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.

Moonadocia

Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turecko    Krocan 16, 17, 15   6 / 5 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



1.1 - Popis projektu

Základnu jsme oproti zvyklostem umístili na horu Malapert. Důvodem naší volby byla přítomnost sluneční energie na severním svahu základny, která by mohla poskytovat sluneční energii, a naším cílem bylo chránit ji před riziky radiace a meteoritů, které by mohly přijít zvenčí, a to panoramatickým využitím svahu Měsíce. Při rozdělení základny na vnitřní komory jsme přijali strukturu, která se rozšiřuje zevnitř ven, inspirovanou Voronoiovým diagramem. Pozorovatelna na vrcholu byla navíc inspirována kopulovitým tvarem pohádkových komínů. Rozložení podlahy základny bylo kvůli organizační efektivitě inspirováno mravenčími hnízdy. Při výběru materiálu byla použita místní měsíční půda jak ve vnější struktuře základny, tak v jejích vnitřních součástech. Potravinové potřeby základny zajišťuje hydroponický vertikální zemědělský systém. Při výrobě energie byly použity metody získávání kapalného paliva z odpadů, výroba energie pomocí zařízení na sportovišti, získávání energie z helia-3 a výroba energie z termoelektrického betonu. Uvažovalo se o využití elektrolýzy vody, fotosyntézy řas a metod kryogenní separace vzduchu.

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

Při budování základny se zaměřujeme především na to, abychom přispívali k vědecké činnosti a udržovali komfort vědců na nejvyšší úrovni. Domníváme se, že naše základna se může výrazně zaměřit na biologii, geologii a astronomické aktivity. Abychom o každé z nich hovořili podrobněji; Naše laboratoře pro biologické studie umožní astronautům pokračovat v jejich studiích v našich zemědělských oblastech s jistotou, v geologických studiích se vzhledem k umístění základny zaměříme na sběr vzorků a zkoumání odebraných vzorků v laboratoři.

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

Poloha je pro měsíční tábor klíčová a my se domníváme, že vrchol hory Malapert na jižním pólu Měsíce je vhodnou oblastí. Jak známo, jižní pól je oblastí s největším množstvím vody. Díky své výšce 5000 m má hora Malapert dominantní výhled na jižní pól, což může být užitečné pro budoucí mise v této oblasti. Na severní svah Malapertu dopadá ročně 87-91% slunečního záření a je poměrně produktivní pro solární energii. Také geomorfologická struktura Malapertu může být zkoumána, aby bylo možné lépe porozumět geologické minulosti Měsíce. Doprava mezi povrchem a Malapertem je však obtížná kvůli průměrné rychlosti svahu na hoře, ale k dosažení povrchu Měsíce použijeme bezpečnou trasu. Malapert se nachází mimo drsné podmínky na povrchu a na stabilním místě, což astronautům usnadňuje vytvoření prostředí vhodného k životu. 

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.

Vzhledem k tomu, že podmínky na povrchu Měsíce jsou obtížné, plánuje se, že v zařízeních našeho měsíčního tábora budou použita robotická ramena vhodná do obtížných podmínek. Na roverech musí být zařízení umožňující komunikaci. Kromě toho budou robotická ramena použita při stavbě. K dispozici budou kopací nástroje, protože horu Malapert je třeba navrtat v závislosti na konstrukci měsíční základny. Pro udržení maximálního množství energie během procesu výstavby budou použity solární panely. Pro výrobu materiálů bude použita měsíční půda. Kromě toho jsme se inspirovali pohádkovými komíny v Kapadocii,které můžeme vidět v Turecku,  Arménie, Pekařství Srbsko, Japonsko, Tchaj-wan, v návrhu našeho projektu. Inspirovali jsme se nejen tvarem klobouku, ale využili jsme i jeho samoobnovovacích vlastností a odolné struktury. Při výrobě našeho interiérového nábytku jsme využili měsíční hlínu.Zároveň jsme vytvořili rozvržení místnosti pomocí voronoiova diagramu, který nám umožňuje co nejefektivněji rozdělit prostor. Při navrhování interiéru jsme dbali také na soukromí a individuální prostor. Proto jsme při navrhování interiéru dbali na to, aby jednotlivci měli své vlastní soukromé pokoje. Zároveň jsme dbali na to, aby položky v interiérovém designu nábytku byly modulární, měly mnoho funkcí a zároveň byly kvalitní.

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

Základem stavebního materiálu naší základny je měsíční půda a kovová slitina získaná z měsíční půdy. Získávání kovové slitiny z měsíční půdy se nazývá "elektrolýza roztaveného regolitu". Ve struktuře základny jsou obsaženy kovy jako železo, hořčík, titan, hliník a křemík. Základna, která hodnotí pevnost svých základních materiálů, je vysoce chráněna proti vnějším vlivům. V táboře bude umístěna i ochrana hory, neboť vybrané části tábora budou umístěny v nitru hory Malapert technikou carvingu. Protože v základnách jsou některé části uvnitř hory, je zde vysoké skóre ochrany. Jsme si vědomi toho, že na povrchu Měsíce mohou být vysoké teploty, naše základna je před nimi v bezpečí, protože se nachází na určitém vyšším místě, než je povrch Měsíce. Umístění pozorovatelny v nejvyšším patře tábora bylo inspirováno "pohádkovými komíny", a to z toho důvodu, že pohádkové komíny v Turecku,Arménie, Pekařství Srbsko, Japonsko, Tchaj-wan nebyly zničeny dodnes. Kromě toho použití místních zdrojů jako surovin v interiérovém vybavení naší základny, stejně jako v pohádkových komínech, umožnilo také trvanlivost interiéru. Ve vnějším členění základny byl jako dodatečná opora základny použit geometrický útvar frustum, což je pevný útvar tvořený spodní částí kužele nebo jehlanu, jehož vrchol byl odříznut rovinou rovnoběžnou se základnou.

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

Voda: systém bude založen na vodním ledu na Měsíci. Náš tábor se nachází na Malapartu, v blízkosti vodních zdrojů, budeme potřebovat specifické rovery pro těžbu a dopravu vody. S těmito rovery také provedeme terénní výzkum nových zdrojů vody. Vzhledem k nedostatku vody bude veškerá použitá voda zušlechtěna pro její opětovné využití, abychom vytvořili soběstačné a cirkulující zásoby vody pro tábor. 

Jídlo: Zdravá a vyvážená strava je pro astronauty a výzkumníky na měsíční základně velmi důležitá Proto jsme využili hydroponický zemědělský systém, který je na naší měsíční základně jednou z bezorebných zemědělských metod a jehož produktivita je mnohem vyšší než u půdního zemědělství. Díky tomuto systému je možné produkovat produkty, jako je hrách, sója a čočka, které jsou potřebné pro každodenní výživu astronautů.

Vzduch: Elektrolýza; elektřina se přivádí a kyslík se odděluje. Další výhodou této metody je ukončení procesu, kovová slitina může být použita pro další potřeby základny. Další metodou je kryogenní separace vzduchu, při níž se ze vzduchu odstraňuje čistý dusík a kyslík. Za třetí se používá spirulina platensis. Produkce kyslíku se využije jako výsledek fotosyntézy pomocí led světel. Nakonec bude vyrobený okysličený vzduch předán nadřazenému ventilačnímu systému.

Energie: Byla použita metoda integrované pyrolýzy, běžná technika používaná k přeměně plastového odpadu na energii ve formě pevných, kapalných a plynných paliv. Energie se získává ze sportovního vybavení ve sportovní místnosti v táboře pomocí měniče. Energie helia-3 se získává z helia získaného těžbou měsíčního prachu. Hora Malapert je z hlediska solární energie velmi účinná, Výtěžnost energie jsme zvýšili zvětšením plochy solárních panelů pomocí voronoiova diagramu v solárních článcích.

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

Nakládání s odpady má na naší měsíční základně velký význam. Proto musíme správně třídit odpad, který používáme od prvního dne. Organické odpady můžeme přeměnit na teplo a čpavek metodou kompostování zvanou anaerobní kompostování a metan můžeme využít jako raketové palivo v topném systému základny. Když správně zpracujeme odpady, jako jsou kovy a plasty, můžeme je použít jako vlákna v 3D tiskárnách a využít je k výrobě našich nových potřeb. Přinejmenším stejně důležité jako správně přeměnit naše kliky bude správně plánovat, abychom se vyhnuli vzniku odpadu a abychom materiály, které máme, mohli dlouhodobě využívat.

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

Je pro nás důležité, aby nápovědy, které budou na měsíční základně přenášeny do světa a budou z něj přebírány, byly plynulé a srozumitelné. Z tohoto důvodu jsme použili komunikaci Země-Měsíc-Země (EME), známou také jako "měsíční skok", aby komunikace byla plynulá. Bylo rozhodnuto použít tuto techniku s využitím vlastnosti Měsíce odrážet signál. Je pro nás důležité, aby indicie, které budou na měsíční základně přenášeny do světa a které budou ze světa přebírány, byly plynulé a srozumitelné. Komunikaci Země-Měsíc-Země obecně zajišťují 4 obecné metody. Komunikace je zajišťována prostřednictvím reflektorů, které budou instalovány na Měsíci, vysílací stanice na Zemi, signálů odražených přes reflektory a přijímacích stanic na pozemské straně.

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.)

V našem měsíčním táboře si myslíme, že být všestranný je opravdu důležité, a řídíme se tímto heslem. Zmínili jsme, že na naší základně bude za normálních podmínek bádat pět astronautů. Tito astronauti jsou rozděleni do skupin podle svých oborů. Dva astronauti se budou věnovat geologickým aktivitám, dva astronauti astronomickým aktivitám a další astronaut medicíně. Jelikož se náš měsíční tábor nachází s horou zvanou "Malapert", budeme mít možnost setkat se s tolika různými druhy metamorfovaných hornin. Horniny nasbírané rovery při procesech vyřezávání hory budou naši astronauti sbírat a odvážet do naší geologické laboratoře k výzkumu. 

Zmínili jsme se, že naše základna je z hlediska svého exteriéru také inspirována pohádkovými komíny. V horním patře základny se nachází vesmírné pozorovací centrum se strukturálními rozdíly, podobně jako na vrcholu pohádkových komínů. Vzhledem k tomu, že vesmírné pozorovací centrum zaujímá v našem měsíčním táboře obrovské místo, můžeme snadno říci, že vědní obor astronomie bude oblastí, které byla přikládána důležitost. V observatoři budou vykonávat svou činnost naši dva astronauti, kteří mají vysoké znalosti v oblasti astronomie a pozorování vesmíru.

Jsme si vědomi toho, jak velký význam je třeba přikládat otázkám, jako je šíření epidemií ve vesmíru. V našem měsíčním táboře je k dispozici karanténní místnost zaměřená speciálně na tuto situaci. Aby mohl pracovat jak v této místnosti, tak na ošetřovně, bude se jeden z našich astronautů prohlubovat v oblasti medicíny.

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

Stejně jako by astronauti měli mít tréninkový program během mise na Měsíc, musí se také připravit na cestu na Měsíc pomocí seriózního tréninkového plánu. Na prvním místě je několik základních tréninků, jako například: naučit se nouzové postupy, systémy kosmické lodi a techniky výstupu do vesmíru. Poté, co se s těmito technikami seznámí na profesionální úrovni, mohou se prohloubit ve svých specifických vědeckých oborech, jako je astronomie nebo medicína. Astronauti jsou také před výběrem na měsíční misi testováni v tom smyslu, zda jsou fyzicky a psychicky schopni úkoly splnit. Existují odborníci, kteří otestují jejich fyzické předpoklady, a někteří psychiatři, aby o astronautech řekli, zda jsou připraveni, nebo ne. Astronauti by měli být vycvičeni k získání seriózních týmových akcí, protože na měsíční misi nebudou sami, také se jim nesmí stýskat po domově. Protože se náš tábor nachází na hoře "Malapert", astronauti by měli být vycvičeni v životě ve vyšších oblastech. Astronauti si musí pečlivě vybrat některé drobné předměty, které si vezmou s sebou na Měsíc, tyto předměty pro ně mohou mít nějaký citový význam nebo mohou být určeny jen pro pobyt ve vesmíru. Po přistání na Měsíci musí astronauti denně alespoň dvě hodiny trénovat ve snaze zabránit úbytku kostí a svalů při životě v mikrogravitaci. Jako příklad lze uvést kardio cvičení na běžeckém pásu nebo na kole nebo zvedání závaží. Abychom se zmínili také o tom, co bude následovat po misi na Měsíci, musí astronauti absolvovat rehabilitaci po misi, která jim pomůže znovu se přizpůsobit životu na Zemi.  

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.

Zařízení, která se mají používat, by měla být upřednostňována v souladu s potřebami a přáními vědeckých činností, které se mají na stanici provádět. Vozidla, která budou pracovat v oblasti biologie a věd o Zemi, mají robotické rameno pro odběr vzorků a zásobník pro jejich uchovávání. Je důležité, aby vozidla, která budou odebírat vodu, byla speciálně navržena a měla skladovací prostory. Součástí vědeckého týmu by mělo být i vozítko, které bude skenovat povrch Měsíce. Vozidla se sice na Měsíc dopraví ve světě, ale díky modulární konstrukci je bude možné na Měsíci snadno přepravit a sestavit. V případě poškození jakéhokoli místa ve vozidle bude snadné je opravit, protože díly jsou modulární.