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.
Třetí místo - Členské státy ESA
Oban High School Oban-Argyll a Bute Spojené království 16, 15, 14, 13 5 / 1 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360
Cílem tohoto projektu je vytvořit základní tábor na Měsíci. Na povrchu máme několik kopulí, zatímco většina našeho projektu bude umístěna pod zemí. Základna je schopna pohodlně ubytovat 10 astronautů a případně i více, pokud budou posádky pracovat na směny, a obsahuje základní vybavení, jako jsou toalety, ubytovny, kuchyň a společenská místnost, ale také další místnosti související s prací, jako jsou dílny, skladovací prostory, laboratoře a skleník. Základna má také další kopuli oddělenou od hlavní základny, která obsahuje vysoce energetické a vysokoteplotní procesy, jako jsou elektrolýzní komory a pece, toto oddělení pomáhá chránit hlavní základnu v případě selhání těchto systémů. Základna je postavena především z hliníku kvůli jeho pevnosti a lehkosti a také proto, že veškerý další hliník potřebný pro údržbu základny lze získat z rudy v měsíčním regolitu pomocí procesu FFC Cambridge, který je jedním z procesů zkoumaných na této základně. Základna také využívá měsíční půdu jako stavební materiál, který chrání posádku před radiací.
Hlavním důvodem zřízení této základny je, že má sloužit jako vědecká výzkumná platforma na Měsíci. Tato základna by umožnila astronautům zůstat na Měsíci mnohem déle, což by znamenalo, že by se v měsíčním prostředí mohlo provádět více experimentů a projektů, což by v dlouhodobém horizontu výrazně zlepšilo naše znalosti o Měsíci a našem vesmíru. Dalším hlavním účelem by bylo zkoumání životního prostředí a způsobu, jakým na něj některé věci reagují, a také studium měsíčního povrchu, získání praxe v pěstování potravin na Měsíci a zkoumání výsledků dlouhodobého života v prostředí s nižší gravitací. To by byly informace, které by se daly snadno shromažďovat a šířit zpět pro vědecké využití na Zemi. Tyto informace by mohly být velmi užitečné při vývoji budoucích kosmických lodí, při plánování budoucího výcviku astronautů nebo i při zlepšování technologií na Zemi.
Náš základní tábor by byl postaven na jižním pólu Měsíce na hřebeni mezi kráterem De Gerlache a kráterem Shackleton. Tato poloha je výhodná, protože když Slunce osvětluje tuto část Měsíce, pohybuje se těsně pod nebo těsně nad obzorem, což vytváří relativně stabilní teploty až 54 °C. Dostupnost slunce pomáhá růstu plodin ve skleníku a výrobě energie pro základnu pomocí solárních panelů a také zabraňuje trvalému zamrzání zařízení. Tato lokalita má také přístup k mnoha důležitým zdrojům, jako jsou ložiska ledu a měsíční regolit obsahující rudy, například anorthosit. Terén je také velmi snadno průchodný pěšky nebo roverem díky mírným svahům hřebenů a řídkému výskytu pozemních trosek. Lokalita má také přímé satelitní spojení se Zemí díky směru, kterým je otočena.
Jak již bylo vysvětleno dříve, základna je vyrobena převážně z hliníku, protože je k dispozici na Měsíci i na Zemi, je lehký, pevný a má dobré materiálové vlastnosti a je také dobře vyzkoušen ve vesmírném prostředí, protože je z něj postavena ISS. Základna je konstruována především z kopulí a válců, aby se minimalizovala tlaková místa na okrajích a snížilo se riziko porušení kopce v důsledku rozdílu tlaku s vnější stranou základny. Tato konstrukční volba také výrazně usnadňuje stavbu konstrukce, protože tyto zaoblené struktury lze segmentovat a snadno přepravovat na kosmické lodi a sestavovat. Většina základny bude také pokryta několika metry měsíční půdy, která ji bude chránit před létajícími úlomky a radiací. Z rudy anorthosit se v procesu FFC Cambridge vyrábí také křemík a hliník, které lze použít k výrobě některých součástí základny na Měsíci.
Jediné zařízení, které by bylo nutné přivézt ze země, jsou výkopové roboty a důlní zařízení pro získání potřebné hlíny, ledu a rudy. Původní moduly základny mohou být také dopraveny kosmickou lodí na Měsíc, aby se zajistilo přežití lidí na Měsíci během budování stálé základny. Při stavbě a údržbě základny by se využívaly také 3D tiskárny, protože ze vstupních plastů a kovů, které by se dopravovaly ze Země, lze vytvářet specifické součásti a nástroje.
Jak jsme již vysvětlili, plánujeme postavit náš tábor převážně pod zemí a navrch ho pokrýt měsíční půdou, aby byli naši astronauti chráněni před slunečním zářením, když budou uvnitř budovy. Měsíční půda dobře chrání před zářením, protože několik metrů tohoto materiálu ochrání před většinou typů záření. Tato půda bude také chránit před asteroidy a létajícími úlomky, s nimiž se astronauti a základna setkají. Kosmické skafandry a měsíční vozítka budou astronautům sloužit k zajištění jejich bezpečnosti a lépe jim pomohou při cestách mimo zdi tábora. Každý modul je od hlavní základny oddělen vnitřními vzduchovými uzávěry, které se mohou utěsnit a pomoci udržet posádku naživu v případě narušení trupu. Základna má také centrální systém čištění a cirkulace vzduchu, který však může být izolován, aby v případě narušení udržel naživu několik modulů nebo jen jeden. Jediné moduly, které mají vlastní vzduchový systém, jsou dílna, vědecká laboratoř a vchod. Je to pro případ, že by tyto místnosti byly kontaminované nebo toxické a mohly by zabránit cirkulaci tohoto vzduchu po celé základně. Tato základna má také vzduchové filtrační systémy, které zabraňují vdechování škodlivých plynů a částic posádkou, například měsíční prach obsahuje křemičitany, které při vdechnutí velkého množství mohou způsobit poškození plic. Veškeré vysoce energetické procesy jsou odděleny od obytných modulů, což může zabránit zničení celé základny v případě katastrofického selhání. Potrubí dopravující produkty těchto procesů do základny má také tlakově aktivované nálože, které v případě tlakové vlny potrubí prorazí a zabrání tak poškození základny.
Měsíční tábor bude získávat energii převážně ze slunce pomocí 99 solárních panelů, které se mohou otáčet tak, aby vždy směřovaly ke slunci, a které budou rozmístěny kolem základny a budou vyrábět energii během dne, napájet základnu a v noci nabíjet lithium-iontové baterie základny. Tyto solární panely budou vyrábět maximálně 135,63 kW, což znamená, že za 12 hodin vyrobí solární panely celkem 5,86 MJ.
Vzduch se vyrábí několika způsoby, od štěpení vody až po proces FFC Cambridge; vzduch v modulech nebude obsahovat dusík, protože ten člověk ke svému přežití nepotřebuje. Kyslík se bude vyrábět přiváděním vody roztavené z ledu do elektrolýzní komory, kde se rozštěpí na kyslík a vodík. Vodík se dopraví do skladovacích nádrží, kde se použije jako raketové palivo, a kyslík se dopraví na hlavní základnu. Proces FFC Cambridge je spíše experimentální a také produkuje kyslík, který bude používán jako raketové palivo a dýchatelný vzduch.
Voda se opět vyrábí roztavením ledových usazenin a používá se buď k výrobě kyslíku, nebo se rozvádí do nádrží na základně, kde se používá jako pitná voda. Voda se filtruje, aby se z ní odstranily nečistoty a nepitelné molekuly, takže je bezpečná k pití. Tato voda se používá pro pitné a jiné systémy, většina z ní se však recykluje a znovu filtruje.
Většina potravin se dováží ze Země, ale doplňují je plodiny a potraviny vypěstované na Měsíci. Potraviny vypěstované na Měsíci nejsou primárním zdrojem potravy, nicméně pokud by někdy došlo k problému s dopravou potravin ze Země, posádka může přežít z produktů vypěstovaných na Měsíci.
Organický odpad vyprodukovaný astronauty lze kompostovat nebo použít jako hnojivo pro rostoucí rostliny. Rádi bychom také zavedli reaktory na přeměnu odpadků na plyn, které lze použít k přeměně odpadků na plyn, který by posádka mohla znovu použít v budově nebo pro rovery, protože reaktory využívají proces tepelné degradace k přeměně odpadků na plyn. K omezení množství odpadu by se používala také filtrace vzduchu a vody. Tekuté odpadní produkty budou filtrovány a recyklovány, aby se minimalizovalo zatížení systémů na výrobu vody a aby se pomohlo šetřit energií, bude se čistá voda, která prošla systémy a nedá se pít, používat na toaletách a k zalévání rostlin.
Ke komunikaci se Zemí budeme používat komunikační pole a parabolickou anténu s vysokým ziskem o průměru 4,2 metru, která bude sloužit ke komunikaci s družicí Queqiao. Reléová družice Queqiao je družice vypuštěná na oběžnou dráhu L2 halo, kde je na ideálním místě, aby mohla bez problémů vysílat komunikaci z Měsíce na Zemi a naopak. Tato pozice je totiž na jediném místě, kde může mít přístup k odvrácené straně Měsíce, a přesto může dosáhnout Země bez obav, že by Měsíc blokoval její vysílání. Vysílání z Queqiao může být přivedeno do kontaktu s dalšími družicemi na LEO, které předávají zprávy jakékoli společnosti, která je potřebuje.
Potřebujeme také komunikaci na Měsíci. Proto budou zavedeny základní vysílačky, které umožní komunikaci nejen s astronauty, ale i s ostatními měsíčními základnami.
Témata, na která se náš výzkum zaměří, budou prostředí s nízkou gravitací a geologie. Vzhledem k tomu, že tato dvě témata budou hlavním zaměřením základny, bude shromažďování informací o uvedených tématech hlavní prioritou, pokud jde o využití výzkumu. Ke sběru ledu a půdy, které bude možné dále zkoumat a experimentovat s nimi v táboře, budou použity vrtné metody. Tyto experimenty mohou být prováděny s cílem zjistit více údajů o konkrétních oblastech, jako jsou složky, které se nacházejí v půdě, jak radiace ovlivňuje prvky na Měsíci, kolik informací lze zachránit ze vzorků půdy a ledu pocházejících z doby vzniku sluneční soustavy a dokonce i to, jak se bude dařit pěstování rostlin na měsíční půdě s ohledem na odlišnou stavbu země.
Tělocvična, která je na základně zabudována, sice slouží k podpoře fyzického a psychického stavu astronautů, ale bude k dispozici také jako metoda pro shromažďování informací o vlivu nízké gravitace na lidský organismus. To může dát prostor i informacím o tom, jak jsou rutinní činnosti jedince ovlivněny touto zvláštní změnou prostředí, a zároveň poskytnout informace o tom, jak u člověka tušit příznaky afinity k nízké gravitaci v závislosti na tom, jak se jeho tělo fyzicky projevuje. Budeme také studovat proces FFC Cambridge, který je kvůli nedostatku regolitu na Zemi stále v experimentální fázi, nicméně na Měsíci se pokrok drasticky zvýší. Tento proces pomůže v budoucnu realizovat větší měsíční základny díky tomu, že bude vyrábět stavební materiály přímo na Měsíci.
Abychom pomohli připravit astronauty na nadcházející misi na Měsíc, rádi bychom do jejich výcvikového programu zařadili následující aktivity;
Nechte kandidáty důkladně informovat o podmínkách, prostředí, které lze očekávat, a o druzích problémů spolu s řešeními, které mohou nastat, když jsou pryč.
Provádějte cvičení a celkové testy v rámci scénářů lunárního prostředí, které jsou oživeny simulátory přesně těch problémů, o nichž se hovoří v hlášení.
zařadit do svých režimů trénink pod vodou nebo v bazénu. Bazény mohou simulovat pocit nízké gravitace, na který by si astronauti museli zvyknout před odletem na Měsíc. Provádění cviků, chůze nebo prosté plavání ve vodě jim umožní zvyknout si na pocit nízké gravitace a časem jim pomůže naučit se v ní manévrovat se skafandry. Je prokázáno, že to pomáhá, protože stejným výcvikem prošli i astronauti připravující se na mise Apollo.
Vytvořte si maketu základny. Na maketách základen lze provádět bezpečnostní protokoly, abyste se ujistili, že nikdo v týmu nezmrzne a že všichni budou vědět, jak se chovat v případě nouze. Makety základen budou užitečné také pro seznámení, protože představují pro uchazeče příležitost seznámit se s laboratořemi a dílnami a zároveň nabízejí možnost prohlédnout si obytné prostory, aby si zvykli na jejich uspořádání.
Dlouhodobý izolační trénink. Posádky budou cvičeny ve spolupráci a dlouhodobé izolaci společně v maketě základny, aby se simuloval sociální aspekt a problémy osamělosti.
Rover budeme používat k dopravě astronautů na místa misí, do dalších potenciálních táborů, těžebních lokalit nebo k prostému průzkumu země. Návrh našeho vozítka počítá s tím, že vozidlo bude využívat solární energii k výrobě energie a také nabíječku pro připojení k hlavní základně, která by zajišťovala napájení stroje. Pokud jde o způsob, jakým bychom cestovali mezi Měsícem a Zemí tam a zpět, přistoupili jsme k tomu, že bychom k této cestě použili opakovaně použitelné rakety, jako je například loď SpaceX Starship. To je skvělý nápad, protože rakety by se mohly tankovat jak na Zemi, z tamních zdrojů, tak na Měsíci ,z vodíku a kyslíku odděleného z měsíční ledové vody, která se tam získává. Byly by také dodány skafandry, které by astronautům umožnily pěší pohyb po měsíční krajině. Doba EVA by však byla omezená kvůli vystavení radiaci.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 