moon_camp
objevování interaktivního obrazu

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galerie projektů

 

V soutěži Moon Camp Pioneers je úkolem každého týmu navrhnout ve 3D kompletní měsíční tábor pomocí softwaru podle vlastního výběru. Musí také vysvětlit, jak budou využívat místní zdroje, chránit astronauty před nebezpečím vesmíru a popsat obytné a pracovní zařízení ve svém měsíčním táboře.

Skyhook

  První místo - Státy, které nejsou členy ESA

Shanghai Qingpu Senior High School  Shanghai-Qingpu    Čína 17, 16   6 / 0 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



Youtube Video Link:


1.1 - Popis projektu

Náš měsíční tábor je měsíční základna vybudovaná v roce 2035 za účelem řešení energetické krize na Zemi a dlouhodobého výzkumu na povrchu Měsíce. Hlavním účelem základny je levná doprava energetických zdrojů, jako je helium-3, z Měsíce na Zemi, provádění výzkumu v oblasti materiálových věd, biologických věd a dalších oborů na Měsíci a studium fyzického stavu astronautů žijících na Měsíci.

1.2 - Proč chcete postavit měsíční tábor? Vysvětlete hlavní účel vašeho měsíčního tábora (například vědecké, komerční a/nebo turistické účely).

Účelem našeho měsíčního tábora je vyvinout na Měsíci zdroje energie z hélia 3 pro vědecký výzkum, dopravit na Zemi efektivnějším způsobem levné a čisté materiály pro jadernou fúzi a prozkoumat využití měsíční půdy a dalších druhů energie na Měsíci na měsíční výzkumné základně, abychom se vypořádali s energetickou krizí, která může lidstvo potkat v příštích několika desetiletích.

2.1 - Kde chcete postavit svůj Moon Camp? Vysvětlete svůj výběr.

Nachází se na okraji měsíčního kráteru Shackleton (0,0°89,9° j. š.), v místě, kde se nachází zóna věčného denního světla, kde se nachází skála Klipp (doba nepřetržitého osvětlení měsíčního povrchu je 86% na jižní polokouli).V blízkosti pólu je vlivem teploty a úhlové rychlosti většina měsíčních vodních zdrojů zamrzlá v zemi, což je příznivé pro rozvoj měsíčního tábora. Z údajů také vyplývá, že kráter obsahuje mnohem více vodíku, což naznačuje, že se zde může nacházet vodní led. V blízkosti kráteru Shackleton se nachází hora Malapert, jejíž vrchol, ať už se Měsíc otáčí jakkoli, je na Zemi vždy viditelný, vhodný pro rozsáhlé pozemní komunikační centrum. Zadní část hory je navíc vhodná pro oblast stínění rádiového signálu, protože dokáže zcela eliminovat elektromagnetické rušení ze Země, a přispět tak k instalaci radioteleskopu.

2.2 - Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Zvažte, jak můžete využít přírodní zdroje Měsíce a které materiály byste potřebovali přivézt ze Země. Popište techniky, materiály a vaše konstrukční rozhodnutí.

V porovnání se Zemí se na Měsíci nachází velké množství zdrojů helia-3, které lze využít jako surovinu pro výrobu tepelné energie pomocí jaderné fúze, jež se pomocí generátorů a transformátorů přeměňuje na elektřinu a ukládá do podzemních superakumulátorů. Kromě toho lze oxidy, jako je oxid titaničitý a oxid hlinitý, bohaté na měsíční půdu, redukovat pomocí redoxních zařízení za účelem výroby vody a příslušných kovů.

Máme v úmyslu smíchat brekcii, štěrk z měsíční půdy a další materiály s vodou a vytvořit z nich beton pro stavbu plášťové části hlavní budovy nad zemí naší měsíční základny. Ze Země budeme vozit 3D tiskárnu, která z betonového materiálu vyrobí budovu, což může výrazně snížit závislost na pozemské dopravní kapacitě. Mezitím do betonu přimícháme skleněná vlákna, abychom zlepšili tepelně izolační vlastnosti pláště základny. V základně budou na různých místech umístěna zařízení pro udržování konstantní teploty, která zajistí astronautům příjemné pracovní a životní prostředí.

2.3 - Jak váš měsíční tábor chrání astronauty před drsným prostředím Měsíce a jak jim poskytuje úkryt?

Naše mise proti meteoritům v měsíčním táboře se skládá ze tří částí, vnější vrstvu doplňuje laserová protiraketová technologie, střední vrstvu doplňuje protiletadlová raketová technologie. Několik sad zbraní blízké obrany zachytí zbývající úlomky meteoritů v předchozích dvou časech. A s pomocí radaru dokáží přesně určit, zda se jedná o meteorit. Naše kopule nás může účinně chránit před útokem malých úlomků terminálního meteoritu. Kromě toho zřídíme v podzemí krycí vrstvu, která umožní astronautům chránit jejich osobní bezpečnost a přežít do příletu pozemského podpůrného personálu.

3.1 - Jak váš měsíční tábor zajistí astronautům udržitelný přístup k základním potřebám, jako je voda, jídlo, vzduch a energie?

a ) VODA
Ⅰ. Zásobování vodou
1.Přepravováno pomocí doručovacího zařízení.
2.Plynný vodík vznikající při elektrolyzaci vody redukuje hojné oxidy v měsíční půdě a vytváří vodu.
Ⅱ. Systém cirkulace vody
1.Vodní pára, která vzniká dýcháním na vesmírné stanici, se vrací do zásobníku kondenzací.
2.Toaletní odpadní vody a další domácí odpadní vody.
b) POTRAVINY
1. Brambory a zelí pěstované na výsadbové stanici mohou tvořit část nabídky a díky přesné technologii zavlažování a pěstování lze dosáhnout vysoké rychlosti růstu.
2.Prostřednictvím nosné rakety jsou vesmírné potraviny ve vakuových obalech pravidelně dopravovány na základnu.
3.Uloženo s náhradními stlačenými potravinami pro nouzové nasycení.
c) MOC
Ⅰ.Hlavní zdroje energie
1.Zařízení pro jadernou fúzi
Deuterium pro zařízení pro jadernou fúzi, nechte elektrony mimo jádro zbavit se pout jádra, jádra atomů se navzájem polymerizují. Uvolněním velkého množství elektronů a neutronů se uvolní obrovská energie.
2.Solar power
Vzhledem k tomu, že Měsíc nemá atmosféru, mohou solární panely ve velké míře přeměňovat elektrickou energii a přebytečná elektrická energie se ukládá do baterie.
d) AIR
1.Prostřednictvím generátoru elektrolyzované vody. Část kyslíku je posílána do ventilačního systému pro dýchání člověka a přebytek je ukládán na volném prostranství a zmrazován do "kyslíkového ledu".
2.Využijte fotosyntézu rostlin na sázecí stanici k produkci kyslíku a odstraňování oxidu uhličitého.
3.Ostatní složky vzduchu se v podstatě nesníží. Pro případ úniku je však ve skladu uložen stlačený plyn.
4.Pro případ úniku vzduchu je ve skladu uložen stlačený plyn, který stačí k trojnásobnému vyrovnání obsahu.

3.2 - Jak bude váš měsíční tábor nakládat s odpadem, který vyprodukují astronauti na Měsíci?

Pokud jde o plastové výrobky, můžeme do 3D tiskárny přímo vložit domácí odpad, který vyprodukují astronauti, a stát se surovinou pro tiskárnu, která z něj vyrobí další věci. Pokud jde o lidský odpad, máme k dispozici speciální biologické a chemické oblasti pro zpracování a stanou se hnojivem pro plodiny ve vesmíru.

3.3 - Jak bude váš měsíční tábor udržovat spojení se Zemí a ostatními měsíčními základnami?

Naše měsíční základna vypouští dopravní kosmické lodě na vesmírnou stanici nebo na Zemi prostřednictvím elektromagnetické urychlovací dráhy uprostřed základny. Vybavena kosmickou lodí vybavenou iontovými tryskami, které ionizují pohonnou hmotu a pomocí elektrického pole urychlují výtrysk iontů za vzniku tahu, může cestovat na měsíční základnu a zpět poměrně vysokou rychlostí. Zároveň je základna vybavena lunárními rovery, které realizují výměnu zboží na jednotlivých základnách. Mezi základnami jsou umístěny signální základnové stanice, které posilují rádiový signál a umožňují pohodlnější a rychlejší komunikaci mezi základnami.

4.1 - Na jaké vědecké téma (témata) by se zaměřil výzkum ve vašem měsíčním táboře? Vysvětlete, jaké experimenty plánujete na Měsíci provádět (například v tématech geologie, prostředí s nízkou gravitací, biologie, technologie, robotika, astronomie atd.)

Tábor bude sloužit jako přední základna pro lunární výzkum, která bude zodpovědná především za vědecký výzkum lunární geofyziky, materiálů měsíční půdy a osázení měsíčního povrchu. Nerostné suroviny na Měsíci mohou být dopravovány na vesmírnou stanici nebo na Zemi prostřednictvím elektromagnetické urychlovací dráhy ve středu základny. Protože neexistuje žádný odpor vzduchu, lze kosmickou loď prostřednictvím tohoto zařízení snadno urychlit na určitou startovací rychlost, což také vysvětluje význam názvu základny skyhook. Měsíční laboratoř může mít také výzkumná zařízení blízká těm na Zemi, aby bylo možné realizovat výzkum povrchu Měsíce. Důležitým tématem výzkumu na základně je také pěstování rostlin na měsíčním povrchu a pěstební plocha může pokrýt zásobování veškerého personálu potravinami během vědeckovýzkumných prací na měsíčním povrchu. Zároveň se realizuje kosmické šlechtění, jehož cílem je pěstovat odrůdy s vyšším výnosem na jednotku plochy a vyřešit tak současný problém s potravinovou bezpečností. Na základně bude probíhat také výzkum v oblasti robotiky, takže vědci mohou při své vědecké činnosti využívat robotická ramena.

5.1 - Co byste zařadili do programu výcviku astronautů, abyste je připravili na let na Měsíc?

Aby se zabránilo účinkům nízké gravitace, budou astronauti každý den cvičit.Dvě cvičení denně mají zajistit fyzickou kondici při vstupu do vesmíru. Naši astronauti budou mít různé role a na Zemi se naučí specifické dovednosti, aby se mohli specializovat na různé oblasti v závislosti na svých rolích. Například lékaři v týmu se naučí základní ošetření zranění, prevenci situace zdravotnických kontejnerů před poškozením nebo obsazením. Inženýři se budou učit údržbě strojů na Zemi, aby zabránili vzniku škod v měsíčním táboře. Piloti se naučí ovládat kosmickou loď, předcházet selhání technologie autopilota a ručně řídit kosmickou loď a lunární vozidla. Analytici dat budou analyzovat využití a výrobu energie na základně, udržovat normální provoz základny. Dále budou také studovat používání různých zařízení na základně a procvičovat různé fyzikální a chemické experimenty, které lze provádět pouze v měsíčním prostředí nebo je lze v měsíčním prostředí snadno provádět. Také simulují sledování a péči o pěstování rostlin v pěstební oblasti. Astronauti se musí seznámit s únikovými cestami pro návrat do návratové kapsle a s použitím záchranných přístrojů v případě nouze. Astronauti budou opakovaně procvičovat proces kontroly základny, aby předešli problémům a zranitelným místům, která by mohla ohrozit životy. Astronauti budou zkoumat měsíční prostředí v simulaci blízké realitě, sbírat stopy života a nejrůznější údaje. Výcvikový program bude trvat 20 dní, aby se astronauti plně seznámili s budoucím životem v měsíčním táboře. Po každodenním výcviku je ještě nutné absolvovat jednodenní třídění a sběr dat a další třídicí a analytické práce a třídění deníků.

5.2 - Jaké vesmírné dopravní prostředky bude vaše budoucí mise na Měsíc potřebovat? Popište vozidla, která se nacházejí ve vašem Moon camp, a zvažte, jak budete cestovat na Zemi a ze Země a jak budete zkoumat nové cíle na povrchu Měsíce.

Co se týče přepravy nákladu, použili jsme tři elektromagnetická děla a zařízení Tokamak na povrchu Měsíce nám může nepřetržitě dodávat elektrickou energii. Měsíční suroviny jsme vložili do děla a pak je díky obrovskému zrychlení elektromagnetického railgunu poslali na synchronní oběžnou dráhu Měsíce, kde se spojily s naší kosmickou lodí Skyhook a vystoupaly na vyšší vesmírnou stanici. Co se týče přepravy personálu, postavili jsme raketoplány pro přepravu astronautů na vesmírné stanice na vysoké oběžné dráze a zpět, které mohou startovat přímo z dráhy na povrchu Měsíce, a máme vesmírné autobusy, které tvoří lety mezi lunární a geostacionární vesmírnou stanicí. Zadní část vozítka by mohla být vybavena oddíly s různými funkcemi, čímž by vznikla modulární konstrukce pro různé situace. Například dopravní modul, průzkumný modul, stavební modul.