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: Moonoids

Tudor Vianu Národní střední škola informatiky  Bukurešť    Rumunsko 16, 17   6 / 3


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Navrhli jsme měsíční tábor pro čtyři až šest lidí, aby mohli studovat Měsíc a také se připravit na budoucí vesmírné mise. Naším cílem je vytvořit bezpečné prostředí, aby naši astronauti mohli provádět výzkum, aniž by se museli vrátit na Zemi. Naše základna bude mít tři hlavní jednotky, které budou propojeny hermeticky uzavřenými tunely a umožní další rozšíření, až to bude potřeba. Doufáme také, že budeme schopni posílat na Zemi helium-3, které by mohlo poskytovat bezpečnější jadernou energii bez radioaktivního odpadu.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Náš měsíční tábor chceme umístit poblíž kráteru Shackleton na jižním pólu. Předběžnou analýzou dat z družice SMART-1 Evropské kosmické agentury bylo prokázáno, že vrchol kopce na jihozápadě kráteru Shackleton je během lunárního jižního léta neustále osvětlen. Protože kopec bude mít během léta stálý přísun sluneční energie, problém ohledně zdroje energie bude vyřešen. Sluneční světlo je důležitým faktorem při změnách teploty. Mezi dnem a nocí se může teplota měnit přibližně o 300 stupňů Celsia. Pokud tedy bude povrch neustále osvětlen, nebude se teplota tolik měnit. V blízkosti jižního pólu se také nacházejí největší ložiska ledu, který budeme využívat k získávání kyslíku, vodíku hydrolýzou a pitné vody, v kráteru Shackleton jsou prý ložiska vody, takže by astronauti nemuseli cestovat daleko, čímž by se ušetřily zdroje.

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

Základní materiály přivezeme ze Země. Roboti navržení na Zemi začnou nejprve stavět vzdušné zámky a hlavní jednotky. Mezi proměnné veličiny, které se výrazně liší od těch na Zemi, patří teplota, tlak a radiace. Vzhledem k tomu, že astronauti budou pobývat uvnitř měsíčního tábora, musí teplota zůstat konstantní. Jedním z nejlepších materiálů pro tepelnou izolaci (izolaci?) je aerogel. Je to pevná látka s extrémně nízkou hustotou, a proto je velmi lehká. Kevlar váží málo a má vysokou tvrdost. Za extrémních teplot kevlar nemění svou strukturu ani tvar. Protože měsíční tábor bude potřebovat okna, aby astronauti viděli ven, použijeme termální sklo. Termální sklo bude astronauty chránit před extrémními teplotami a tlakem ve vesmíru. Pro předměty, jako jsou židle a stoly a další díly, použijeme 3D tiskárnu, abychom získali potřebné díly.

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

Náš měsíční tábor budeme chránit vybudováním tří vzdušných zámků, jednoho v každé důležité jednotce, takže v případě ztráty jedné z jednotek zůstanou zbylé dvě nedotčené a zároveň ochrání naše astronauty před obyvatelnou atmosférou. Pomocí aerogelu a termálního skla zajistíme stabilitu teploty a hladiny kyslíku. Jedním z největších problémů je radiace, a proto plánujeme pokrýt náš měsíční tábor vrstvou měsíční horniny, což je nejlepší řešení, protože nevyžaduje dovážení žádných materiálů ze Země. Naše systémy podpory života a další místnost naplněná veškerými potřebami budou vybudovány v podzemí s přístupem ze všech tří jednotek, aby byly lépe chráněny a mohly být použity jako záloha v případě nehody. Gravitace způsobuje atrofii svalů a kostí, takže astronauti budou mít každodenní cvičební režim, aby si udrželi fyzickou kondici.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Pitnou vodu plánujeme získat roztavením ledu. Astronauti by ji získávali z ledových ložisek v okolí jižního pólu. Budeme používat filtrační systém na bázi kovového železa, které můžeme získat z regolitu, pomocí elektrolýzy roztavené soli, která by nám mohla poskytnout i ionty vápníku a hořčíku. K tomu, abychom se dostali do kráterů a získali led, použijeme lunární vozítko. Na okrajích kráterů postavíme zrcadla, která nasměrují sluneční světlo na solární panely roveru, takže ho nebudeme muset nabíjet z tábora.

Zpočátku se jejich strava skládala z rostlin, které rychle rostou (řasy), a z výživných tyčinek přivezených ze Země. Brokolice je hlavním zdrojem železa a vitaminu C, sója jim dodá bílkoviny, hořčík a vitamin D. Vitamin A a sacharidy získají ze sladkých brambor, zinek a vápník z čočky a vitamin K z edamame. Datle jsou skvělým zdrojem cukru. Astronauti budou mít k dispozici stravovací plány, které budou odpovídat jejich kalorické potřebě. Rostliny budou pěstovat v agaru, protože je to hygieničtější médium, lépe se s ním pracuje a živiny a vitaminy lze přidávat v přesném množství.

Naším hlavním zdrojem energie bude sluneční energie, která se bude získávat z neustálého slunečního svitu. Panely budou napájet celý měsíční tábor a přebytek energie se bude ukládat do olověných akumulátorů. Tyto baterie budou základnu napájet v noci. V noci budeme používat vodíkový generátor, abychom měli maximální výkon. Nejlepší metodou získávání vysoce čistého plynného vodíku je elektrolýza vody. Dalším alternativním řešením je fúzní reaktor, který jako palivo používá helium-3. Helium-3 je pro jadernou energii bezpečnější, protože se nestává radioaktivním a nevznikaly by z něj toxické odpadní produkty.

Kyslík získáme hydrolýzou, ale abychom získali vzduch s doporučeným procentem kyslíku 20% a dusíku 78%, budeme muset projít dalšími kroky. Zpočátku budeme dusík dovážet ze Země v plynových nádržích, ale později uvažujeme o použití jiných metod, například o jeho syntéze z močoviny. Ledové usazeniny budou naším hlavním zdrojem kyslíku, stejně jako vodík, který můžeme použít jako palivo, ale k odstranění kyslíku z regolitu použijeme také proces elektrolýzy roztavených solí.

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

Hlavním cílem našeho projektu z vědeckého hlediska je průzkum Měsíce a zkoumání možnosti trvalého pobytu na Měsíci. Bereme v úvahu efektivitu a eventualitu vybudování budoucí kolonie, která se později rozšíří na další planety. Pokud na povrchu Měsíce postavíme tábor, usnadníme a zlevníme si cestování vesmírem díky nízké gravitaci, kterou Měsíc má. Z komerčního hlediska bude naším cílem dopravit na Zemi helium-3 a využít ho v jaderných reaktorech jako alternativní zdroj energie. Mohli bychom také vytvořit virtuální "měsíční tábor", aby všichni na Zemi viděli, co astronauti dělají, jak základna vypadá. Lidé na Zemi se tak mohou dozvědět více o tajemstvích Měsíce a být v obraze s novými objevy.

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

Posádka bude spát na dvě směny, takže v každém okamžiku budou vzhůru alespoň dva členové posádky. Po probuzení se astronauti osprchují a posnídají v hale. Poté budou dvě hodiny cvičit, budeme se muset ujistit, že vybavení, které budou používat, je vhodné pro nižší gravitaci na Měsíci. Studie ukázaly, že při letech do vesmíru dochází u astronautů až k dvacetiprocentnímu úbytku svalové hmoty. budou muset neustále kontrolovat hladinu kyslíku, vodíku ve vzduchu, neporušenost solárních panelů a baterií. Budou mít každodenní úkoly, jako je oprava poškozených předmětů v dílně, analýza vzorků v laboratoři, sklizeň, péče o rostliny. Pokud to teplota dovolí, někteří členové se vydají na mise ven a budou získávat data nebo vzorky. Cestovat budou lunárním vozítkem, které se bude pro delší cesty nabíjet na základně, ale bude vybaveno i vlastními solárními panely. Každý z astronautů bude mít čas komunikovat se svými rodinami a přáteli, bude mít přístup k psychologovi a také bude dostávat nové úkoly z řídicího střediska na Zemi. Zatímco astronauti budou pracovat na konsolidaci soběstačného měsíčního tábora, budou stále potřebovat zásoby, které jim budou posílány ze Země. Astronauti budou moci požádat o součástky pro případ, že se něco rozbije a nebude možné to nahradit, a také budou dostávat proteinové a vitaminové tyčinky. Zřízením tábora na Měsíci by díky nižší gravitaci bylo mnohem levnější pořídit si zásoby pro cesty dále od Země. Analýzou toho, jak se tento první měsíční tábor osvědčí, kolik zdrojů potřebuje, jej budeme moci rozšířit a dokonce vytvořit výzkumné středisko pro Měsíc a řídicí středisko pro budoucí vesmírné průzkumné mise.

Další projekty:

  Boží doména

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Běh na Měsíc

 

  Zhengzhou University of lehkého průmyslu
    Čína
  Měsíční vyslanec

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Nováčci začínají

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína