Team: DreamCamper

Kategorie: 1. místo - Nečlenský stát ESA | 1. místo - Nečlenský stát ESA | Suzhou, Jiangsu - Čína |  Experimentální základní škola SIP č. 2

Popis projektu

2.1.a. Chystáte se přistát na Měsíci. Musíte učinit několik rozhodnutí o umístění vaší osady. Kam byste na povrchu Měsíce umístili svůj úkryt?
Blízko měsíčních pólů

2.1.b. Vysvětlete svůj výběr z otázky 2.1.
Ve vzdálenosti asi 550 kilometrů od severního pólu Měsíce se nacházejí světlíky z lávových trubic. Rozhodneme se utábořit v jednom z lávových tubusů. Jednak je lávový tubus pokryt velmi silným měsíčním pláštěm, který je přirozenou ochranou před nárazy a kosmickým zářením. Může tedy ochránit naše zaměstnance. Za druhé, zvláštní struktura lávové trubice umožňuje poměrně malé kolísání teploty. V důsledku toho jsou teplotní podmínky uvnitř lépe kontrolovatelné než na povrchu, což znamená, že je vhodnější zřídit v lávovém tubusu lunární základnu. Podle nově provedené studie Purdue University je navíc lávový tubus o průměru 0,6 míle (asi 1 km) a více velmi stabilní a může být využit jako trvalá základna pro lidi. Vzhledem k velikosti, tvaru, světelným podmínkám a geologickým podmínkám integrované základny by tedy lávové jeskyně v hloubce několika metrů pod kopci Malija měly být nejlepším místem pro základnu.

2.2.a. Kde byste postavili úkryt: na povrchu nebo pod zemí?
Podzemí

2.2.b. Vysvětlete svou volbu k otázce 2.2.
Za prvé, na povrchu Měsíce je mnoho prachu, který může mít špatné účinky na lidské tělo a zařízení. Kromě toho na povrchu Měsíce není atmosféra a geomagnetické pole, což vede k velkému rozsahu teplotních výkyvů a nechrání před kosmickým zářením. Za druhé, povrch lávové trubice je pokryt velmi silným měsíčním pláštěm, který je přirozeným štítem odolným proti záření a nárazům. A zvláštní struktura lávové trubice umožňuje relativně malé kolísání teploty. Zaměstnanci tak mohou mít lepší ochranu a lze také zjednodušit konstrukci obytných prostor. A konečně, hornina jeskyně obsahuje sedimenty ledové vody, které mohou být v budoucnu využity pro výrobu užitkové vody a paliva. Těžba vody na Měsíci také ušetří hmotnost a prostor kosmické lodi.

3.1. Jaká bude velikost vašeho měsíčního tábora?
Jako základnu jsme si vybrali přírodní lávovou rouru, protože je zde hodně místa a v budoucnu můžeme základnu postupně rozšiřovat. Současný tábor se skládá především ze čtyř přibližně válcových budov, z nichž každá má průměr asi deset metrů a výšku tři metry. Budovy jsou propojeny uzavřeným průchodem o šířce dvou metrů a výšce 2,5 metru. Celková plocha tábora činí přibližně 3 126 metrů krychlových.

3.2.a. Kolik osob bude váš Moon Camp pojmout?
3 - 4 astronauti

3.2.b. Vysvětlete svou volbu k otázce 3.2.
V našem táboře jsou čtyři hlavní chatky, které slouží k výzkumu výsadby, výrobě energie, výzkumu a bydlení. Každý astronaut je zodpovědný za jedno ze studií, takže z hlediska výzkumu a života jsou potřeba 3 až 4 astronauti. Zároveň z psychologického hlediska žijí astronauti ve vesmíru, bez doprovodu rodiny a přátel, bez místa pro zábavu a dekompresi. A je od nich vyžadováno, aby svou práci a život brali vážně. Pokud je na palubě jen jeden člověk, může se snadno cítit osamělý a při rozhodování má sklon k jednostrannosti a subjektivitě. Ačkoli pokud jsou dva, mohou diskutovat a rozhodovat společně, jejich pozitivní i negativní emoce se budou vzájemně ovlivňovat. Jakékoli nedorozumění mezi nimi může vést k tomu, že se výzkum dostane do slepé uličky. Proto jsou 3~4 astronauti rozumnější, i když to může stát více peněz.

3.3.a. Které místní zdroje Měsíce byste využili?
-Vodní led
-Regolit (měsíční půda)
-Sunlight
-Jiné

3.3.b. Vysvětlete svou volbu k otázce 3.3.
Vybrali jsme čtyři místní zdroje: led, regolit, sluneční světlo a skály. Z měsíční půdy, jejíž obsah kyslíku může dosahovat 40%, můžeme získávat kyslík, který se používá jako raketové palivo. A vodu lze syntetizovat pro lidské použití. Měsíční půda má obsah křemíku 20% a lze ji použít v solárních článcích. Měsíční půda obsahuje také helium-3, což je na Zemi vzácné jaderné palivo. Pokud bude plně využito, může pokrýt energetické potřeby na stovky let po celém světě. Může samozřejmě pokrýt i zásoby paliva pro lunární základnu. Z měsíčního přírodního skla lze po fyzikální úpravě vyrobit vysoce pevný konstrukční kompozitní materiál. Voda je zdrojem lidského života. Proto jsme se rozhodli využít vodu přímo na Měsíci, abychom omezili zbytečné zabírání drahocenného prostoru zásobovací lodi. Během procesu těžby jsme také využili měsíční horniny. Protože analýzou složení měsíční horniny můžeme poznat historii vývoje sluneční soustavy a Země. Měsíční kameny navíc obsahují také molekuly vody. Na povrchu Měsíce není žádná atmosféra. Sluneční záření může dopadat přímo na povrch. Roční energie slunečního záření na Měsíci je přibližně 12 bilionů kilowattů. Sluneční energii můžeme plně využít k vybudování solární elektrárny a předávání tepla získaného slunečním zářením do obytných prostor, které lze využít k ohřevu potravin.

3.4. Vysvětlete, jak plánujete postavit svůj projekt na Měsíci. Měli byste uvést informace o materiálech a stavebních technikách, které plánujete použít. Zdůrazněte jedinečné vlastnosti svého projektu.
Vybudování obytného prostoru v lávové trubce nás může účinně ochránit před nebezpečím kosmického záření. Měsíční čedič se zpracovává na beton, aby se z něj dala vyrobit střecha a stěny budovy. Pro případ, že by se lávový tubus zřítil, hodláme z měsíční rudy získat hliník a železo a vyrobit z nich nosné rámy ve tvaru prstence, válce apod. Aby byla základna pevnější. Uvnitř betonové vrstvy se použije aerogelový materiál, který je odolný a vydrží teploty až 1400 stupňů Celsia. Lze jej použít jako tepelně izolační materiál pro tábory a jako materiál pro jádro skafandrů. Díky nafukovací konstrukci z aerogelu je celý tábor uzavřeným prostorem, který zajišťuje, že vzduch neuniká ven. Aerogely budeme dopravovat ze Země, protože mají nízkou hmotnost a nezvyšují tlak na náklad kosmické lodi. Ke stavbě našeho tábora použijeme také měsíční přírodní sklo. Po fyzikální úpravě z něj lze vyrobit vysoce pevné konstrukční kompozitní materiály. Aby byly zajištěny dobré životní a pracovní podmínky astronautů, jsou v prvních dnech přistání základní věci a spací kabiny potřebné pro astronauty prefabrikovány ze Země. Po příletu na Měsíc budou materiály dopraveny do nitra lávové jeskyně. Všechny ostatní stavební konstrukce a vnitřní zařízení jsou dokončeny pomocí 3D tisku a výchozím materiálem je měsíční půda. Vnější vrstva tábora je navíc pokryta polovodičovými teplotními čidly, která přebírají rozdíl teplot na elektřinu. Tím se kompenzuje problém, že v noci nelze využívat solární energii. Náš tábor je dobře organizovaný, rozdělený na obytnou oblast, oblast pro pěstování rostlin, oblast pro vědecký výzkum a oblast pro těžbu energie. Každý oddíl je propojen kanálem. Tyto čtyři části dohromady tvoří kruh. Ve středu kruhu se nachází vědeckovýzkumná oblast (včetně únikové zóny) a průchody se můžeme dostat do kterékoli oblasti.

3.5. Popište a vysvětlete design vchodu do vašeho měsíčního tábora.
Vstupní konstrukci měsíčního tábora jsme navrhli ve tvaru kopule, abychom zvýšili odolnost proti vnějším nárazům.Vstup do tábora je navržen se třemi chatkami. První kabina je nejblíže vnějšímu prostředí a slouží k uložení měsíčního vozítka a běžných detekčních nástrojů. Druhá kabina je nárazníkový prostor, který má zabránit úniku vzduchu. Statická elektřina odstraňuje prach z astronautů a zabraňuje pronikání škodlivého prachu do obytného prostoru. Třetí je převlékárna, kde si astronauti mohou převléknout skafandry a pracovní oděv, aby se dostali do tábora. Všechny dveře tří oddílů jsou vyrobeny z měsíčního přírodního skla s vysokou pevností a dobrou těsností.

3.6. Vysvětlete, jak měsíční tábor zajišťuje ochranu astronautů.
Při stavbě měsíčních táborů jsme použili aerogel jako izolační vrstvu, která udržuje vnitřní teplotu.Kromě toho je náš tábor postaven v jeskyni, která nám poskytuje ochranu.V každé oblasti jsme instalovali "ochranné lůžko", které má silnou nárazovou sílu a ochranu proti záření. Uvnitř jsme ještě umístili nezbytné věci, které udržují život. V případě nouze mohou členové personálu vstoupit dovnitř a co nejrychleji se vyhnout. Navrhli jsme také speciální únikovou zónu, která se nachází nad vědeckovýzkumnou oblastí, a ostatní oblasti mohou také přímo vstoupit do únikové zóny. v této oblasti jsou umístěny malé kosmické lodě, které mohou přesně lokalizovat a katapultovat zpět na Zemi.

3.7. Popište umístění a uspořádání spacích a pracovních prostor.
Spací a pracovní prostory jsme rozdělili do dvou různých oblastí. Spací prostor se nachází v obytné kabině, nejvnitřnější a nejhlubší části tábora (půda pokrývá více než dva metry), takže astronauti mohou spát v bezpečí mimo dosah kosmického záření. obytná kabina je rozdělena do dvou podzemních podlaží a astronauti mohou chodit nahoru a dolů po schodech. v horním patře je tělocvična a ve spodním obývací pokoj. Spací kabina je vybavena systémem umělé inteligence, který má funkci nouzového úniku. Ta může v případě nouze dočasně chránit osobní bezpečnost astronautů prostřednictvím uzavřených opatření. Pracovní prostor se nachází uprostřed tábora. Jedná se o stavbu s jedním nadzemním a dvěma podzemními podlažími. V prvním podzemním podlaží se nachází vědecko-výzkumné centrum, které je od země vzdáleno asi jeden metr. Zde se budou shromažďovat všechny informace získané vnějšími senzory pro inteligentní analýzu. Druhé podzemní podlaží je továrna na vodní led a pracovní prostor jsme zřídili uprostřed, abychom usnadnili rychlou dodávku vody do různých oblastí. prostřednictvím systému snímání vodního signálu bylo robotickému rameni nařízeno plánovitě kopat do země, těžit pevný zdroj vody na Měsíci a upravovat a čistit vodu v továrně na vodní led.

4.1. Popište, co bude zdrojem energie pro úkryt.
Tři způsoby výroby energie zajistí dodávky elektřiny po celou dobu. Průměrná teplota povrchu Měsíce se přes den liší od teploty v noci o 300 stupňů Celsia. Podle teorie Seebeckova jevu je výroba termoelektrických generátorů nákladná, proto je použijeme jen pro počáteční přistání na Měsíci. Protože Měsíc nemá atmosféru, sluneční světlo dopadající na měsíční povrch vytváří velké množství tepla. Solární panely automaticky měří a upravují teplo pod úhlem kolmým na sluneční paprsky. A díky tepelné energii může vyrábět vysokotlakou parní energii. při těžbě podzemní vody se místo tepelné energie využívá energie sluneční. Měsíční půda obsahuje helium-3. Konstrukce a použití termojaderných reaktorů s heliem-3 jsou bez neutronového záření a nepředstavují žádné nebezpečí pro životní prostředí. Po vybudování tábora bude sluneční energie postupně přeměněna na energii jadernou.

4.2. Popište, odkud bude voda pocházet.
Naše počáteční zásoby budou tvořit vody ze Země.Po utáboření budeme těžit vodu přímo na Měsíci. Veškerá voda na povrchu Měsíce je ve formě vodního ledu, a abychom ji získali, budeme kopat v dolní části tábora. Bude to stát hodně času, ale jakmile se těžba podaří, budeme mít stabilní zajištění zdroje vody . do té doby budeme muset získávat molekuly kapalné vody z měsíční půdy a hornin.

4.3. Popište, co bude zdrojem potravy.
Náš kemp je vybaven samostatnou sázecí chatkou umístěnou v polopodzemí. Je výhodné sbírat sluneční světlo. Podle zkušeností z mezinárodní vesmírné stanice (iss) vybíráme spoustu plodin bohatých na různé živiny, jako jsou brambory, libanon, pšenice, oves, pšenice, kukuřice, sója, rajčata, tuřín, zelí, cukrová řepa atd. Abychom zabránili výkyvům rostlin v důsledku účinků radiace, je horní část kabiny pro pěstování rostlin izolována radiačním ochranným nátěrem. snažíme se chovat zvířata, přenášet oplodněná vejce ze Země, líhnout kuřata na Měsíci, zřizovat slepičí farmy, vylepšovat měsíční zemědělskou základnu. To vše děláme proto, abychom zajistili přísun bílkovin. předtím ovšem budeme muset ze Země dovézt určité množství zásob potravin, abychom astronautům zajistili příjemné prostředí.

5.1. Co byste chtěli na Měsíci studovat?
Na Měsíci není žádná atmosférická bariéra, takže jsou zde vynikající podmínky pro astronomická pozorování. Ve výzkumném středisku jsme zřídili observatoř a doufáme, že díky astronomickému výzkumu porozumíme neznámému vesmíru. Zároveň prostřednictvím sledování v reálném čase chránit Zemi před katastrofou způsobenou meteority. Půda a horniny na Měsíci jsou bohaté na prvky, které se na Zemi vyskytují jen zřídka. Mezitím je povrch Měsíce dlouhodobě vystaven kosmickému záření. Doufáme, že se nám podaří prozkoumat geologii Měsíce a najít zdroje, které jsou pro člověka přínosné. Kromě toho je stáří Měsíce podobné stáří Země. Doufáme, že se analýzou složení Měsíce dozvíme více o vzniku a vývoji sluneční soustavy. Život a pěstování na samotném Měsíci nám také může pomoci získat plnější znalosti věd o životě, jako jsou lidé, zvířata a rostliny.

Projekty vytvářejí týmy a nesou plnou odpovědnost za sdílený obsah.