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: Space Bound

Bertrand Russell College  Krommenie    Nizozemsko 18   2 / 2


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Tímto projektem zdůrazňujeme význam soběstačnosti měsíčního tábora. To bude příkladem pro celou Zemi. Měsíční základna bude sloužit především k výzkumu. Kromě výzkumu vývoje organismů v podmínkách na Měsíci zde bude probíhat také výzkum měsíční půdy. To nám poskytne širší pohled na vývoj organismů a podmínky ve vesmíru. To v budoucnu pomůže rozvoji cestování do vesmíru.

Tým astronautů bude tvořit 6 osob. Po příletu si astronauti přivezou vlastní potraviny a zdroje, v budoucnu bude měsíční základna soběstačná. Astronauti budou zachovávat pozemský rytmus dne a noci. Během dne se rozdělí do dvou skupin, které budou provádět výzkum a plnit úkoly. Z tohoto důvodu budou astronauti stále vzhůru, aby mohli měsíční základnu řídit. Během dne se astronauti několikrát sejdou, aby se zamysleli nad svým postupem.

Většina naší měsíční základny bude vybudována na Zemi, a to stejným způsobem jako ISS. Měsíční základna se bude skládat z pevných a lehkých geodomů. Zvolili jsme trojúhelníkovou konstrukci, protože kopule nevyžaduje žádnou vnitřní podporu a trojúhelníky rovnoměrně rozkládají hmotnost na celou konstrukci. Kopule budou umístěny na jižním pólu Měsíce, který je neustále osvětlen. Měsíční základna bude částečně pod zemí a částečně nad zemí.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Náš měsíční tábor jsme zvolili na jižním pólu Měsíce, na okraji kráteru Shackleton. Bude to funkční místo pro život, práci a výzkum. Okraj kráteru je téměř nepřetržitě vystaven slunečnímu záření. Umístíme tam naše solární panely. Uvnitř kráteru je stále tma a je tam extrémní zima. Některé studie ukazují, že se v těchto částech krateru nachází led. Tyto zdroje nabízejí mnoho výhod pro životní potřeby. Především bezpečný zdroj elektřiny a vody. Díky tomu bude měsíční základna nakonec zcela soběstačná. Teplota v této oblasti je stabilnější, což bude užitečné pro případnou práci venku. Uvnitř našeho měsíčního tábora si vytvoříme vlastní příjemné klima. Většina naší základny bude v podzemí. Tak budou astronauti chráněni před meteority a radiací.

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

Základna bude částečně pod zemí a částečně nad zemí a bude se skládat z geodomů. Posádka bude žít a provádět výzkum převážně v podzemí. Díky měsíčnímu písku na povrchu v kombinaci s demronem na vnitřní straně základny bude posádka lépe chráněna před radiací a meteority.

Měsíční základna má nadzemní vchod, který obsahuje čisticí systém pro skafandry a vybavení, aby se do základny nedostal měsíční písek. V zájmu bezpečnosti jsou z každého podzemního oddělení nouzové východy.

Než astronauti přiletí na Měsíc, vykopou roboti díry pro podzemní část. Většina částí bude postavena na Zemi, a to po stejné trase jako ISS. Tyto díly budou dopraveny na Měsíc a budou sestaveny astronauty za asistence robotů.

V první fázi mise budou astronauti bydlet v raketě, ve které přiletěli. Ve druhé fázi bude základna dokončena a astronauti se tam přestěhují.

Stěny budou vyrobeny z dvojité vrstvy titanu, mezi nimiž budou izolační rohože z aerogelu. Titan má příznivý poměr pevnosti k hmotnosti. Aerogel je velmi dobrý izolátor a je lehký. Na okna použijeme průhledné křemičité sklolamináty. Díky těmto materiálům a tvaru tvořenému trojúhelníky bude konstrukce lehká a pevná. To se bude hodit při přepravě částí měsíční základny ze Země na Měsíc.

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

Při výběru designu jsme brali v úvahu: měsíční písek, krajinu, radiaci, meteority a teplotu. Základna bude zcela uzavřená a bude mít vchody s čisticími systémy, aby se do ní nedostal nebezpečný měsíční písek. Aby astronauti znali krajinu, bude vytvořena topografická výšková mapa Měsíce.

Stěny základny budou vyrobeny z titanu, protože je pevný, lehký a odolává extrémním teplotám. Budeme používat aerogelové rohože s tepelnou vodivostí mezi 0,0135 a 0,017 W/m K. Základna je tedy chráněna proti meteoritům a extrémním teplotám. Demron je materiál chránící před zářením a bude umístěn na vnitřní straně základny. Má o něco nižší radiační ochranu než olověné stínění, ale je pružný a lehký. Podzemní část měsíční základny je pokryta měsíčním pískem, který rovněž chrání základnu před radiací.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

K výrobě vody ISS použila systém rekuperace vody. Ten je součástí systému řízení životního prostředí a podpory života na palubě ISS. Voda se shromažďuje uvnitř ISS. Čistou vodu zajišťují recyklací moči posádky, potu, dalších kondenzátů v kabině a odpadů vzniklých v důsledku mimovozní činnosti. Tato voda je filtrována a může být použita jako pitná voda nebo voda pro rostliny.
Měsíc s největší pravděpodobností obsahuje led v kraterech s trvalými stíny. Tato voda se bude těžit a filtrovat. Poté bude možné vodu využít k pití a pěstování rostlin.
Zbývající použitá voda bude odebrána systémem zpětného získávání vody. Tímto způsobem lze vodu recyklovat. Vznikne tak kruhový systém.

Na začátku mise budou astronauti jíst jídlo ze Země. Později mohou jíst zeleninu ze skleníku. Posádka se bude živit převážně rostlinnou stravou. Bude se skládat ze sóji, luštěnin, kukuřice, špenátu, brambor a ovoce pro pestrou stravu. Tyto plodiny budou pěstovány v uzavřeném skleníku s umělým osvětlením, kde jsou rostliny chráněny před zářením.
Aby posádka získala všechny potřebné živiny, musí také užívat doplňky stravy, například vitamin D, železo a vitamin C. Ty musí být dopraveny ze Země na Měsíc pomocí bezpilotních nákladních lodí a budou doručeny na měsíční základnu.

Hlavním zdrojem elektřiny budou solární panely. Ty budou umístěny na vrcholu Chakletonova krateru, který je neustále osvětlen, a proto je zde stálý zdroj elektřiny. Přebytky elektřiny se ukládají do velkých baterií. To je užitečné v případě nedostatku energie a v případě, že solární panely nebudou fungovat. Díky tomu základna nikdy nebude mít nedostatek elektřiny. Elektrolýzou vody vznikne raketové palivo (vodík a kyslík). To může sloužit také jako zásoba energie.

K výrobě kyslíku použijeme stejný systém, jaký používá ISS. K dispozici je systém pro výrobu kyslíku, pro elektrolýzu vody. Důležitou součástí je již dříve zmíněný systém pro zpětné získávání vody. Tato voda se používá k výrobě dýchatelného vzduchu pro udržení života na palubě. Na naší měsíční základně se bude využívat nejen voda získaná v rámci základny, ale také měsíční led, který se těží. Vzduch bude osvěžován pomocí systému vzduchových filtrů.
Tlakové nádrže s kyslíkem budou záložním zdrojem k hlavnímu způsobu syntézy dýchatelného vzduchu. Bezpilotní nákladní lodě budou tyto kyslíkové nádrže převážet a dopravovat na měsíční základnu.
Rostliny a řasy, které se budou na Měsíci pěstovat, budou také poskytovat astronautům kyslík. Vypouštěný oxid uhličitý astronauty mohou opět využít rostliny a řasy.

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

Mise na Měsíc má především vědecké účely. Jednak jde o výzkum organismů a vlivu Měsíce na jejich růst a životní procesy. Na Měsíc vezmeme zvířata (například krysy, kuřata a včely) a rostliny a porovnáme vlivy gravitace a záření na Měsíci s těmi pozemskými.
Za druhé, výzkum měsíční půdy. Testy budou prováděny na písku, půdě, skalách a kráterech na Měsíci. Díky tomu získáme lepší přehled o složení Měsíce a o tom, jak Měsíc vznikl.
Cílem je nakonec založit na Měsíci stálou kolonii. Měsíční základna bude počátkem trvalého osídlení Měsíce. Výzkum také pomůže v budoucnu umožnit osídlení dalších planet, například Marsu.
V budoucnu může základna sloužit také jako turistická destinace pro výlety na Měsíc.

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

Místo měsíčního tábora není nikdy ve tmě, proto nemůžeme na Měsíci vytvořit "přirozený" cyklus dne a noci. Z tohoto důvodu se astronauti budou řídit pozemským cyklem den-noc. Tím se také usnadní komunikace se Zemí, a protože astronauti na Měsíci nežijí trvale, bude pro ně snazší se opět přizpůsobit životu na Zemi.

Posádku měsíční základny bude tvořit 6 lidí rozdělených do dvou skupin. Z bezpečnostních důvodů nebudou obě skupiny nikdy spát ve stejný okamžik. Vždy budou vzhůru tři lidé, kteří si budou všímat případných problémů a řešit je.

První skupina spí od 20.00 do 3.00 hodin. Druhá skupina spí od 3.00 do 10.00 hodin. Zatímco druhá skupina spí, první skupina snídá od 3.00 do 3.45 hodin. Poté budou hodinu sportovat, aby zůstali silní, a budou mít 15 minut na sprchu. Poté mají astronauti hodinu a půl volna, tento čas mohou využít k posezení v salónku a k telefonování rodině a přátelům na Zemi. Od 6.30 do 10.00 hodin se tato skupina vydá do práce. V 10.00 hodin se probudí druhá skupina. Posádka pak bude 45 minut společně snídat, sestaví plán dne a naváže kontakt se základnou na Zemi. Druhá skupina bude od 10.45 do 11.45 hodin sportovat a poté se osprchuje, zatímco druhá skupina bude pracovat. Poté se druhá skupina rovněž vydá do práce. Od dvou do tří hodin bude celá posádka obědvat. Během oběda navážou kontakt se základnou na Zemi a budou přemýšlet o dosavadním průběhu dne. Až do 18.00 bude posádka opět pracovat. Poté bude posádka společně večeřet, naváže kontakt se základnou na Zemi a bude přemýšlet o uplynulém dni. Poté se první skupina uloží ke spánku, zatímco druhá skupina bude opět pracovat. Ve 23.30 se tato skupina nají a bude mít volno až do tří hodin. Poté půjde tato skupina spát a druhá skupina se probudí. A tak opět začne koloběh dne a noci.

Další projekty:

  Nefritový králík

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Tsia

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  RAKETOVÁ VĚDA 3

 

  I.E.S. JOSÉ JIMÉNEZ LOZANO
    Španělsko
  Horolezec

 

  郑州轻工业大学
    Čína