štítů, které jsou menší a lze je použít pro zbývající prostory základny.

Dalším problémem by bylo kosmické záření, které lze vyřešit použitím polyethylenu pro izolaci stěn měsíčního tábora. Díky vysokému obsahu vodíku je velmi účinný při pohlcování a rozptylování záření.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Na začátku přivezou astronauti potřebné množství vody, aby zajistili funkčnost měsíční základny po dobu dvou týdnů. Během této doby bude základna procházet plně automatizovaným procesem zásobování vodou prostřednictvím chemických reakcí. Vzniklá voda bude spolu s vodou získanou z ledových částic nalezených v kráteru přenášena potrubím a skladována ve čtrnácti zásobnících vyobrazených v našem modelu, které mají kapacitu 60 m`3 na modul. Distribuce vody bude účinná díky potrubí, které spojuje kontejnery s farmou, zdravotnickým střediskem a kuchyní.

Základem stravy astronautů bude zelenina a ovoce. Než si je však budou moci na základně vyrobit, budou muset konzumovat balené a konzervované potraviny ze Země. Po dvou měsících budou moci jíst potraviny vyrobené v hydroponickém skleníku. Rostliny budou polarizovány s pomocí robotů, vyjímečně bude farma automatická.
Potraviny, které se budou sázet, jsou především sladké brambory a špenát pro velké množství vitaminu A, jahody pro velké množství cukru a vitaminu C, okurky a rajčata pro množství vody, které obsahují. Také bílkoviny budou nahrazeny fazolemi, které mají velmi vysoký počet kalorií. Potřebných 2000 kalorií denně, které by měl člověk zkonzumovat, zajistí vyvážená jídla připravená podle standardních receptů.  

Energie je klíčovou součástí základny a k její výrobě použijeme světlo produkované Sluncem. Jelikož je naše základna umístěna v blízkosti pólů, bude mít během lunárního dne světlo, které bude zachycováno a přeměňováno na energii pomocí solárních panelů. Energie bude po zachycení posílána do SSU a poté s intenzitou 150 V do DCSU. Odtud může jít proud dvěma cestami, do MBSU a pak do základny, ale také do BCDU a odtud do baterií. V případě potřeby pomohou baterie osvětlit a udržet základnu v chodu během nočního cyklu. Také by byly užitečné v případě poruchy solárního panelu, jsou bezpečně uloženy.

Ventilační systém základny má dvě složky: okruh, který dodává lidem kyslík, a další, který odsává CO2 a odvádí ho na farmu.
V nádržích je trvale uskladněno minimálně 70,8 kg O2, který má (přibližně 30 000 Pa) / vysoký tlak, aby se snížil objem. Toto množství vystačí pro 12 osob na 7 dní.
Automatizace procesu je možná díky robotům a potrubím. Existují dva zdroje kyslíku: chemické reakce a skleník. 
Elektrolýza H2O je posledním krokem při výrobě kyslíku. Před touto fází probíhají chemické reakce, které zahrnují FeO nebo FeTiO3 a H₂ pro získání vody. Vedlejší produkty, jako je Fe a TiO3, se využívají při dalších činnostech v měsíčním táboře, zatímco kyslík se dopravuje astronautům.
V procesu fotosyntézy se vyvíjí kyslík, který představuje důležitý zdroj. Skleník odstraňuje CO2.

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

Tábor na Měsíci má vědecký účel, zaměřuje se na studium technologií a astrobotaniky s cílem získat více informací pro budoucí mise. (Kolonizace Měsíce by nebyla možná, kdyby lidé nesimulovali situace).

Vozítka a roboti by (byli) vytvořeni a testováni v reálných podmínkách předtím, než by se začali vyrábět v průmyslovém měřítku. Také jejich výroba z místních zdrojů je prvním krokem k udržitelnosti. Inženýři a programátoři pracují na nových modelech a zlepšují jejich efektivitu.

Pěstování rostlin ve vesmíru vyžaduje jiné techniky než na Zemi. Geologické experimenty poskytnou podrobnosti o složení měsíční půdy a dalších vlastnostech hornin. Botanici studují přizpůsobení rostlin a snaží se vytvořit ideální prostředí pro jejich efektivní růst.

Kromě toho může základna poskytnout ubytování dvěma astronautům, kteří nejsou součástí týmu, pokud potřebují ubytování při práci na jiných misích nebo v nouzových situacích.

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

Každý den začíná lépe po vydatném spánku a posádka tábora Harmonia Moon Camp na tom není jinak. Ačkoli určování času může být na Měsíci komplikované, astronauti se budou řídit přesným spánkovým režimem, který zajistí nejlepší míru produktivity.

Po ranní rutině je každý člen posádky seznámen se svými úkoly na daný den. V závislosti na jejich roli se kontrolní seznamy členů posádky značně liší. Stavební inženýři zahájí svou práci dlouho před příjezdem svých kolegů a ujistí se, že základna bude poskytovat efektivitu a pohodlí. Kromě toho budou mít kontrolu nad rovery základny. Vedle nich budou elektroinženýři vytvářet účinný elektrický systém a udržovat jeho funkčnost. Kromě toho budou dohlížet na velitelské centrum (včetně bezpečnostních záznamů).

Prioritou chemika je dohlížet na vývoj projektu (zejména z hlediska chemicky získaných zdrojů). Může se také podílet na analýze sond získaných rovery. Geolog bude zároveň zkoumat a evidovat půdní sondy a podávat zprávy o všech odchylkách, které se mohou objevit.

Botanikům je svěřena činnost, která spočívá v péči o měsíční táborovou farmu, v péči o rostliny, ve sklizni, ale také v jejich pravidelné analýze za účelem výzkumu možných adaptací na selenický život. Programátoři budou vytvářet databáze pro každou potřebu svých kolegů z posádky i základny samotné a neustále je doplňovat o nové informace. Hlavní prioritou lékaře je na konci dne skenovat životní funkce všech, stejně jako příležitostně diagnostikovat případné pacienty a léčit je.

Kapitán musí dohlížet na činnost týmu a hodnotit každého jednotlivce. Spolu s tím je to on, kdo zadává úkoly a činí výkonná rozhodnutí.

Jídlo připravují každý den dva určení členové posádky a celý tým je společně servíruje, což je čas, který se využije i k socializaci.

Délka pracovních sezení se liší v závislosti na událostech, které se mohou na základně vyskytnout, nicméně průměrný pracovní program nepřesáhne šest hodin, a to v rozmezí od 8:00 do 16:00. Zbývající čas je možné strávit libovolným preferovaným způsobem, samostatně nebo ve společenském kontextu, přičemž jedinou povinnou aktivitou je fyzické cvičení.

Na konci dne jdou astronauti přibližně ve 22:00 spát, aby se připravili na následující den.

Další projekty:

  Truman

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Projekt "Aeneas"

 

  Střední škola "P. Kr. Yavorov"
    Bulharsko
  Aquasis

 

  Matematické gymnázium "Dr. Petar Beron"
    Bulharsko
  Terra nova

 

  Bertrand Russell College
    Nizozemsko