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: S.P.I.D.E.R.

Tudor Vianu National Highschool of Computer Science  Bukurešť    Rumunsko 16, 17   2 / 0


Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

Náš měsíční tábor S.P.I.D.E.R. má za hlavní cíl výzkum vesmíru, ale také simulaci kolonizace jiných planet. Umožní astronautům, výzkumníkům, širší pochopení našeho vesmíru a toho, co znamená žít mimo Zemi. Využijeme vše, co máme k dispozici: vodu získanou z ledu uvnitř kráteru Shackleton, nepřetržité sluneční světlo na jižním pólu a měsíční regolit pro výzkum a dokonce i pěstování rostlin. Pro naše astronauty budeme mít k dispozici vozítko pro cesty do dalších částí Měsíce a blízké krátery Shackleton a Shoemaker, které jsou rovněž předmětem vědeckého zájmu. Tábor bude sedět na povrchu Měsíce, ukotvený pomocí malých pavoučích nohou ze silné oceli. V měsíčním táboře bude umístěn malý tým dvou astronautů, který bude provádět vědecké experimenty a získávat další informace o Měsíci a vesmíru obecně. Také se seznámí s tím, co to znamená žít na jiné planetě (i když je to družice). Své poznatky a zkušenosti pak přivezou zpět na Zemi a doufejme, že povzbudí další lidi k rozšíření svých obzorů. Chtěli jsme pro naše astronauty vybudovat co nejlepší tábor, abychom jim poskytli optimální prostředí pro praktickou vědu a užívání si života ve Vesmíru.

2.1 Kde chcete postavit svůj Moon Camp?

Náš měsíční tábor se bude nacházet na jižním pólu poblíž kráteru Shackleton. Budeme tak mít nepřetržitý přísun slunečního světla, které bude napájet náš tábor prostřednictvím solárních panelů, a část této energie budeme skladovat v palivových článcích pro zatmění Měsíce. Také vysoké množství vodíku naměřené uvnitř kráteru může naznačovat přítomnost vodního ledu, což je pro naše astronauty zásadní přínos. Protože se můžeme setkat s meteorickými dešti, obalíme náš tábor kevlarem, který je velmi lehký a odolný. V případě, že si to vyžádá vědecký výzkum, budou astronauti používat rover t0, kam budou potřebovat. Plánujeme také dálkově ovládané rovery chráněné kevlarem pro případ cestování na velké vzdálenosti, které budou rovněž poháněny sluneční energií, budou mít palivový článek a pro případ nouze i RTG, což by nám mohlo umožnit navštívit i odvrácenou stranu Měsíce.

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

Tento návrh jsme vymysleli tak, aby každý z astronautů měl svůj osobní prostor, ale zároveň sdílel společnou místnost, kde by mohl společně pracovat a odpočívat. Chtěli jsme, aby se cítili útulně, jako doma, a proto jsme se postarali o to, aby náš měsíční tábor měl všechny prvky. Protože všechny materiály, které používáme, jsou lehké, nebude problém je dopravit kosmickou lodí. Také se nám líbilo, že náš měsíční tábor je modulární, aby se dal na povrchu Měsíce snadno postavit a aby se dal snadno opravit, kdyby se něco stalo. Nejprve musíme nainstalovat podpěry našeho tábora, což jsou pavoučí nohy. Silné plechy z hliníkové slitiny budou tvořit naši základnu. Všechny vrstvy budou navzájem vzduchotěsně spojeny. Tunely budou tvořeny třemi takovými sadami vrstev ve tvaru trojúhelníku. Koule určená k výzkumu se bude skládat z oken ve tvaru trojúhelníku vyrobených z termálního skla. Rovery budou sestaveny mimo základnu a budou rovněž modulární. Posledními položkami týkajícími se naší měsíční základny jsou solární panely, které budou dodávány předem sestavené a připravené k upevnění na místo. Tvar pavouka jsme zvolili proto, že tento tvor je v mytologii spojován se stvořením a je schopen spřádat své vlastní světy. Výběr materiálu vysvětlíme v dalším odstavci, protože silně souvisí s bezpečností astronautů.

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

Zdraví a bezpečnost astronautů je pro nás hlavní prioritou, která má přednost před čímkoli jiným. Proto jsme zkoumali ty nejlepší materiály, abychom zajistili jejich pohodu. Proto budeme používat aerogel, kevlar, pevnou hliníkovou slitinu a termální sklo. Aerogel neutralizuje tři způsoby přenosu tepla: konvekci, kondukci a radiaci, a jako takový je vynikajícím tepelným izolantem. Kevlar má dostatečnou sílu, aby odolal účinkům kosmického smetí a meteoritů. Kromě toho kevlar málo váží a má vysoký stupeň tvrdosti. Aniž by došlo k poškození jeho struktury nebo změně tvaru, může také odolávat extrémním teplotám. Při nárazovém výzkumu se hliníková slitina osvědčuje natolik dobře, že tento materiál můžeme použít pro okenní žaluzie, abychom zabránili zničení skla úlomky, k čemuž použijeme termální sklo, protože chrání astronauty před vysokými a hlavně nízkými teplotami v okolí oken i před namáháním ve vesmíru.

2.4 Vysvětlete, jak váš měsíční tábor poskytne astronautům:

Voda
Potraviny
Power
Vzduch

Zdrojem vody pro naši základnu bude led uvnitř kráteru Shackleton. Jeho povrch je dostatečně hladký, aby se naše vozítko mohlo dostat až k ledu, načež pomocí vyhřívaného elektrického vrtáku projdeme sluneční povrch a led přitom roztavíme. Tento proces je časově i energeticky náročný, a proto jej nebudeme provádět častěji, než je nutné, nejlépe jednou týdně. Vodu budeme uchovávat v zásobníku a astronauti budou před pitím používat čisticí systém. Kromě lidské spotřeby bude voda využívána také při elektrolýze a pěstování rostlin.

Naši astronauti budou mít samozřejmě vesmírnou stravu. To jim zajistí vyváženou výživu a zároveň snadné a bezpečné skladování, přípravu a konzumaci, ale za cenu 0,64 kg/individuální den skladovacího prostoru, což není pro naši misi optimální. Místo toho bude jejich hlavním zdrojem potravy skleník, ve kterém budou pěstovat brambory, celer, rajčata kvůli vitamínům a sacharidům, a hlavním zdrojem bílkovin budou různí vodní bezobratlí z fylu Mollusca, a to pro různé výhody: snadno se přizpůsobí prostředí s částečnou gravitací, nepotřebují mnoho místa a asimilují živiny z proudu okolní vody pro tvorbu biomasy. Již existují projekty, které využívají jako substrát pro růst rostlin simulanty měsíčního regolitu, a ten budou používat i naši astronauti.

Naším hlavním zdrojem energie budou solární panely. Vzhledem k tomu, že se nacházíme na jižním pólu Měsíce, budeme mít kromě zatmění Měsíce nepřetržitý přísun slunečního světla, pro který budeme mít v záloze palivové články. Naše rovery budeme také posílat na místa s maximem slunečního svitu na Měsíci, aby pomocí svých solárních panelů získaly další energii. Pro případ nouze (poškození solárního panelu meteoritem nebo prostě porucha) budeme mít radioizotopový termoelektrický generátor (RTG), který bude napájen plutoniem 238, protože má dlouhý poločas rozpadu a dobrý výkon.

Astronauti potřebují k přežití kyslík, který lze na Měsíci snadno získat ze tří zdrojů: elektrolýzou vody, z měsíčního regolitu a samozřejmě z rostlin. Z prvního z nich by astronauti pomocí roztoku Na+ a Cl- získali H2 a O2. Jako bonus lze H2 rekombinovat s O2 a získat tak čistou vodu a O2 se po vystavení UV/Rx záření může přeměnit na O3, který má antibakteriální účinky. Pro měsíční regolit, ačkoli je velmi bohatý na kyslík, bychom potřebovali velmi, velmi přesný filtr, protože nejmenší zrnka by mohla uvíznout v plicích astronautů, což by mohlo mít dlouhodobé zdravotní následky. V neposlední řadě jsou silným zdrojem kyslíku také rostliny, které naši astronauti pěstují. Vzhledem k nebezpečí, které představuje, bychom měsíční regolit používali jen v krajním případě.

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

Milujeme vědu, a proto bude hlavním cílem našeho měsíčního tábora. Stále existuje nekonečné množství věcí, které nás o vesmíru zajímají, a jsme si jisti, že vědci přítomní na našem táboře se z této zkušenosti hodně naučí. Vědci mohou studovat Měsíc, jeho povrch a krátery a navíc i Vesmír, a to buď pomocí dalekohledů zabudovaných v Moon Campu, nebo pomocí dálkově řízeného vozítka, s nímž mohou prozkoumat těžko přístupné oblasti a mohou získat hvězdné pohledy na oblohu. Dalším cílem našeho Moon Campu je ubytování lidí pro život na jiné planetě. Po návratu z Moon Campu mohou astronauti vyprávět své zážitky a inspirovat ostatní, aby snili o životě ve vesmíru.

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

Naši astronauti, říkejme jim Tina a Bob, se probudí přesně v 6:00 (standardního času GMT). Po rutinní kontrole všech systémů, aby se ujistili, že vše od podpory života až po růst rostlin funguje bez problémů, se nasnídají. Bob si dá mušle s rajčaty (jeho oblíbené jídlo na Měsíčním táboře) a Tina se spokojí s mušlemi s brambory. Samozřejmě si mohou vybrat jakoukoli kombinaci zeleniny a měkkýšů, na kterou mají chuť.

Poté provedou několik fyzických cvičení, přesně v 7:00. Bob bude běhat na běžeckém pásu, zatímco Tina bude jezdit na krytém kole. Přesně v 0730 zamíří do studených sprch (nechceme, aby spotřebovali příliš mnoho energie, ale v neděli mají povolený cheat day). Budou se mýt vodou z nádrže, která se pak přečistí (aby nepozřeli mýdlo) a pošle se zpět do nádrže. Máme také zavedený systém recyklace biologického odpadu, který jim pomůže získat kultivovatelnou půdu.

V 8:00 začíná vědecký den. Tina bude provádět pokusy uvnitř, zatímco Bob se oblékne a vydá se na povrch Měsíce, odkud bude sbírat regolit pro využití v rostlinách i pro výzkum a provádět vědecká měření týkající se Měsíce, Slunce a Země. Později se vrátí do tábora, kde Tina dokončí své experimenty. Ve 12.00 hodin poobědvají a až do 14.00 hodin budou mít volný čas, ve kterém si budou moci číst, psát svým blízkým a odpočívat. Poté přijdou na řadu Bobovy pokusy, zatímco Tina zkontroluje rostliny a sklidí je, zkontroluje nádrž s vodou a pak se společně s Bobem věnuje vědě, ke které má kolem 16:00 svačinu.

V 18:00 mají večeři, měkkýše a zeleninu. Po volném čase jdou ve 22:00 spát. Spí ve stejnou dobu, a abychom zajistili jejich bezpečnost, budeme mít vrstvy a vrstvy alarmů pro případné vyrušení, navíc budou mít astronauti náramky měřící jejich srdeční tep a saturaci kyslíkem, které je mohou v případě nouze probudit.

Další projekty:

  PRAVIDLA BEKT

 

  Škola Aldershot
    Kanada
  Lunární základna SD

 

  IES PRINCESA GALIANA
    Španělsko
  Tým Machu Picchu

 

  PAUC
    Peru
  Vzestup mužů

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína