Výzva Mooncampu
Logo Airbus a Autodesk      Logo ESA
Galerie Pioneers 2022 - Moon Camp Challenge
Pro lepší zobrazení změňte prohlížeč na CHROME, FIREFOX, OPERA nebo Internet Explorer.

Galerie Pioneers 2022

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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    Francie 16, 17   4 / 2   První místo - Členské státy ESA
Externí prohlížeč pro 3d projekt
Popis projektu

Konstantin Ciolkovskij v roce 1911 napsal: "Země je kolébkou lidstva, ale v kolébce nelze žít věčně." To, co lidstvo dokázalo za posledních 60 let, je naprosto neuvěřitelné, a to díky lidem, kteří zasvětili celý svůj život tomu, aby umožnili výzkum vesmíru. A nyní chceme opustit "kolébku", a to opět kvůli něčemu většímu : nepřetržitému několikaměsíčnímu pobytu na Měsíci.

Hlavním cílem naší mise s názvem "Here We Are Back!" je návrat do Evropy. ( HWAB-I ) je přijmout co nejopatrnější opatření podle poznatků vědců a výzkumníků, aby naši astronauti byli neustále v bezpečí. Naše základna se bude skládat z 5 prostor včetně skleníku umístěného na malé hoře, aby bylo možné získat velké množství světla, a bude samozřejmě splňovat všechny životní potřeby astronautů. Tuto misi plánujeme na dobu 8 let, přičemž posádka se bude měnit každých 145 pozemských dní. Ambice naší mise jsou navíc založeny na tom, že in-situ využití zdrojů. Posílání všech potřebných zdrojů ze Země by bylo skutečně nákladné a spotřebovalo by příliš mnoho letů, nepočítaje v to procento neúspěšných startů.

Kromě toho plně využijeme velkolepého technologického pokroku, například vysláním astronautů s Ariane 6 na palubě modulu Orion, využitím lunární brány (LOP-G), která hraje v misích velkou roli, a vysláním spousty roverů a mimořádně sofistikovaných struktur s leteckou podporou.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Rozhodli jsme se umístit naši základnu na jižním pólu Měsíce vedle malé hory poblíž kráteru Shackleton z mnoha důvodů:

Využít sluneční světlo přítomné asi 90% za měsíc. Ve skutečnosti budeme schopni přeměnit dostatek sluneční energie na elektřinu, abychom mohli zásobovat celou základnu a rovery. Umístěním skleníku na hoře budeme energii získávat ještě déle.

Teplotní fluktuace jsou správné a na povrchu můžeme najít několik trvale zastíněných oblastí ( PSR ).

V roce 2009, kdy sonda LCROSS narazila do PSR kráteru Cabeus, nedaleko naší základny, bylo ve vyvrženém prachu zjištěno zajímavé množství molekul vody. Měsíční regolit obsahuje také velké množství kyslíku. Jižní pól je tedy pro nás nejlepším místem pro využití životně důležitých zdrojů, a to jak v kráterech, tak na povrchu.

2.2 Jak plánujete vybudovat svůj měsíční tábor? Popište techniky, materiály a vaše konstrukční rozhodnutí.
  • První fáze "αlfa" :

První vozítko bude vysláno, aby kopalo v malé hoře a připravilo instalaci životně důležitého prostoru v jejím nitru. Vykopaný regolit bude navíc vytěžen, vyzvednut a použit k pokrytí zbytku základny.

V tomto okamžiku budou dodány 4 rozkládací moduly konstrukcí nesených vzduchem. Astronauti na palubě LOP-G se dostanou na místo základny během série misí, aby spojili konstrukce dohromady pomocí tunelových spojů a nainstalovali všechny důležité systémy ( předtím přenesené z Gateway v průběhu misí pomocí evropského velkého logistického modulu ( EL3 )). Stejní astronauti budou ze Stanice nesporně také opravdu důležití tím, že budou sledovat a kontrolovat velkou část instalací roveru.

Na palubu budoucího modulu Heracles bude vysláno také vozítko pro 3D tisk. Toto vozítko bude přeměňovat horský vytěžený regolit v kombinaci s močí na 3D tisknutelný pevný materiál, aby bylo možné vytisknout ochrannou vrstvu na základní struktury.

Předpokládáme, že zatím nebylo navrženo dostatečně výkonné vozítko s robotickým ramenem, které by mohlo instalovat náš skleník, ale jeho realizovatelnost je v příštích letech zcela jistá.

  • Druhá fáze "βêta" :

Náš ledový extraktor "Neptun" přistane a zahájí extrakční proces, aby připravil přílet astronautů.

Jakmile bude tábor plně funkční, astronauti po startu Ariane 6 na palubě modulu Orion a připojení k modulu LOP-G přistanou na základně a zahájí misi.

2.3 Prostředí na Měsíci je pro astronauty velmi nebezpečné. Vysvětlete, jak je váš měsíční tábor ochrání. (maximálně 150 slov)
  • Základnu pokryje 1,5metrová vrstva extrémně odolného materiálu vyrobeného kombinací moči a regolitu, který bude astronauty chránit před mikrometeority a kosmickým a slunečním zářením. Stejně tak bude v malé hoře stát životně důležitá kosmická kopule poskytující mnohem vyšší ochranu.
  • Dalším velkým problémem je bezvětří Měsíce. Proto bude základna rozdělena na 2 oddíly díky 1 přechodové komoře v životně důležitém spojovacím prostoru, což umožní uchýlit se v případě úniku vzduchu z jednoho oddílu. Kromě toho bude základna pro udržení stabilní a obyvatelné teploty tepelně izolována křemičitým aerogelem. Jeho izolační schopnosti jsou vynikající, ale především by mohl být vyroben z křemíku a kyslíku obsažených v regolitu.
  • Astronauti budou 29,5/29,5 v telekomunikačním spojení se Zemí, což jim umožní výjimečnou podporu a spolupráci s posádkami a rodinou, ale také varování v případě hrozícího nebezpečí.
2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:
Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Astronauti budou vodu potřebovat k mnoha různým účelům: k pití, pěstování zeleniny, výrobě raketových ergolů díky elektrolýze pro budoucí mise a k poznání historie Měsíce.
Naše vozítko "Neptun" tedy bude využívat ledovou vodu v trvale zastíněných oblastech v blízkosti základny ( Shackleton, de Gerlache a kráter mezi nimi ) a po roztátí na kapalinu a přefiltrování přiveze tento led zpět do zásoby. Za tímto účelem bude rover připojen k věži odrážející sluneční paprsky, která byla dříve instalována na okraji expedičních kráterů : Neptun a věž se spojí díky své anténě a zrcadlo se automaticky pohybuje tak, aby odráželo sluneční paprsky v trajektorii solárního panelu.
Budeme také používat alternativní mikroekologický systém podpory života ( MELiSSA ) k recyklaci a čištění vody z každodenního života: moči, hygienických potřeb, potu...

Na hoře plánujeme zřídit skleník rozdělený na 2 prostory. V prvním z nich bude v úrodné půdě ( vyrobené anaerobním kompostováním ) růst zelenina. Vybrali jsme mikroténová rajčata pro jejich rychlost růstu a okurky ( nevyžadují vaření ). Druhým je hydroponické oddělení, kde budou růst sladké brambory pro jejich vysoký obsah vitamínů a sacharidů. Hydroponické pěstování zdokonalíme, protože víme, že by to byl ideální způsob dlouhodobého pěstování zeleniny s mnohem menší spotřebou vody.
Skleník umožňuje rostlinám dodržovat jejich denní cyklus: 9 hodin slunečního svitu a 15 hodin "noci" pomocí systému rozmístění panelů origami. Sklo skleníku snižuje množství přijímané sluneční energie a propouští pouze vlnové délky nezbytné pro fotosyntézu. Během měsíčních nocí navíc LED diody s reflektory zachrání kontinuitu růstu rostlin.

Vzhledem k tomu, že sluneční paprsky jsou na našem místě přítomny téměř neustále, představují nejlepší zdroj energie pro výrobu elektřiny pro zásobování základny a roverů.
Kolem základny, na skleníku (systém rozmístění panelů) a na hoře bude instalováno velké množství fotovoltaických panelů. To bude představovat více než 80% našich zdrojů elektrické energie.
Elektrolýzou vody rozdělíme její molekulu na kyslík a dihydrogen a pomocí palivového článku vyrobíme elektřinu. Nebude však představovat hlavní výrobu energie, protože voda bude velmi vzácná.
Vzhledem k měsíční noci trvající přibližně 3,5 dne však budeme elektřinu ukládat do superkondenzátorových baterií, abychom ji mohli využívat nepřímo a zásobovat základnu i v případě, že na panely nedopadne sluneční světlo. Navíc by to mohlo astronauty ochránit před nepředvídanou poruchou jakéhokoli systému napájení.

Nejdůležitějším zdrojem je bezesporu vzduch. Kromě recyklace vody bude alternativní mikroekologický systém podpory života také přeměňovat CO2 uvolňovaný astronauty na O2 díky mikrořasám, aby jim umožnil získat trvalou smyčku autonomie. I když do plné realizace tohoto systému zbývají ještě roky, je to pro nás nejefektivnější způsob, jak umožnit dlouhodobou pilotovanou kosmickou misi.
Kromě toho nainstalujeme ventilaci, která bude rozptylovat vzduch a chránit astronauty před absencí konvektivního jevu v mikrogravitaci. Astronauti by se totiž mohli zabít, kdyby neustále dýchali vlastní vyvržený CO2.
Totiž že týmy mise na Zemi mohou astronautům kdykoli hlásit abnormální změnu tlaku vzduchu.
( Stále sledujeme vývoj projektu roveru společnosti Thales Alenia Space o získávání/rafinování kyslíku z regolitu ).

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

HWAB-I bude převážně vědeckou misí, po celou dobu podporovanou posádkami na Zemi a astronauty na palubě LOP-G. Bude to naprosto kompletní příprava na budoucí mise na Mars, protože si uvědomíme psychologický efekt mise v takové vzdálenosti od Země a protože v průběhu dlouhodobého používání budeme moci jednotlivé systémy upravit tak, aby byly co nejvhodnější pro budoucnost. Kromě toho otestujeme proveditelnost výroby raketových ergolů pomocí in-situ zdrojů : proč by se Měsíc nemohl stát výchozím bodem budoucích misí ?

Umožníme také připravit novinářské cesty ( 2 nebo 3 ), abychom veřejně informovali o tom, jak astronauti žijí, co dělají v každodenním životě, a ukázali světu, že tato mise má skutečný smysl.

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

Je pravda, že neustále aktivní základna by byla produktivnější, ale spolupráce mezi dvěma astronauty je nejdůležitějším bodem pro duševní zdraví a bezpečnost. Proto budou mít časovou prodlevu pouhých 2,5 hodiny během dne.

Po probuzení první astronaut zkontroluje na palubní desce, zda vše funguje správně (tlak vzduchu a ventilace, zásoba elektřiny, zásoba vody...). Pokud je vše funkční, jde do skleníku zkontrolovat růst rostlin a odebrat denní zeleninu. Poté se může připojit k pracovní kopuli, aby experimentoval s výrobou ergolu z regolitu.

Je čas, aby se probudil i druhý astronaut. Oba členové týmu se současně umyjí a společně posnídají: je to chvíle, kdy mohou diskutovat a chápat nový den spolupráce.

O hodinu později se připraví na mimořádnou činnost na základně (EBA): druhému astronautovi pomůže jeho kolega obléknout skafandr EBA a vyjít ven vstupní přechodovou komorou. Díky anténě bude stále v rádiovém spojení s druhým astronautem a bude : odebírat vzorky regolitu na strategických místech, kontrolovat a v případě potřeby opravovat systémy základny, vyzvedávat vytěženou nádrž s ledem přivezenou z Neptunu a vyměňovat ji za jinou prázdnou nádrž, aby se rover mohl vrátit na misi. Až bude vše hotovo, vrátí se na základnu přechodovou komorou a oba astronauti vloží ledovou nádrž do automatického procesu tavení a filtrace stroje.

Po jídle jsou dvě hodiny věnovány sportu, který je pro astronauty povinný. Vzhledem k mikrogravitaci je zátěž velmi rozdílná, takže vybavení je speciálně navrženo pro použití v těchto podmínkách. Po skončení sezení se sejdou před obrazovkou, aby uskutečnili videohovor s týmy a jejich rodinami. I když představují nejlépe připravené astronauty historie, nesmíme zapomínat, že jsou to především lidé a musí udržovat kontakt se svými blízkými.

Zatímco druhý astronaut pokračuje v práci a dodržuje časový odstup 2,5 hodiny, první astronaut usíná a sleduje dění na palubě. Bleděmodrá tečka obrázek, který mu připomene, že i když je naše kolébka Země kvarkem ve vesmíru, na Měsíci Ona se objeví jako druhé Slunce, které zůstává stále v jeho blízkosti a způsobuje, že astronautům září oči.

Další projekty:

  LunarEclipse

 
  Bagdádí Veřejná škola #2
    Georgia
  Vytrvalí trekaři

 
  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Posthumanist

 
  Sachkhere Public School #2
    Georgia
  Nefritový králík

 
  郑州轻工业大学附属中学
    Čína

Nahoru
cs_CZ