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.
III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni Gdynia-Pomorskie Polsko 14, 17, 18 5 / 1 Angličtina
Software pro 3D navrhování: BlenderKit
Měsíční tábor Lunar Exploration Mission (LEM) je pojmenován po průkopníkovi vědeckofantastického žánru v Polsku - Stanisławu Lemovi.
Základna bude umístěna na jižním pólu Měsíce, na okraji kráteru Shoemaker, aby se využily zdroje in situ. Základna je rozdělena do modulů, včetně prostoru pro spánek a odpočinek, tělocvičny, kuchyně, řídicího střediska mise, lékařského zázemí a laboratoře pro provádění experimentů. V pozdějších fázích mise bude navíc vybudována kopule aeroponického skleníku, gravitační laboratoř a přístřešek pro roboty Doglike GLIMPSE.
Cílem naší mise je vědecký výzkum. Budou prováděny experimenty napříč obory biologie, planetární vědy, geologie a fyziky. Kromě toho budeme sledovat fyzické a duševní zdraví astronautů pro účely budoucích vesmírných výzkumů.
LEM významně přispěje k rozvoji výzkumu Měsíce a vědy o něm. Díky konstrukci základny se mise bude moci vyvinout z jediné základny v lunární kolonii, což může v budoucnu dát začátek lunární kolonii.
Vizí LEM Moon Camp je experimentovat s udržitelným a mezinárodním průzkumem Měsíce.
Hlavní účel LEM je vědecký, a to provádění experimentů v oblasti biologie, fyziky a genetiky. Kromě toho budeme testovat využitelnost in-situ zdrojů, jako je například zmrzlá voda, která by mohla být nákladově efektivním řešením pro delší pobyt na Měsíci. Naším dalším cílem je v budoucnu přeměnit jedinou základnu na lunární kolonii.
Naším sekundárním cílem je vzdělávání. Astronauti budou natáčet krátká videa zachycující jejich život na Měsíci, která budou později použita pro vesmírné vzdělávání a zvýšení popularity na sociálních sítích (dokonce vytvoříme první TikTok z Měsíce!).
Jako místo jsme si vybrali okraj kráteru Shoemaker (přibližně šířka: -88,48°, délka: 76,20°).
Všechna data jsou převzata z webových stránek LROC: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Přístup 18.04.23]
Materiály
Techniky a volby designu
Zdroje
100% vzorového provedení je naše. Některé materiály byly převzaty z bezplatné databáze BlenderKit.
Pro plakáty používané uvnitř naší základny:
Radiace
Vrstva olověných a elektromagnetických štítů zajistí celkovou ochranu před zářením a elektromagnetickým rušením. Tunely mezi moduly budou pokryty regolitem, který je bude chránit. Kopule bude naopak vyrobena z olovnatého skla, které poskytuje dobrou ochranu proti záření. Kromě toho budeme neustále monitorovat úroveň radiace na základně pomocí geigerových čítačů.
Meteority
Obecné průzkumy a statistiky ukazují, že k pádům meteoritů nedochází tak často, a pokud ano, jedná se o mikrometeority. Vrstva, která chrání před zářením, by měla poskytovat základní ochranu před takovými. Navíc budeme používat speciální štíty pro pokročilou ochranu proti mikrometeoritům.
Odvod tepla a velký teplotní rozdíl
Stěny základny musí poskytovat dostatečnou tepelnou izolaci, aby se uvnitř udržovala relativně stálá teplota. Z větší části to může zajistit vrstva pro ochranu před zářením a kromě toho bude existovat tenká izolační vrstva a také vrstva pro ochranu před přenosem tepla sáláním (tj. infračerveným zářením), Kromě toho bude v základně systém pro přesnější stabilizaci teploty na vhodnou hodnotu. Kromě toho budou ve skle kopule umístěny polopropustné fotovoltaické panely, které budou vyrábět elektřinu a chránit před vysokými teplotami během měsíčního dne.
Měsíční prach
Na ochranu před měsíčním prachem, tj. velmi jemnými částicemi křemičitanů a dalších sloučenin, které mohou být pro člověka potenciálně škodlivé, budeme v přechodových komorách používat systém filtrace vzduchu. Aby byly fotovoltaické panely chráněny před usazováním tohoto prachu na nich, budou moci měnit úhel svého sklonu a tento prach odvádět.
Voda
Metoda "Aqua factorem" pro získávání vody
Voda je recyklována pomocí bioreaktorů s řasami a systému MELiSSA, což zajišťuje uzavřený systém.
Rover hledá a mapuje měsíční led, chemické látky a podzemní horniny, které brání vykopávkám
Spektrometr analyzuje vzorky půdy z různých hloubek na přítomnost vody.
Vrtá pod měsíčním povrchem a těží velké množství regolitu.
Přepravní vozítko nasadí bagr a dopraví regolit.
Potraviny
Umělá inteligence sleduje údaje uvnitř aeroponického skleníku (teplota, hladina CO2, vlhkost, vlnová délka světla a růstové cykly) a následně je upravuje tak, aby optimalizovala prostředí pro pěstování různých druhů zeleniny.
Přidání 100 mg kyseliny gama-aminomáselné (GABA) do zeleniny (např. Toscano Kale) ke snížení úzkosti.
Algoritmy intercepční technologie, kterou lze nosit na sobě, analyzují data (srdeční tep, spánkový cyklus, tělesné cvičení, změny hmotnosti, příjem vody) a vypočítávají specializované individuální živiny.
3D tištěné jídlo přizpůsobené kalorickým a výživovým potřebám astronautů pomáhá tradičním metodám vaření
Astronauti společně připravují, jedí a uklízejí po jídle, aby posílili vzájemné vazby.
Díky 3D tisku si astronauti mohou vychutnat kulturní/náboženské pokrmy.
Vzduch
Atmosféra základny je neustále recirkulována a čištěna, přičemž je odstraňován oxid uhličitý a zároveň doplňován kyslík pomocí výše zmíněného bioreaktoru v uzavřené smyčce.
K získání kyslíku použijeme technologii koncentrovaného slunečního záření (budeme potřebovat malý reaktor, těsnění na vnější straně a fresnelovu čočku) k roztavení regolitu. Elektrody uvnitř reaktoru odtrhnou kovy od kyslíku a při udržování nízkého tlaku budeme kyslík odčerpávat ze systému a skladovat ho v tlakových nádržích.
Power
Elektřina se vyrábí pomocí solárních panelů umístěných na střeše a ve skle kopule. Tato energie se ukládá v uzavřeném systému vodíkových palivových článků a baterií, aby se zvýšila bezpečnost a minimalizovala možnost ztráty energie. Palivové články jsme zvolili proto, že jejich palivo lze modulárně skladovat v externích nádržích, což představuje lehké řešení problému skladování energie.
Lidský odpad
Moč a výkaly se zpracovávají v jednotce pro nakládání s odpady, která je podobná systému recyklace vody na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), a v bioreaktoru, kde se získává voda a pevný odpad, který lze bezpečně skladovat nebo likvidovat.
Z výkalů se pomocí 3D tisku stávají bioplastové nástroje
Recyklace
Pomocí 3D tisku můžeme znovu použít některé plasty nebo kovy do nových nástrojů.
Pomocí anaerobního kompostování přeměníme organický odpad na úrodnou půdu, která může produkovat teplo a metan, jenž je palivem pro naše rakety.
Úložiště
Radioaktivní nebo nebezpečné materiály by musely být skladovány ve speciálně navržených kontejnerech, aby se zabránilo kontaminaci měsíčního prostředí.
Systém značení navíc umožní zjistit, z čeho je co vyrobeno, jak s tím lze nakládat jako s odpadem nebo jak to znovu použít.
Na základně bude umístěna anténa pro pásmo ultrakrátkých vln s všesměrovou vyzařovací charakteristikou, která bude sloužit k místní komunikaci s astronauty během operací mimo základnu a k přenosu dat z měřicích stanic nebo jiných externích zařízení. Tato metoda se bude používat pouze v rámci horizontu.
Pokud potřebujeme komunikovat se stanicí, vozítkem nebo senzorem, který se nachází za obzorem, použijeme metodu Měsíc-Země-Měsíc. V tomto případě lze Zemi použít jako relé, čímž získáme pokrytí téměř celé polokoule Měsíce.
Bod, kde je základna umístěna, umožňuje přímé trvalé spojení se Zemí pomocí směrových mikrovlnných antén. Takové spojení je díky použité frekvenci poměrně odolné vůči rušení a nevyžaduje vysoký výkon.
Hlavním účelem LEM je výzkum biologických experimentů a průzkum lávových trubic. Je navrženo několik experimentů:
Vliv na rostliny a houby. Živočišné formy se rády přizpůsobují novým podmínkám, takže se pravděpodobně dočkáme některých mutací. Potenciálními exempláři by mohly být radiotrofní houby, například Cladosporium sphaerospermum nebo Cryptococcus neoformans.
Biomodifikace přežívání rostlin a hub. Biologická vylepšení by mohla zahrnovat větší produkci melaninu a testovala by se nadřazenost biologicky modifikovaných organismů a jejich vliv na jedlost rostlin.
Testování ukládání DNA na Měsíci. Jednou bychom mohli Měsíc použít jako schránu pro genetický materiál, protože je lepší uchovávat důležité informace na různých místech.
Naše základna by byla umístěna v blízkosti potenciálního úseku lávových trubek, což by otevřelo možnost jejich průzkumu pomocí robotů Doglike GLIMPSE. Tato robotická posádka by zaznamenávala radiaci a teplotu uvnitř a také by studovala geologické aspekty těchto jeskyní, jako je struktura a složení stěn. Roboti by také pátrali po potenciální vodě. Mise by se skládala z více robotů, kteří by plnili různé úkoly a tvořili by tak jeden soudržný celek.
Tyto experimenty poskytují cenné údaje pro pozdější mise a osídlení, které by otevřely nové odvětví ekonomiky.
Dále bude provedena studie šíření elektromagnetických vln v rádiovém spektru v prostředí bez atmosféry. Tento experiment je založen na studiu toho, jak daleko se může šířit rádiová vlna v prostředí, ve kterém nemůže docházet k odrazům a lomům vlny. Provedením tohoto experimentu je možné ověřit a zjistit maximální vzdálenost, na kterou může být lunární základna vzdálena od jiné základny nebo průzkumné stanice, případného relé nebo lunárního vozidla tak, aby mezi nimi mohly být stabilně přenášeny informace.
Školení o životním prostředí
Astronauti budou dlouhodobě izolováni a umístěni v extrémních polárních prostředích (například v zamrzlé kanadské tundře nebo v měsíčním habitatu ve švýcarských Alpách), aby si procvičili expediční chování.
Ve volné přírodě budou dostávat spontánní úkoly, jako je přesun tábora, získávání jídla a zásob, které spadnou na náhodných místech, a jejich donášení zpět do tábora.
V lunárním habitatu, který se bude podobat našemu Moon Campu, budou plnit každodenní rutinní úkoly založené na minulých misích ESA/NASA, ale budou také dostávat spontánní úkoly, aby se rozvíjela jejich schopnost improvizace v náročných podmínkách.
Astronauti se zúčastní kurzů ESA Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill (CAVES).
Technické školení
Astronauti budou trénovat chůzi po Měsíci, sestavovat měsíční tábor, sbírat vzorky regolitu a provádět experimenty v bazénu, který má simulovat podmínky nízké gravitace a měsíčního osvětlení. Půda na dně bazénu bude napodobovat měsíční půdu.
Budou také trénovat ve virtuální realitě, aby simulovali robotické operace, manipulaci s hmotou a celou misi od předstartovního období až po přistání. Virtuální realita jim umožní trénovat i během předstartovní karantény.
Geoscience
Astronauti se zúčastní kurzu Pangea, aby získali znalosti o terénních geovědách, planetární vědě a astrobiologii, které jsou nezbytné pro "identifikaci a dokumentaci vědecky relevantních vzorků v terénu a komunikaci s pozemní kontrolou za použití efektivního a geologicky správného jazyka".
Letový výcvik
Astronauti budou trénovat v letadle se sníženou gravitací, aby simulovali podmínky nízké gravitace, které zažijí během letu na Měsíc.
Psychologická příprava
Astronauti se zúčastní tréninku všímavosti, který jim pomůže zvládnout izolaci a stres.
Tým se zúčastní skupinové terapie, kde se bude pracovat na komunikaci, možných konfliktních oblastech a na tom, jak je efektivně řešit.
Základnu by na oběžnou dráhu Měsíce dopravila raketa o průměru nejméně 14 metrů. Po navedení na oběžnou dráhu se každý přistávací modul spustí na určená místa pro přistání. Zpočátku by se posádka pohybovala po povrchu Měsíce pomocí běžných lehkých vozítek, ale až bude základna na pokročilejší úrovni, astronauti přejdou na vozítko Desert RATS. Regolit pro těžbu vodíku kyslíku a minerálů bude dopravovat autonomní rover. Kromě toho budeme pro autonomní průzkum využívat již zmíněné roboty GLIMPSE, které budou parazitovat na transportních roverech.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 