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: Aquasis

Matematické gymnázium "Dr. Petar Beron"  Varna    Bulharsko 18   2 / 1


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Voda je základem života a je to jediná věc, která dělá naši planetu tak jedinečnou. Ve vodě spočívá celá funkčnost těla každého živého druhu. Jednoduše řečeno, je životně důležitá pro rozvoj vesmírných kolonií. Vycházíme-li z této perspektivy, prvním krokem k dobytí Měsíce je naučit se správně využívat jeho zásoby vody.

Aquasis bude jednak výzkumným centrem pro zkoumání vodního ledu na měsíčních pólech, jednak svým způsobem elektrárnou pro rakety, které budou využívat Měsíc jako výchozí bod pro průzkum hlubokého vesmíru.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Základnu na Měsíci plánujeme postavit na jižním pólu Měsíce. Jižní pól se zdá být místem, které by nám mohlo poskytnout nejlepší životní podmínky. Nedávno bylo potvrzeno, že se zde potenciálně nachází velké množství vodního ledu a jeho nejvyšší koncentrace se vyskytuje v centrech kráterů na jižním pólu. Kromě využití tohoto ložiska ledu pro zásobování astronautů pitnou vodou bychom jej využili k výrobě vodíku a kyslíku, abychom mohli vytvořit dýchatelnou atmosféru. Mohli bychom ho také využít k pěstování rostlin, výrobě raketového paliva a jako štít proti vesmírnému záření. Když už mluvíme o zásobování energií, přestože je jižní pól z větší části zahalen ve stínu, některé oblasti, jako například okraje kráterů, jsou po delší dobu vystaveny nepřetržitému slunečnímu záření.

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

Není žádným tajemstvím, že doprava materiálů do vesmíru, nebo v našem případě na Měsíc, je poměrně nákladná a náročná. Vzhledem k současným nákladům na lety do vesmíru by bylo lepší, kdybychom se příliš nespoléhali na zdroje ze Země. První, co nás napadne, když diskutujeme o různých možnostech, je 3D tisk s využitím měsíční půdy. Kromě toho se na Měsíci nachází spousta kovů a velká ložiska zadních zemských prvků, které bychom mohli využít. Například měsíční půda, známá také jako regolit, by byla vynikajícím stavebním materiálem. Její kombinací s polymery budeme schopni vytvořit suroviny potřebné pro 3D tisk. Regolit není bohatý na organické materiály jako pozemská půda a nepoužili bychom ho k pěstování rostlin. Jeho nejvýznamnější výhodou z hlediska využití ve stavebnictví je však to, že by nám mohl poskytnout ochranu před radiací i extrémními teplotami. Navíc vzhledem k tomu, že se na výzkumu vlastností měsíční půdy podílejí stejnou měrou NASA i ESA, máme již nyní na čem stavět, takže budeme mít v první řadě solidní základ pro další výzkum. Dalšími slibnými místními materiály jsou s velkou jistotou měsíční sklo a některé kovy, které můžeme těžit přímo z Měsíce, jako je hliník, železo, křemík pro výrobu solárních panelů atd.

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

V oblastech vystavených kosmickému záření použijeme část vody, kterou sklidíme, na stínění. Dvě věci, které činí vodu tak účinným zdrojem radiačního stínění, jsou její hustota a levnost. Již nyní ji používáme k ochraně před zářením v jaderných elektrárnách, které je podobné kosmickému záření, takže v této oblasti máme poměrně velké zkušenosti. Stěny osady budou vyplněny vodou. Uvnitř vrstvy vody budou umístěny senzory, které budou kontrolovat úroveň radiace a poskytovat nám zpětnou vazbu o účinnosti štítu. Hlavní obytná část však bude z bezpečnostních důvodů vybudována pod zemí, kam má radiace jen malý přístup.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Voda bude z ledu ukrytého v oblasti jižního pólu získávána pomocí autonomních strojů a dopravována do hlavního místa operace pomocí vzduchové tramvaje z nehostinně temných a chladných centrálních částí kráteru, kde se částečky vody hromadí ve formě ledu kvůli neustále extrémně nízkým teplotám, do téměř celoročně osvětleného slunečního okraje, kde se nachází naše hlavní základna. V závislosti na účelu, ke kterému budeme vodu používat, bude zapotřebí určitý proces úpravy. V případě získávání pitné vody bude třeba led rozpustit a poté vodu, kterou z něj získáme, přefiltrovat, vyčistit a mineralizovat. Vodu, kterou vytěžíme, budeme také používat pro aeroponii, stínění a výrobu raketového paliva štěpením na vodík a kyslík pomocí sluneční energie.

V našem modulu Aeroponics se budou vyrábět potraviny rostlinného původu. Kromě toho budeme v laboratoři vyrábět i další produkty, jako je například maso, abychom dosáhli vyvážené stravy, která je pro pohodu astronautů klíčová. Takzvané kultivované maso se pěstuje pomocí živočišných buněk v laboratoři. Kultivace probíhá v bioreaktoru, který simuluje prostředí zvířecího těla. Jakmile buňky dosáhnou očekávané hustoty, jsou odděleny od vývaru, ve kterém byly zasazeny. Zvířata se na tom téměř nepodílejí, protože jejich účast se omezuje na odběr tkáně prostřednictvím biopsie, která se téměř jistě bude provádět na Zemi.

Naším hlavním zdrojem elektřiny budou solární panely, protože místo, které jsme si vybrali, je vystaveno dostatečnému slunečnímu záření pro napájení základny. Problém, se kterým se při práci se solárními panely potýkáme, spočívá v tom, že jejich účinnost je poměrně nízká. Odhaduje se, že je něco málo přes 20%. Tento problém bychom překonali použitím vláken z uhlíkových nanotrubiček, které mají schopnost absorbovat širokopásmové odpadní teplo a přeměnit ho na elektřinu. Tato metoda by nám pomohla zvýšit účinnost solárních panelů čtyřikrát a dosáhnout více než 80%. Sluneční energii, kterou vyrobíme, budeme také využívat k výrobě vodíkového paliva oddělením kyslíku a vodíku z molekuly vody.

Na samém začátku přineseme ze Země dusík i kyslík, abychom na základně vyrobili vzduch. Jakmile začneme získávat vodu hluboko z povrchu měsíčních kráterů, budou se nám nabízet další dvě možnosti. Buď budeme získávat kyslík z vody a míchat ho s dusíkem, který dovážíme ze Země, nebo využijeme heliox. Heliox je dýchatelný plyn složený z helia a kyslíku, jehož hustota je nižší než hustota samotného vzduchu. Používá se v medicíně, protože snižuje odpor dýchacích cest, a běžně ho využívají potápěči plavající v hlubinách zde na Zemi. Na základně bychom byli schopni plnohodnotně vyrábět z místních zdrojů tím, že bychom potřebný kyslík získávali z vody a helium z Měsíce.

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

Odhaduje se, že na měsíčních pólech se nachází více než 600 miliard kilogramů vodního ledu. Voda je potřebná pro budoucí lidské kolonie, takže dává velký smysl, abychom se soustředili na průzkum ložisek měsíčního ledu. Voda by potenciálně mohla být milníkem v dobývání Měsíce, protože má mnohostranné využití. Naším cílem je vytvořit soběstačnou základnu, která nebude závislá na dodávkách ze Země. Než začneme Měsíc komercializovat zakládáním podniků a budováním průmyslu, budeme muset pozorovat a studovat místní prostředí, přičemž voda bude zpočátku hlavní prioritou. Voda je poklad, který považujeme za samozřejmost, ale je pro život tak zásadní, že bychom ji mohli definovat jako náš nejcennější zdroj.

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

Ráno se naši astronauti nejprve věnují hygienickým potřebám, jako je sprchování, čištění zubů atd., obecně řečeno přípravě na den. Před časem snídaně stráví zhruba půl hodiny cvičením uvnitř tělocvičny v obytném modulu. Sport je pro dobré zdraví životně důležitý, zvláště když žijete a pracujete v podmínkách prostředí tak odlišného od toho pozemského. Po tréninku se odeberou na snídani, proberou své individuální úkoly pro daný den a krátce si ráno popovídají, aby se probudili. Poté se rozdělí do skupin a pustí se do práce. Tyto skupiny budou vytvořeny následovně - pracovníci v aeroponickém modulu, kteří se starají o rostliny a zkoumají proces růstu; lidé, kteří se zabývají logistikou, zařizováním a organizací skladů; vědci uvnitř laboratoře, kteří se zabývají úpravou vody a obsluhou bioreaktorů; ti, kteří se podílejí na těžbě vodního ledu z kráterů tím, že kontrolují a udržují stav těžebních robotů a dopravních systémů. Každý astronaut bude také povinen kontrolovat podpůrné systémy, monitorovat technické vybavení a odpovídat na výzvy z řídicího střediska na Zemi. V průběhu pracovního procesu bude mít každý člen posádky možnost odpočívat, kdykoli se mu pracovní zátěž bude zdát příliš intenzivní, každý si bude určovat svůj vlastní rozvrh, a až bude se svými úkoly hotov, pracovní den skončí. Během večeře se opět sejdou u stolu, aby sdíleli čas ve vzájemné společnosti. Před spaním budou mít astronauti několik hodin pro sebe, kdy si budou vybírat mezi návštěvou posilovny, účastí na aktivitách v zábavním centru a komunikací s rodinou, příbuznými a přáteli na Zemi prostřednictvím e-mailů, hovorů a videochatů.

Další projekty:

  Domov Pioneers

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Tábor uprostřed země

 

  XXXVII Liceum Ogólnokształcące im. Jarosława Dąbrowskiego
    Polsko
  Lunar Explorers

 

  郑州轻工业大学
    Čína
  Serendipity

 

  Zhengzhou University of lehkého průmyslu
    Čína