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: Project “Aeneas”

Střední škola "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulharsko 15   2 / 0


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Projekt "Aeneas" využívá technologie, které jsou dnes k dispozici, a téměř nespoléhá na budoucí, teprve vznikající koncepty nebo technologická vylepšení. V první fázi jsme vytvořili návrh modulární lunární základny vhodné pro dva členy posádky. Naše měsíční základna je navržena tak, aby zohledňovala maximální užitečné zatížení při přepravě, financování a logistice. První fáze bude zahrnovat hlavní modul, který má základní nesamostatné funkce, jako je vytápění, systémy podpory života, výcvikové vybavení, skladovací prostory atd. Prvních několik let se tedy základna bude muset spoléhat na balené zásoby. S rozvojem projektu by mohly být přidávány další moduly. Například vegetační modul, který umožní pěstovat plodiny, nebo třeba modul na čištění vody, který přemění měsíční led na pitnou vodu. Posádka se bude muset měnit každých 6 měsíců kvůli degradačním vlastnostem mikrogravitace na lidský organismus.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Domníváme se, že nejlepší místo pro naši základnu bude ve vysoké nadmořské výšce, kam dopadá sluneční světlo po většinu času a která se nachází v blízkosti severního pólu. Takové místo je ideální díky mnoha faktorům. Zaprvé je známo, že taková oblast se nachází v blízkosti tmavých, trvale zastíněných kráterů, které by mohly být potenciálně využity jako zdroj měsíčního ledu. Kromě toho je v takových oblastech ideální teplota pro lidské obydlí. Předpokládá se, že se pohybuje kolem -500 Celsia a má malé výkyvy. Jedním z takových míst může být například kvaziosluněná plošina poblíž kráteru Whipple. Přestože na náhorní plošinu dopadá sluneční světlo téměř 80% času, stále se budeme muset potýkat s nebezpečími měsíční noci, jako jsou mimořádně nízké teploty a nedostatek sluneční energie.

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

Základna "Aeneas" bude vyrobena z lehkých a zároveň odolných materiálů. Mezi takové materiály patří titan, hliník, ocel a jejich slitiny. Jedním z osvědčených materiálů pro vnitřní kostru naší základny je například hliníková slitina 2219-T6, protože je pevná, lehká a odolná. Jak již bylo zmíněno, základna bude modulární, protože každá jednotlivá součást bude postavena na Zemi a poté dopravena na Měsíc, kde se moduly navzájem propojí prostřednictvím standardizovaných dokovacích portů. Pro případ, že modul přistane ve značné vzdálenosti od základny, bude každý modul vybaven specializovanými pneumatikami, které budou schopny překonat měsíční povrch. Dva hlavní tvary modulů budou koule a válce, a to kvůli rozdílu tlaku mezi vnitřním a vnějším prostředím. Moduly typu válec budou vybaveny dvěma standardizovanými porty a moduly typu koule budou vybaveny dvěma až třemi porty v závislosti na přesné konfiguraci. Samotné moduly budou poskytovat množství vylepšení. Postupem času a přidáním modulů, jako je modul pro vegetaci nebo modul pro čištění vody, by se základna mohla stát soběstačnější. Taková struktura také umožňuje přidání mnoha výzkumných modulů, které by mohly mít různé vybavení vhodné pro různé potřeby. Potenciálně by základna mohla být rozšířena o moduly určené ke zvýšení kapacity posádky nebo třeba k léčbě morálky posádky.

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

Naše dva hlavní problémy týkající se životního prostředí jsou teplota a záření. Jak již bylo zmíněno, noci budou stále přítomny a budeme muset počítat s teplotami až - 150 °C. 0C nebo dokonce - 180 0C. Izolace bude umístěna mezi exteriérem a interiérem a bude tvořena několika vrstvami různých tepelných izolantů, jako je polyethylenová pěna nebo polyuretanová pěna. Kromě toho bude mezi interiérem a poslední vrstvou pěny umístěna tenká vrstva aerogelu. Taková směs izolátorů bude astronauty chránit před nízkými teplotami i kosmickým zářením. Náš tým si uvědomuje, že taková vrstva aerogelu se může ukázat jako poměrně nákladná. Nicméně věříme, že se to vyplatí, protože lepší izolace výrazně sníží množství elektrické energie spotřebované na regulaci teploty.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Druhým modulem, který dorazí, bude modul na čištění vody. Ten bude sloužit nejen jako zdroj pitné vody, ale bude také poskytovat vzorky pro chemické analýzy. Po analýze může být voda upravena pomocí elektrokoagulace, která je vyladěna na chemické látky a kovy, jež se nacházejí v dané sondě měsíčního ledu. Po tomto procesu bude třeba oddělit nežádoucí materiály od vody pomocí filtrace. Na základě našich dosavadních poznatků o měsíčním ledu a míry účinnosti filtračního procesu se domníváme, že je možné část vody využít k hygienickým účelům.

S příchodem vegetačního modulu bude možné vypěstovat dostatek plodin pro částečnou obživu posádky. Vývoj modulu vhodného pro mořské plody je možný, ale bude muset být proveden v pozdější fázi projektu. Pokud však bude proveden, nejenže to bude považovat základnu za zcela soběstačnou, pokud jde o potraviny, ale také to umožní rozšíření posádky, protože již nebude potřeba dodávat potraviny, které nepodléhají zkáze, což následně optimalizuje dostupný prostor pro dodávky.

Vzhledem k tomu, že vybrané místo přistání je bohaté na světlo, bude hlavním zdrojem energie sluneční energie, která bude součástí prvního startu spolu s prvním modulem a zásobami. Navzdory tomu, že oblast bude mít přístup ke slunečnímu světlu téměř 80% času, musíme stále počítat s měsíčními nocemi. Vzhledem ke zkrácené době tmy bude stačit nabíjet baterie určené k zásobování základny energií. S rozšiřováním základny však bude nutné zvýšit počet solárních panelů a baterií, aby bylo možné uspokojit rostoucí nároky na elektrickou energii.

V prvních fázích bude nutné dovážet kyslík ze Země. Prošli jsme mnoha způsoby výroby vzduchu, ale ve většině případů získáváme čistý nebo téměř čistý kyslík, který je pro dýchání nedostatečný. Dýchatelný vzduch se většinou skládá ze sloučenin, které lze získat na Měsíci. Kyslík a vodní páru lze získat elektrolýzou měsíčního ledu a oxid uhličitý lze získat od našich astronautů jako odpad. Naším největším problémem při vytváření vzduchu na Měsíci je dusík, protože je hlavní složkou vzduchu a je také nejsložitější ho získat. Jeho koncentrace v měsíční atmosféře je nedostatečná a jediný způsob, jak ho získat, je zahřátí měsíčního regolitu na extrémní teploty. Tím se dusík z regolitu oddělí a po smíchání plynů získáme směs podobnou vzduchu vhodnou k dýchání.

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

Hlavním účelem mise "Aeneas" je provádět vědecké studie zaměřené na rozvoj potenciálního dlouhodobého obydlení Měsíce. Projekt je prvním krokem ke zcela soběstačnému trvalému osídlení Měsíce. Hlavním zájmem základny budou účinky uzavřených prostor a mikrogravitace na tělo a mysl. Jedním z cílů projektu bude vyvinout řešení těchto problémů tak, aby bylo možné budoucí trvalé osídlení Měsíce. Sekundárním cílem základny bude shromažďování údajů o Měsíci a provádění výzkumu, který by jinak byl poměrně komplikovaný, například pravidelný odběr vzorků.

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

Když se otevřou hliníkové okenice a zhasne noční osvětlení, místnost se naplní měkkým a teplým světlem. Zazvoní budík a na obrazovce naproti spacím pytlům posádek se zobrazí venkovní teplota. Když se oba vydají na opačnou stranu místnosti pro snídani a sáček s kávou. Po dvaceti minutách se vydají ke svým přiděleným modulům pro daný den. Projdou pevnými vzduchotěsnými dveřmi do místnosti ve tvaru krychle a provedou krátkou údržbu, aby zajistili bezpečnost práce. Oběma začíná 6,5 až 7,5 hodiny dlouhý pracovní den. S blížícím se časem oběda se oba setkají v obytných prostorách hlavního modulu a dostanou jídlo složené z potravin ze Země a místních plodin. V druhé části dne by bylo nejlepší, aby alespoň jeden z nich změnil svou činnost. Pokud například "dopoledne" analyzovali vzorky měsíčního ledu, pak by se "odpoledne" mohli věnovat zahradničení ve vegetačním modulu nebo třeba provádět týdenní rozsáhlou kontrolu údržby.

Na konci každého dne se však oba opět sejdou na dvouhodinovém cvičení. Takové dlouhodobé působení mikrogravitace je nezbytné, protože pravidelné cvičení pomůže zpomalit rychlost snižování hustoty kostí. Posádka bude také poměrně často chodit ven, ať už kvůli sběru vzorků půdy a ledu, nebo kvůli údržbě. Na konci každého dne budou mít astronauti oběd a volný čas v závislosti na přesném rozvrhu práce na daný den.

Hliníkové okenice se na dalších 8 hodin zavřou a jediné, co osvětluje místnost, jsou tlumená LED světla. Není slyšet nic než neustálé hučení ventilace, jak oba členové posádky usínají.

Další projekty:

  Projekt Apollo

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Lunastro 11

 

  Albert-Einstein-Gymnasium
    Německo
  Vzestup mužů

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  přeživší na Měsíci

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína