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.
Kingstonská akademie Kingston nad Temží - Surrey Spojené království 17, 16 6 / 1 Angličtina
Software pro 3D navrhování: Blender
Cílem tohoto projektu je otestovat samostatnou základnu pro 6 astronautů. Hlavními experimenty této mise jsou výzkum vlivu slunečního větru na měsíční povrch a pěstování geneticky modifikovaných plodin pro extrémní stanoviště. Náš výzkum zahrnuje nedávno publikované vědecké časopisy, které zkoumají současný a předpokládaný vývoj v oblasti pokročilé robotiky, využití zdrojů na místě (ISRU) a materiálové vědy. Naše základna bude sloužit jako odrazový můstek k budoucímu výzkumu a plánovaným misím na měsíčním i marsovském povrchu v souladu s cíli ESA a NASA vrátit v blízké budoucnosti lidi na Měsíc a Mars. Naše základna se bude zaměřovat především na výzkumné cíle, nicméně existuje prostor pro komerční projekty, jako je těžba kovů vzácných zemin, které budou vyváženy na Zemi za účelem zisku, což vytvoří udržitelnou lunární ekonomiku a podpoří budoucí investice do výzkumu na Měsíci.
Hlavním účelem základny je sloužit jako důkaz konceptu pro vytvoření soběstačné základny, která by mohla být v budoucnu použita na jiném nebeském tělese.
Vzhledem k tomu, že zcela neexistující atmosféra na Měsíci je velmi blízká nízké atmosféře planet, jako je Mars - přibližně ≈0,02 kg/m3, což je téměř zanedbatelné - budeme také zkoumat účinky slunečního větru. Prostřednictvím zařízení Solar Wind iOn Reading Device (neboli SWORD) budeme sledovat vzorce srážek slunečního větru s Měsícem, takže budeme moci přezkoumat účinky slunečního větru, které může být nezbytné znát pro budoucí projekty na jiných nebeských tělesech.
SWORD je navržen na základě "Solar Orbiting Heliospheric imager" neboli "SoloHi". Využívá šest samostatných vnitřních senzorů pro pozorování sluneční aktivity a uvolňování a dvojici senzorů měřících plazma a magnetické pole.
Základna bude postavena na okraji kráteru Amundsen. Bude umístěna na mnohem menším kráteru, který se nachází přímo vedle kráteru Amundsen.
3D návrh základny využívá tepelnou mapu tohoto nepojmenovaného kráteru, která je navržena v měřítku.
Souřadnice tohoto kráteru jsou 84,5° j. š. a 82,8° v. d.
Smysl použití menšího kráteru spočívá v tom, že nám umožní vytvořit více vrstev vyvýšeniny pod zemí s mnohem menším úsilím.
Podle snímků NASA a ESA se v kráteru a jeho okolí nachází voda (ve formě měsíčního ledu). Podle zpráv NASA bylo navíc zjištěno, že toto místo je téměř zcela konstantně vystaveno dopadajícímu slunečnímu záření.
Naše základna se začne stavět jako bezpilotní mise - ještě před přistáním astronautů. Pomocí robotiky řízené z ESA budeme stavět základní kostru, která bude sloužit jako dočasný obytný prostor pro astronauty, než bude základna plně vybudována.
Po této počáteční fázi výstavby budou astronauti obývat tento základní rámec, zatímco my budeme 3D tisknout díly, abychom mohli pokračovat ve stavbě místností jak ručně, tak s pomocí robotů. Jednou z výzev bude výstavba podzemních prostor základny, která bude vyžadovat značné výkopové práce. Ta budou vykopána do boku kráteru.
Stěny základny budou tvořeny třívrstvým systémem, k čemuž použijeme tři materiály:
1) Nejvnitřnější vrstva je vrstva polyvinylidenfluoridu - nereaktivního, tepelně stabilního termoplastu. Navzdory své pevnosti je tento plast velmi lehký, a proto lze najednou přenést velké množství, aniž by to znamenalo výrazné dodatečné náklady na kosmický let.
2) Střední vrstvu by tvořila poměrně tenká mřížka z uhlíkových vláken a křemíku, která je velmi lehká a neuvěřitelně poddajná, což z ní činí užitečný materiál s vysokou užitnou hodnotou. Jako lehký a tenký materiál je velmi prostorově úsporný pro přepravu ve velkém.
3) Vnější vrstva by byla vyrobena z 3D tištěného měsíčního regolitu, který by z povrchu sbíraly drony Talaria. Ten můžeme namíchat podobně jako beton a vytvořit tak vrstvu regolitového betonu, kterou pokryjeme vnější stranu základny.
Pro ochranu astronautů před fyzickými nárazy použijeme v naší konstrukci dva specifické materiály: Mezi stěnami bude umístěna tenká, ale pružná mřížka z uhlíkových vláken a křemíku, která chrání před fyzickými nárazy. Pružnost uhlíkových vláken zajišťuje tlumicí účinek - výrazně prodlužuje dobu dopadu mikrometeoritu, a tím výrazně snižuje působící sílu. Tím se snižuje riziko vniknutí mikrometeoritu do místnosti. Mřížka z uhlíkových vláken je navíc vodivá, a proto ji lze použít jako senzor pro detekci případného poškození základny. Jelikož je velká část základny pod úrovní povrchu, nese také přirozenou ochranu před zemí nad ní.
V případě narušení místnosti je ventilační systém základny navržen tak, aby po aktivaci senzorů vetkaných do mřížky z uhlíkových vláken automaticky uzavřel místnost. To znamená, že narušená místnost neztratí kyslík a zásobování základny kyslíkem zůstane stabilní. Navíc miniaturizovaný fotobioreaktor, který se nachází ve většině místností, poskytne záložní kyslík v případě, že selže ventilační systém.
Na ochranu před UV zářením jsou vnitřní stěny podstavce vyrobeny z plastu odolného proti UV záření - polyvinylidenfluoridu. Tento plast je jednak neuvěřitelně pevný (za 5 let nepřetržitého používání utrpěl opotřebení přibližně 0,3%), ale také odolný vůči UV záření, takže zabraňuje tomu, aby astronauty postihlo škodlivé pronikavé UV záření.
Voda
Voda se bude používat v uzavřeném systému. Pomocí řasových farem a malého množství chemických úprav budeme vodu neustále čistit, aby byla pitná. Další vodu do zásob budeme získávat z měsíčního ledu, který můžeme roztavit a získat z něj vodu. Pitnou vodu je třeba upravit odfiltrováním škodlivého měsíčního regolitu, který může být v ledu zachycen.
Potraviny
Potraviny se budou zpočátku používat ze zásob dehydrovaných potravin, které budou mít astronauti s sebou. To jim poskytne odklad, než začnou být soběstační. Jakmile bude zemědělství zavedeno a začne se sklízet úroda, bude většina potravin pocházet z pěstování geneticky modifikovaných plodin a ryb z akvaponického systému. V zemědělství se bude používat akvaponický systém, kde ryby a rostliny pracují v symbióze, přičemž rostliny čistí rybám vodu a ryby jim dodávají CO2. V záloze jsou další dehydratované potraviny.
Vzduch
Kyslík v základně bude získáván z farmy řas. Řasy - Chlorella Vulgaris - budou spotřebovávat CO2 čerpaný přes farmu a využívat ho k fotosyntéze, při níž se uvolňuje kyslík. Přebytečný kyslík se ukládá do nádrží, které se naplní kyslíkem, který lze v případě nouze použít.
Podmínky, jako je vlhkost a tlak, jsou pečlivě monitorovány a lze je ručně upravovat.
Výkon:
Solární panely by přeměňovaly sluneční světlo na elektřinu, zatímco solární tepelná technologie by se mohla používat k ohřevu vody nebo jiných tekutin pro různé účely, například k výrobě páry pro výrobu elektřiny nebo k vytápění obytných prostor. Využitím těchto obnovitelných zdrojů energie můžeme snížit potřebu nákladných a nespolehlivých alternativ, jako jsou fosilní paliva nebo jaderná energie, a podpořit udržitelnější budoucnost průzkumu a osídlení Měsíce.
Pevný odpad bude přesunut prostřednictvím kanalizace do hospodářské budovy. V hospodářské budově budou koprofágní žížaly požírat pevný odpad, který lze následně využít při výrobě biobetonu. Veškerý tuhý odpad bude procházet tímto systémem, takže nebude potřeba žádný jiný způsob likvidace. Pevný odpad však můžeme v případě potřeby využít i při hnojení farem. Žížaly lze také použít ke krmení ryb v akvaponickém systému.
Kapalný odpad bude procházet řasovou farmou. Jak kapalný odpad prochází řasovým potrubím, řasy z něj odstraní veškerý dusíkatý odpad včetně škodlivých prvků, jako je amoniak. Tato voda bude následně chemicky upravena tak, aby byla pitná, a poté bude předána zpět do vodovodního systému.
Rádiové vlny byly hlavní metodou komunikace mezi astronauty na Měsíci a řídicími jednotkami ESA. Rádiové vlny jsou elektromagnetické vlny - mohou se šířit vakuem, což je spolu s jejich schopností přenášet data na velké vzdálenosti činí ideálními pro vesmírnou komunikaci. Pro komunikaci s astronauty na Měsíci používá ESA síť pozemních antén a přenosových družic na oběžné dráze kolem Země. Antény na Zemi vysílají rádiové signály do retranslačních družic, které pak signály přenášejí do antén na základně. To umožní efektivní komunikaci mezi ESA a kosmickou oázou. Předchozí projekty ESA a NASA využívaly rádiovou technologii se stejným účinkem. I když se vyvíjejí i jiné technologie pro vesmírnou komunikaci, například laserová komunikace, u tohoto projektu zůstanou radiové vlny pro tento účel primární metodou.
Sluneční vítr je proud nabitých částic, které jsou neustále vyzařovány ze Slunce a mají významný vliv na povrch a životní prostředí Měsíce. Analýza těchto dat, která budou získána pomocí zařízení zvaného Solar Wind Ion Reading Device (neboli SWORD). Konkrétně se projekt zaměří na analýzu nabíjení povrchů vyvolaného slunečním větrem a případných škodlivých účinků s ním spojených . Projekt bude využívat počítačové simulace k dalšímu zkoumání mechanismů, které stojí za těmito jevy. Výsledky tohoto výzkumu pomohou zlepšit naše chápání měsíčního prostředí a poskytnou poznatky o účincích slunečního větru na jiná bezvzduchová tělesa v naší sluneční soustavě a poskytnou poznatky pro konstrukci budoucích lunárních a marsovských habitatů.
Drsné měsíční prostředí s nízkou gravitací, extrémními výkyvy teplot a nedostatkem atmosféry a vody navíc představuje pro pěstování plodin značnou výzvu. Proto budeme také studovat růst různých geneticky modifikovaných plodin v měsíčních podmínkách a analyzovat jejich růst a výnosy ve srovnání s geneticky nemodifikovanými plodinami. Projekt bude rovněž zkoumat potenciál technik genového inženýrství pro zvýšení odolnosti a přizpůsobivosti plodin měsíčnímu prostředí. Výsledky tohoto výzkumu by mohly mít významné důsledky pro budoucí dlouhodobé vesmírné průzkumné mise a rozvoj udržitelného zemědělství ve vesmíru. Pochopením potenciálu geneticky modifikovaných plodin pro lunární zemědělství můžeme připravit půdu pro udržitelnější a soběstačnější lidskou přítomnost na Měsíci i mimo něj.
Nouzové postupy: Astronauti by měli být připraveni na nouzové situace, jako je selhání vybavení, lékařská pohotovost a evakuace.
Psychologická příprava: Astronauti tráví dlouhou dobu v izolaci a uzavřených prostorách. Psychologický výcvik jim může pomoci zvládnout izolaci, pracovat ve stresu a udržet si pozitivní přístup.
Fyzický trénink: Astronauti musí projít typickým fyzickým výcvikem ESA.
Vědecká příprava: Obsluhu SWORDu by muselo zvládnout všech šest astronautů. Byl by nutný výcvik v jeho obsluze a údržbě.
V zájmu bezpečnosti by bylo rovněž nutné provést školení v obsluze fotobioreaktoru, aby bylo možné snadno obnovit stálý přísun kyslíku.
Systémy podpory života: Mise na Měsíc vyžaduje soběstačné obydlí, které podporuje lidský život. Astronauti by měli být vyškoleni v obsluze systémů podpory života, jako je recyklace vzduchu a vody, produkce potravin a nakládání s odpady.
Talaria
Talaria je model dronu s dlouhým doletem, který funguje na solární energii. Jedná se o víceúčelový dron, který pomocí sady robotických ramen sbírá kameny a měsíční led na velkou vzdálenost. Dron je dálkově ovládán z komunikační místnosti s přímým videopřenosem.
Díky solární energii a komunikaci na velké vzdálenosti může být na expedicích dlouho mimo základnu. Chladicí skladovací prostor umístěný v jeho zadní části mu umožňuje návrat s cílovými materiály, jako je například měsíční led.
Aegis
Aegis je model vozidla s dlouhým dojezdem, který funguje na dobíjecí baterii. Akumulátor lze dobíjet také pomocí solárních panelů umístěných na střeše vozidla.
Řídí ho jedna osoba, ale ve vozidle mohou dlouhodobě žít až tři lidé, protože má potřebné prostory na spaní. Má velké zásoby kyslíku a dehydratované potraviny (a prostředky k jejich rehydrataci).
Jelikož má Aegis lidské pasažéry, kteří nebudou mít na sobě skafandry, je vzduchotěsný a pancéřovaný, aby byl chráněn před jakýmkoli narušením.
Iokheira
Iokheira je průzkumné vozidlo s krátkým doletem, které pojme až dva cestující. Má otevřenou střechu a umožňuje velmi rychlé cestování na krátkou vzdálenost. Vozidlo se pohybuje rychle, ale nemůže pojmout významný náklad, používá se k průzkumu. Může být také použito k přepravě SWORDu pro monitorování na dlouhé vzdálenosti.
Talos
K návratu na Zemi bude použita raketa Talos. Jakmile bude základna zřízena, budou jednotlivé části Talosu vytištěny na 3D tiskárně, aby bylo možné zkonstruovat raketu schopnou nouzového návratu na Zemi v případě ohrožení astronauta. Jelikož je základna soběstačná, není třeba na ni dovážet zásoby ze Země.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 