Team: Lunar Base Design from Thessaloniki

Kategorie: 2. místo - členské státy ESA | 2. místo - členské státy ESA | Kordelio, Soluň - Řecko |  2. střední škola Kordelio

Popis projektu

2.1.a. Kam byste na povrchu Měsíce umístili svůj úkryt?
Blízko měsíčních pólů

2.1.b. Vysvětlete svůj výběr z otázky 2.1. 
V blízkosti měsíčních pólů, konkrétně na severním okraji kráteru Peary. Důvodem, proč jsme si ho vybrali, je to, že se nachází na téměř neustálém slunečním světle a zároveň v blízkosti potenciálního zdroje vody. Trvale osluněné oblasti by poskytovaly klíčovou sluneční energii pro případné budoucí osídlení Měsíce. Navíc by se nedaleká voda využít buď k pití, nebo k výrobě raketového paliva. Teploty zde také nekolísají mezi úmorným vedrem a nevyzpytatelným chladem.

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

2.2.b. Vysvětlete svou volbu k otázce 2.2..
Podzemí. Protože potřebujeme ochranu před škodlivým slunečním zářením a slunečním větrem, musíme naši základnu chránit před miniaturními meteority, které padají po celém Měsíci, a přitom zůstat nákladově i hmotnostně efektivní.

3.1. Jaká bude velikost vašeho měsíčního tábora? 
Nejvyšší a nejnižší bod se liší o 14,786 metru. Hlavní konstrukce měří přesně 21,886 metru délky v ose y-z a 22,927 metru délky v ose y-x. Celá architektura by se snadno vešla na plochu o objemu 7590 m^3 a potřebovala by podzemní prostor o délce asi 17,392 metru. Kulový vchod, který zároveň plní ochrannou funkci pro astronauty, má průměr 7,40 metru. Zatímco chodby přechodové komory jsou každá dlouhá asi 4,654 metru. "Zelený dům" nebo jinak komora pro pěstování potravin je vysoká 6,135 metru a tvoří eliptickou střechu. Každá místnost v interiéru má rozměry přibližně 4 × 4 × 2,20. Koupelny mají menší rozměry: přibližně 1,5×1,5×2,20.

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

3.2.b. Vysvětlete svou volbu k otázce 3.2.
Domníváme se, že 4 astronauti jsou dostateční pro splnění zadaných úkolů, jako je každodenní práce a experimenty. Zatímco pro 5 a více lidí by bylo obtížné komunikovat a rozumět si. Navíc více lidí znamená větší potřebu jídla, více kyslíku, více energie a samozřejmě více prostoru. Na druhou stranu 2 nebo méně lidí postrádá speciální dovednosti a znalosti, které by skupina 4 lidí dokonale zvládla.

3.3.a Které místní zdroje Měsíce byste využili? 
Vodní led
Regolit (měsíční půda)
Sluneční světlo
Další

3.3.b. Vysvětlete svou volbu k otázce 3.3.
Při naší misi na Měsíc určitě využijeme měsíční led jako zdroj vody. Nebudeme pouze recyklovat již existující zásoby vody ze Země, ale budeme těžit led z pólů, protože v něm je uloženo velké množství vody. Za druhé , regolit by se mohl stát stavebním kamenem mise měsíčního tábora, protože je možné celou základnu vytisknout pomocí velké 3d tiskárny. Navíc by největším zdrojem energie mohlo být Slunce, protože se na obloze pólů objevuje téměř vždy. Poskytne nám elektřinu potřebnou pro fungování našich robotů,vozidel a tepelného systému. Kromě toho by se pro budoucí mise mělo prozkoumat helium-3, které je dobrým zdrojem jaderné energie. A konečně, pro experimenty využijeme jakýkoli jiný prvek na povrchu Měsíce.

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. 
Pro stavbu našeho projektu budou zapojeni roboti.Pošleme vesmírnou loď s roboty a průmyslovými stroji, které budou kopat oblast (například vrtačka), abychom mohli postavit podzemní část našeho měsíčního tábora uvnitř díry, kterou vytvoří. Poté budeme pomocí velkých 3d tiskáren stavět stěny měsíční základny odspodu nahoru. Materiálem pro 3d tisk bude již vykopaný regolit, protože dovážet materiály ze Země ve velkém množství by stálo značné množství peněz a času. Samozřejmě budeme potřebovat některé materiály ze Země, jako je hliník, teflon a titan ,abychom mohli vybudovat radiační ochranný štít kolem vchodu. Na přivezení všech potřebných věcí bude stačit několik cest ze Země. Vnější část skleníku bude vyrobena ze zesíleného (i když průsvitného) skla. Náš návrh má několik unikátních prvků, jako je klimatizační šroubovice, která pomůže šíření kyslíku po místnostech. Kyslík může být uvnitř skleníku prodáván a rozváděn mezi místnostmi pomocí trubek. část návrhu nad povrchem má tvar polokoule, protože hrany by způsobily problém ohledně vnitřního a vnějšího atmosférického tlaku. Konstrukce obsahuje také malou "garáž" pro vozidla a 5 metrů dlouhé laserové přenosové zařízení, které pomůže astronautům komunikovat se Zemí opravdu vysokou rychlostí. Všechny věci byly navrženy v původní výšce, délce, šířce atd. Za zmínku stojí dvě součásti: vozidlo a klimatizační šroubovice (a.c.h.). Astronauti potřebují na Měsíci dopravní prostředek, proto jsme navrhli lunární vozidlo s funkčním mechanickým volantem. Druhý z nich (a.c.h.) má funkční mechanismus kuželového převodu, který rozhodně stojí za vidění.

3.5. Popište a vysvětlete design vchodu do vašeho měsíčního tábora.
Vchod do naší lunární základny je pečlivě vybrán tak, aby měl oblý tvar, takže nemá žádnou hranu, která by mohla způsobit problém, pokud jde o vnitřní a vnější atmosférický tlak. Vchod má podobu chodby se dvěma dveřmi. Konstrukce vchodu je jako u přechodové komory , takže vzduch se zachytí uvnitř a nikdy nepronikne do interiéru. To zaručuje, že se vzácný kyslík nedostane do obytného prostoru astronautů.

3.6. Vysvětlete, jak měsíční tábor zajišťuje ochranu astronautů.
Pracovní a obytné prostory budou v podzemí, takže nebezpečné sluneční záření se nedostane na kůži astronautů.Kromě toho bude polokulovitý vchod obsahovat vrstvy teflonu a hliníku, protože to jsou prvky, které nepropouštějí škodlivé záření.Navíc meteority nebudou schopny zničit vyztuženou horní část základny, takže astronauti budou uvnitř v bezpečí.

3.7. Popište umístění a uspořádání spacích a pracovních prostor. 
Spací a pracovní prostory jsou umístěny v dolní části konstrukce, protože sluneční záření se tam nedostane. Místnost na spaní je vedle zasedací místnosti laboratoře a tělocvičny, zatímco laboratoř a počítačová místnost jsou na druhé straně návrhu. Místnost na spaní obsahuje 4 lůžka a klimatizační šroubovici. Zasedací místnost obsahuje židle, stůl a velkou obrazovku. tělocvična obsahuje mnoho různých zařízení, jako jsou kola, činky a gymnastické dráhy. V této části je také WC a sprcha. navíc má každá místnost vlastní led osvětlení. Na druhé straně podzemní části (počítačová místnost, laboratoř) jsou v jedné místnosti 4 počítače a ve druhé 2 3d tiskárny. Dále v blízkosti tiskáren najdete několik lahví pro experimentální účely. Součástí je také WC. Nakonec jsou zde opět některá led světla a klimatizační šroubovice.

4.1. Popište, co bude zdrojem energie pro úkryt. 
Zdrojem energie, který budeme využívat, je solární energie, což je samozřejmé, je to jeden z hlavních důvodů, proč jsme zvolili umístění našeho přístřešku. Je cenově dostupná, spolehlivá a snadno dosažitelná. Máme však ambice do budoucna a v závislosti na stavu jaderné fúze v té době bychom se při pozdějších misích mohli pokusit využít také hojnost helia-3 na Měsíci. (Solární panely by sledovaly pohyb Slunce a my budeme mít palivové články pro ukládání energie, kterou bychom mohli využít při zatmění Měsíce).

4.2. Popište, odkud bude voda pocházet.
Zvolili jsme umístění naší základny v blízkosti vodního zdroje poblíž měsíčních pólů. Pomocí vyhřívaných vrtáků rozbijeme zmrzlou půdu a získáme odtud vodu, a také při zahájení mise přivezeme trochu vody ze Země a použijeme systém získávání vody podobný tomu na ISS, takže téměř nic nepřijde nazmar.

4.3. Popište, co bude zdrojem potravy.
Budeme pěstovat vlastní potraviny v měsíčních sklenících. Rozhodneme se pro vyváženou stravu složenou z vysoce výživných rostlin se všemi živinami, které potřebujeme k přežití. V prvním patře našeho skleníku by mohla na půdě přivezené ze Země růst běžná zelenina. Zatímco ve druhém patře bychom mohli používat aeroponii nebo vodní zemědělství ,protože to nebude tolik stát.

5.1. Co byste chtěli na Měsíci studovat? 
Povrch Země uchovává nepatrné množství informací o její dávné minulosti,neustálá tektonická činnost recyklovala zemskou kůru a posouvala pevniny. Náročné povětrnostní podmínky, jako jsou záplavy, ledové bouře atd., způsobily, že povrchové prvky během miliard let zetlely. Existuje však místo, kam se můžeme vydat, abychom se dozvěděli více o minulosti naší vlastní planety: Měsíc! Studiem chemického složení hornin a půdy na naší přirozené družici bychom se mohli dozvědět více o geologických počátcích Země - včetně vzniku života. Podle měření se Měsíc každý rok vzdálí od Země asi o 1,5 palce. To znamená, že nakonec bude vliv Měsíce na naši planetu strašlivě odlišný než nyní, což vyžaduje další studium, abychom zaručili, že tyto změny nebudou škodlivé pro nás samotné nebo pro planetu. Dalším důležitým jevem, který je třeba na Měsíci studovat, je vliv Měsíce na příliv a odliv Země. Největší rozdíl mezi přílivem a odlivem je kolem novoluní a úplňku. Během těchto fází Měsíce se sluneční příliv shoduje s měsíčním, protože Slunce a Měsíc jsou v jedné přímce se Zemí a jejich gravitační síly se spojují, aby táhly vodu oceánu stejným směrem. To je pro nás samozřejmě důležité, protože když je příliv a odliv nízký, rybolov v dané oblasti bude špatný. Pokud předpovíme, kdy se příliv a odliv změní, můžeme tuto informaci správně předat rybářům, aby mohli efektivně vykonávat svou práci. Kromě toho vytvoření kolonie na některém nebeském tělese v blízkosti Země tvoří ambiciózní cíl různých vesmírných agentur. Organizace takové mise je složitá a jedním z klíčových problémů, které je třeba řešit, je správná výživa osob zapojených do mise a kolonie. Řešením, které se nabízí, je vytvoření skleníku, který bude obsahovat vhodnou technologii pro pěstování zeleniny, jež je nezbytná pro výživu lidí. Abychom však mohli takový projekt realizovat, potřebujeme získat více informací o Měsíci,například o jeho teplotě, svítivosti, tlaku atd. Shrnuto a podtrženo, studiem Měsíce můžeme zjistit mnoho informací o raných fázích vzniku Země, jejím vlivu na naši planetu & životě na Měsíci.