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.
Gymnázium Evolution Sázavská Praha 2-Hlavní město Praha Česká republika 16, 17 3 / 0 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360
https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link
Naše mise se jmenuje Planetární obydlí a astrovědecký výzkum. Jedná se o další P.H.A.S.E v oblasti průzkumu Měsíce.
Cílem této mise je dosáhnout nepřetržité přítomnosti člověka na Měsíci a sloužit jako opěrný bod pro budoucí mise na Měsíc. Naše základna využívá zázraky moderního inženýrství s cílem zajistit bezpečnost. Je navržena tak, aby splňovala všechny životně důležité potřeby našich astronautů a zajistila jim pohodlí během pobytu. Tato stanice navazuje na další měsíční infrastrukturu, jako je Gateway od ESA. Tato mise přijde na řadu později v časovém rámci expanze na Měsíc, aby byla zajištěna maximální bezpečnost a hladký průběh celého procesu.
Ve fázi PHASE budou umístěni 3 astronauti. Bude umístěna na jižním pólu Měsíce. Toto místo bylo vybráno speciálně pro své jedinečné vlastnosti. Stanice se skládá z 5 místností: Laboratoř, ložnice, společenská místnost, skleník a tlaková komora. Místnosti jsou propojeny chodbami, v nichž jsou umístěny další úložné prostory a důležité systémy, jako je například systém podpory života MELiSSA. Níže je pohled shora dolů:
Součástí mise PHASE je také vozítko, 2 autonomní roboti, anténa a celkem dvacet podzemních solárních panelů pro zajištění energie.
Hlavním účelem této stanice je vědecký výzkum. Výzkum by se zaměřil na pěstování rostlin na Měsíci a zkoumání jejich životaschopnosti v podmínkách 1/6 gravitace Měsíce. Další, možná důležitější část výzkumu by zahrnovala sklizeň a přeměnu měsíční vody na pitnou. Další výzkum by zahrnoval hlubší studium měsíčních hornin a jejich využití ve stavebnictví na Měsíci.
Jak jsme již psali, základna by se měla nacházet na jižním pólu Měsíce kvůli stabilnímu slunečnímu záření a přístupu k zamrzlé/podzemní vodě. Přesněji řečeno by se základna nacházela mimo kráter Shackleton. Samotný kráter je od vzniku Měsíce zahalen tmou a bude sloužit jako zásobárna zmrzlé vody.
Výstavba základny bude rozdělena do dvou fází. První bude bezobslužná a druhá s posádkou. V té druhé přiletí astronauti a budou mít připravené všechny náležitosti. Zdroje na palubě první z nich budou zahrnovat materiál pro hlavní počítač stanice. Stanice bude nafukovací a bude vyrobena z kevlaru vyztuženého uhlíkovými vlákny a bude vyztužena titanem. Pro stavbu základny využijeme 3D tisk, abychom položili přesnou základnu. Částečně bychom mohli tisknout z místních materiálů, například z měsíční horniny, abychom dále minimalizovali potřebné materiály. Vnitřek stěn bude naplněn směsí kyslíku a dusíku, která bude sloužit jako nouzová zásoba kyslíku.
Součástí této první fáze budou dva autonomní roboti, kteří dají dohromady vše, co se dá. Stanice bude v podzemí, aby se zabránilo radiaci a dalším nebezpečím. Roboti připraví půdu pro stanici a poté ji pokryjí výkopovým materiálem. V první fázi také nastaví energii a komunikaci prostřednictvím antén a solárních panelů. Nejdůležitější částí, kterou bude třeba v první fázi nastavit, jsou vodní systémy. Jejich fungování popíšeme dále. Jakmile v první fázi nastavíme elektrolýzu, můžeme pomocí plynných produktů vyplnit stěny.
Základna chrání své obyvatele tím, že je pokryta 3D tištěným materiálem měsíční horniny. To má mnoho výhod. Chrání před radiací a sprškami meteoritů. Odstraňuje potřebu složitých a těžkých konstrukcí, což umožňuje naše vyztužená nafukovací konstrukce, šetří hmotnost lodí a umožňuje nám nést více dalšího užitečného nákladu.
Také máme zatahovací podzemní solární panely, které se mohou schovat v případě nebezpečí způsobeného přívalem meteoritů. Také podzemní úložiště automaticky vyčistí panely od měsíčního prachu. Anténa je také zatahovací, aby se předešlo jejímu poškození.
Jedním z největších problémů měsíčního prostředí je prach. Základna se musí spoléhat na externí vybavení a EVA. Aby se problém s prachem vyřešil, bude vše, co je venku a nebo je v kontaktu s prachem, potaženo speciální vrstvou využívající elektrický náboj proti prachu. Systém bude mít elektrickou vrstvu, která bude prach aktivně odpuzovat, místo aby ho přitahovala. Pevná tělesa budou používat vrstvu z kovu a ohebná tělesa, jako jsou například skafandry, budou jako vodič používat uhlíkové nanotrubičky.
Naše základna bude obsahovat recyklační systémy pro černou a šedou vodu, které ji budou čistit / recyklovat. Výsledkem bude pitná bílá voda, kterou lze použít i jinde. Zbytky z tohoto procesu budou použity jako hnojivo ve skleníku.
Hlavním zdrojem vody kromě recyklace bude těžba a čištění měsíční vody do pitné podoby. K tomu bude sloužit vozítko nabité RTG, které bude těžit v ledu kráterů. RTG bude znamenat, že nebude potřeba nabíjení a sluneční světlo, a umožní roveru pracovat v tmavých oblastech kráteru.
Hlavním zdrojem potravy jsou rostliny ze skleníku. Skleníkové police jsou multifunkční a lze do nich umístit různé druhy rostlin. Hlavní pěstované rostliny jsou: Brambory pro sacharidy a vitamíny A a C, rajčata pro vitamíny A,C,K, draslík a vlákninu. Poslední rostlinou jsou fazole pro zinek, měď, mangan, selen a vitaminy B1,B6,E. S astronauty bychom také zařadili potraviny dodané ze Země. Skleník má denní a noční cykly, které se vytvářejí změnou intenzity a jasu vysoce účinných světel. Pláty, jak jsme se zmínili, jsou hnojeny a zavlažovány automatickým hnojivem a zavlažovacím modulem (AFSM), který bude napájen z recyklačního modulu.
Kyslík pro astronauty se bude získávat částečně z rostlin jako vedlejší produkt skleníku a částečně elektrolýzou z měsíční vody. Také můžeme využít vnitřek stěn jako nouzovou zálohu kyslíku pro případ selhání systémů. Vnitřek základny se může naplnit oxidem uhličitým jako výměnou za kyslík.
Pomocí solárních panelů vyrábíme více než 75 kW elektřiny. Jeden panel má plochu 12 m2, my jich budeme mít dvacet. S trochou matematiky a při použití panelů s vysokou účinností 25% a s využitím solární konstanty dostaneme: 240×1300:4 = 78000W výkonu. RTG budou sloužit jako nouzová záloha.
Na naší základně budeme mít uzavřenou a plně integrovanou smyčku MELiSSA, která je schopna zpracovat a znovu využít prakticky veškerý odpad, který může základna vyprodukovat. MELiSSA je systém podpory života založený na umělém ekosystému, jehož vznik iniciovala ESA. Smyčka MELiSSA obsahuje 4 oddělení:
Zkapalňování - sběrné místo
Fotoheterotrofní - eliminace zkapalňujících vedlejších produktů
Nitrifikace - přeměna NH4+ na dusičnany
Fotoautotrofní - rostlinný oddíl pro regeneraci kyslíku
Výše uvedené údaje jsou pro účely tohoto článku značně zjednodušené. Naším cílem je produkovat nulový odpad a znovu používat vše, co vyneseme na Měsíc.
Samotná základna bude vybavena anténou krátkého a dlouhého dosahu pro komunikaci. Hlavním bodem je využití mise Gateway od ESA na oběžné dráze Měsíce jako retranslační stanice na Zemi. Toto spojení umožní komunikaci i v případě, že Země není v přímé viditelnosti / dosahu s měsíční základnou. Také Gateway slouží dokonale jako orbitální relé pro další aktivity na Měsíci se základnou, a to i na větší vzdálenosti. Anténa na střeše slouží jako záložní a má se používat hlavně pro komunikaci s Gateway. Větší anténa na zemi je plnohodnotná primární.
Hlavním výzkumným účelem této základny je výzkum kolonií na různých planetách (měsících) a reakce člověka, které mohou být následně využity při budoucích misích. S tím souvisí i hlubší průzkum a pochopení geologie Měsíce. Základna bude zkoumat těžbu a využitelnost měsíčních hornin a dalších zdrojů jako důstojného materiálu, který bude využit při další expanzi na Měsíci.
Jedním z problémů, které astronauty čekají, je absence zemské gravitace. To znamená, že svaly a kosti atrofují. Aby se tomu zabránilo, je stanice vybavena speciálními cvičebními stroji, které pracují v nízké gravitaci. Astronauti budou muset mít kompletní znalosti o tom, jak tyto stroje fungují, a o všech rizicích, se kterými se setkají. To se týká celé mise, nejen cvičení.
Součástí výcviku astronautů bude i pozemní verze stanice 1:1, aby se seznámili s jejími funkcemi. Spolu s kompletní znalostí vybavení, které budou astronauti používat. Výcvik astronautů pro měsíční základnu by měl být podobný výcviku pro ISS.
Další školení ve srovnání s ISS by mělo zahrnovat:
Nakládání s měsíčním prachem
Tato mise bude zahrnovat aktivní a pasivní opatření proti prachu. I díky tomu budou muset astronauti vědět, jak předcházet a řešit usazování prachu a jak jej čistit.
Radiační ochrana
Zemské elektromagnetické pole na Měsíc nedosahuje a na rozdíl od ISS budou astronauti provádějící EVA vystaveni obrovskému množství záření. Je třeba je vyškolit, jak minimalizovat zdravotní rizika a co dělat, pokud by například expozice byla příliš vysoká.
Údržba skafandru EVA
Skafandry používané na této misi budou muset vydržet exponenciálně více hodin EVA než předchozí měsíční mise, například program Apollo. Z tohoto důvodu bude nutné skafandry pravidelně servisovat a kontrolovat a astronauti k tomu budou potřebovat znalosti.
Pro cestování po Měsíci budeme používat vozítko, abychom se dostali do větších vzdáleností. Vozítko obsahuje RTG (radioizotopový termoelektrický generátor) a solární energii pro napájení palubních baterií, což mu teoreticky dává neomezený dosah. vozítko má anténu, kterou lze ve spolupráci s bránou použít ke komunikaci se základnou kdekoli na Měsíci.
V první fázi této mise budeme mít k dispozici autonomního robota pro 3D tisk a bagr, který bude sloužit k pokládání základů, sklizni ledu a těžbě měsíční půdy.
Základna bude mít nedalekou přistávací plošinu, kterou budou využívat vozidla na raketový pohon, například přistávací loď Artemis nebo kosmická loď. Cestování na základnu a ze základny bude probíhat pomocí raket, protože lidstvo v současné době nemá lepší mimozemský způsob dopravy.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 