moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerie 2019-2020

Úkolem každého týmu v soutěži Moon Camp Pioneers je navrhnout ve 3D kompletní měsíční tábor pomocí aplikace Fusion 360. Musí také vysvětlit, jak budou využívat místní zdroje, chránit astronauty před nebezpečím vesmíru a popsat obytné a pracovní prostory.

Tým: CAMS Nova

Kalifornská akademie matematiky a vědy  Carson    Spojené státy americké 17 až 18 let Třetí místo - nečlenské státy ESA

Externí prohlížeč pro 3d projekt

Popis projektu

[42]

Popište svůj projekt Moon Camp.

Náš projekt Moon camp se skládá z 8 hlavních struktur, z nichž každá slouží k důležitému účelu. Účelem našeho skleníku je zajistit potraviny pro astronauty. Astronauti provádějí výzkum a pracují na projektech v naší laboratoři, která obsahuje také boxy s moučnými červy. Máme 5 obytných modulů propojených se společenským prostorem. Další obytné moduly lze postavit pomocí naší 3D tiskárny a regolitu z našeho závodu na zpracování regolitu. Středisko filtračních systémů vzduchu rozvádí a reguluje proudění vzduchu do budov. Další naší budovou je Závod na čištění a extrakci vody, který zajišťuje vodu z mikrovlnného ohřevu měsíčního ledu. Náš měsíční tábor má také Stanici umělé gravitace Centripetal, kterou mohou astronauti pravidelně navštěvovat a cvičit v zemské gravitaci. Hlavním zdrojem energie pro měsíční tábor je Pole solárních panelů, které by poskytovalo energii z 75-99% dne.

Kde chcete postavit svůj měsíční tábor?

Základnu na Měsíci jsme se rozhodli vybudovat na měsíčních pólech, protože tam je pro astronauty nejudržitelnější prostředí. Teploty na měsíčních pólech jsou podstatně méně drsné než na zbytku Měsíce. Póly jsou osvětleny slunečním světlem přibližně 86-89 procent času a díky téměř neustálému slunečnímu svitu zde teploty kolísají méně drasticky. To usnadňuje regulaci životních podmínek na optimální teplotu pro astronauty. Na měsíčních pólech se také nachází mnoho zdrojů, včetně měsíčního ledu, který je možným zdrojem vody. Nacházejí se v trvalých měsíčních stínech Měsíce, které byly nalezeny pouze na pólech. Kromě toho se na námi vybraném místě nachází mnoho kráterů a jeskyní. V těchto oblastech lze vybudovat podzemní stavby, které zvýší ochranu před tlakem vzduchu, dopady asteroidů a změnami teplot.

Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Popište techniky a materiály, které použijete.

Stavby našeho měsíčního tábora budou částečně postaveny na Zemi, ale nebudou smontovány. Mnoho našich staveb, včetně geodetických kopulí, které tvoří náš obytný prostor a laboratoř, je navrženo tak, aby se daly složit/rozložit na dílčí části pro snadnější přepravu a úsporu místa. Průmyslové stavební stroje, které jsou uzpůsobeny pro efektivní práci na povrchu Měsíce, dorazí dříve než konstrukce a astronauti, aby vyčistili měsíční terén. Při stavbě měsíčního tábora budou pomáhat naprogramovaní měkcí roboti. Vzhledem k tomu, že měkké roboty jsou vyrobeny z poddajných materiálů, jsou flexibilní, mohou plnit širší škálu úkolů a jejich práce je pro člověka bezpečnější. Tito roboti budou pomáhat s opravami konstrukcí i po vybudování měsíčního tábora. Nové budovy budou postaveny rychle pomocí aditivní výroby, protože přivezeme obří průmyslovou 3D tiskárnu, která bude stavět struktury z hojně dostupného regolitu.

Voda
Potraviny
Elektřina
Vzduch

Protože voda je životně důležitým zdrojem nezbytným pro přežití člověka, rozhodli jsme se postavit tábor na měsíčních pólech, kde se nacházejí zdroje vody. Měsíční led bude roztaven pomocí mikrovlnných modulů, aby poskytl vodu pro náš hydrologický systém, který bude využíván pro zemědělství, hydrataci, hygienu, energii a výzkum. Vodíkové palivové články, které pomáhají generátorům při výrobě elektřiny, způsobí, že voda projde fotolýzou a vytvoří molekuly kyslíku a vodíkové ionty pro raketové palivo. Přebytečná voda, která vzniká jako odpadní produkt, se shromažďuje a kombinuje s vodou z průsaku skleníků a přijatelnou lidskou odpadní vodou, aby se mohla recyklovat.

V našem táboře bude dodržován vyvážený stravovací plán zahrnující více zdrojů potravin. Vysoce výživné rostliny pěstované ve sklenících, které využívají recyklovanou vodu a půdu, budou poskytovat sacharidy.Skleník je vyztužen kovovými konstrukcemi s kapsami, které chrání před nárazy meteoritů a zároveň umožňují přístup světla, a je přizpůsoben pro akvaponii v případě, že dojde k nedostatku půdy. Aby astronauti dostali všechny potřebné živiny, vyrábí laboratoř vitamínové doplňky a tuky. Kromě skleníkových plodin poskytuje astronautům tolik potřebné bílkoviny také farma moučných červů, kteří se rychle množí a jsou velmi výživní.

Tábor využívá sluneční energii na měsíčních pólech, které mají sluneční záření větší než 1367,6 W/m^2, pomocí pole solárních panelů, které se pohybují směrem ke Slunci. Část elektřiny se ukládá do baterií pro použití během zatmění Měsíce. Elektřinu vyrábějí také elektromechanické generátory, které jsou trvale napájeny z vesmírné stanice Centripetal Force. Stanice se neustále otáčí a poskytuje mechanickou energii a zároveň vytváří umělou gravitaci. Roztáčení Stanice je mimořádně efektivní; síla potřebná k roztočení na správné otáčky k simulaci gravitace je díky snížené gravitaci Měsíce snížena.

Zásadní je zajistit atmosféru optimální pro životní podmínky člověka. Kyslík bude v táboře dodáván z více zdrojů, včetně fotosyntézy rostlin ve sklenících. Kromě toho budou generátory kyslíku využívat oxid uhličitý a vodu k výrobě většího množství kyslíku. Středisko vzduchových filtračních systémů rozvádí a reguluje stálé proudění vzduchu v různých budovách a udržuje správný procentuální podíl dusíku, kyslíku, argonu a dalších látek, což zabraňuje udušení oxidem uhličitým. Ve středisku vzduchových filtračních systémů jsou také umístěny nádrže s řasami, které poskytují živiny ke spotřebě a zároveň pomáhají při výrobě kyslíku.

Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Jaké materiály použijete?

[54]

Prostředí na Měsíci je pro astronauty velmi nebezpečné. Vysvětlete, jak je váš měsíční tábor ochrání.

Na Měsíci panuje drsné podnebí s extrémním horkem a chladem. Aby byli astronauti chráněni před měsíčními podmínkami, mají naše zařízení řízenou teplotu. Nízká úroveň gravitace vede u astronautů k úbytku kostí a svalů. Náš měsíční tábor má místnost s umělou gravitací a cvičebním zařízením, které mohou astronauti používat, aby zabránili vážnému poškození svalového a kosterního systému. Budovy vesmírného tábora mají kulový tvar a jsou postaveny tak, aby odolaly nárazům mikrometeoritů. Konstrukce, jako je geodetická kopule, se používají proto, aby moduly byly bezpečné a odolné. Život na Měsíci vás vystavuje neustálému záření. Astronauty žijící na naší vesmírné stanici bude chránit generátor elektromagnetického pole, který blokuje radiaci. Obytný prostor, skladovací nádrže, centrum pro filtraci vzduchu, modul pro extrakci mikrovlnné vody a vodíkové palivové články jsou umístěny v podzemním tunelu, který astronauty dále chrání před radiací, klimatem a meteority.

Popište den na Měsíci pro posádku astronautů z Moon Campu.

Den astronauta v měsíčním táboře začíná přibližně v 6 hodin ráno a končí kolem 21. hodiny večer. Jejich rozvrh je vytvořen podle rutiny astronautů žijících na Mezinárodní vesmírné stanici. Obyvatelé našeho měsíčního tábora mají tři jídla denně a musí zaznamenat dvě hodiny cvičení v centripetální umělé gravitaci vesmírné stanice. Život v prostředí s nízkou gravitací poškozuje kostní a svalovou hmotu, přičemž za pouhý měsíc dojde k úbytku 1-2% kostní hmoty. Cvičení v podmínkách pozemské gravitace zabraňuje dlouhodobému oslabování těla astronautů. Během dne pracují členové posádky podle své odbornosti a výzkumníci dohlížejí na jejich projekty a analyzují jejich data. Výzkumníci, kteří dostali povolení k provádění svých projektů v táboře, tráví čas sběrem dat o výživě, svém zdraví, sluneční soustavě, měsíčním ledu, vlastnostech měsíční půdy a dalších. Členové posádky se vydávají na expedice zkoumající a mapující měsíční povrch a také testují nové povrchy a tunely z hlediska bezpečnosti, aby pomohli rozhodnout, jakým směrem se bude tábor rozšiřovat. Údržbu a výstavbu provádějí lidští pracovníci společně s měkkými roboty, jejichž blízkost je mnohem bezpečnější, protože jsou vyrobeny z poddajných materiálů a naplněny vzduchem, nikoliv tvrdým kovem jako většina robotů. V laboratoři astronauti pracují na projektech, jako je výzkum ložisek vodní páry v měsíční půdě. Jedním z příkladů výzkumného projektu na našem táboře je zkoumání chemického složení regolitu, u něhož bylo nedávno zjištěno, že obsahuje minerální zrna o velikosti mikrometrů, která jsou obklopena tenkými amorfními obroučkami, což naznačuje, že byl vystaven slunečnímu větru. V současné době panuje mylná představa, že amorfní obruby jsou důsledkem poškození zářením, avšak elektronová mikroskopie ukazuje, že amorfní obruby jsou tvořeny materiálem usazeným v páře při dopadech mikrometeoritů na Měsíc, a na podporu těchto nových pozorování budou shromážděny další údaje. V laboratoři jsou kromě zařízení a potřeb pro provádění výzkumu umístěny i bedny s moučnými červy, kteří jsou dobrým zdrojem živin a bílkovin. Obyvatelé Měsíčního tábora mohou využívat dalekohled postavený v laboratoři a pozorovat další části sluneční soustavy.



← Všechny projekty