moon_camp

Moon Camp Pioneers Gallery 2020-2021

Στο Moon Camp Pioneers η αποστολή κάθε ομάδας είναι να σχεδιάσει τρισδιάστατα μια πλήρη κατασκήνωση στο φεγγάρι χρησιμοποιώντας το Fusion 360. Πρέπει επίσης να εξηγήσουν πώς θα χρησιμοποιούν τους τοπικούς πόρους, θα προστατεύουν τους αστροναύτες από τους κινδύνους του διαστήματος και να περιγράψουν τις εγκαταστάσεις διαβίωσης και εργασίας.

Ομάδα: Space Hive

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Πολωνία 16, 15

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Η βάση μας είναι το θεμέλιο μιας πραγματικής αυτοσυντηρούμενης αποικίας στο φεγγάρι. Κατά το σχεδιασμό της, εστιάσαμε στη μεγαλύτερη δυνατή αυτάρκεια και λειτουργικότητα κάθε στοιχείου, ενώ παράλληλα θυμηθήκαμε το πιο σημαντικό, δηλαδή την άνεση των αστροναυτών που θα διαμένουν σε αυτήν. Προσθήκες, όπως ένας τεχνητά ελεγχόμενος κύκλος ημέρας και νύχτας ή η παρουσία φυτών στα δωμάτια, θα πρέπει να μειώσουν το άγχος των αστροναυτών και να φροντίσουν για την ψυχική τους υγεία. Η βάση έχει σχεδιαστεί για τουλάχιστον 4 άτομα, αλλά με μεγαλύτερο αριθμό, η κατανομή σε οικιστικές μονάδες τεσσάρων ατόμων μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη της αίσθησης μικρών κοινοτήτων, γεγονός που θα διευκολύνει την εργασία και τον καταμερισμό των καθηκόντων. Τόσο η τοποθεσία όσο και ο εξοπλισμός της βάσης καθιστούν δυνατή τη διεξαγωγή πολυάριθμων πειραμάτων και την αποτελεσματική διεξαγωγή περαιτέρω επέκτασης του χώρου.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Αποφασίσαμε να χτίσουμε τη σεληνιακή μας βάση στο νότιο πόλο του φεγγαριού, στο χείλος του κρατήρα Σάκλετον. Σύμφωνα με τις καλύτερες γνώσεις μας, υπάρχει πάγος νερού και άλλα πτητικά συστατικά σε αυτόν. Η πιθανή παρουσία νερού θα έλυνε το πρόβλημα της απόκτησής του και δεν θα απαιτούσε την δαπανηρή μεταφορά του από τη Γη. Η τοποθέτηση της βάσης μας στο χείλος του θα απλοποιούσε επίσης μαζικά το πρόβλημα της ηλεκτροδότησης της βάσης. Στην άκρη του κρατήρα, η ηλιακή ενέργεια φτάνει σχεδόν συνεχώς, οπότε θα υπήρχε η δυνατότητα πρακτικά συνεχούς μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική με τη χρήση ηλιακών συλλεκτών. Αυτό σημαίνει επίσης ότι θα υπάρχουν λιγότερες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας,οι οποίες θα μπορούσαν να είναι επικίνδυνες για τα εξαρτήματα που είναι ευαίσθητα στη θερμική διαστολή. Σύμφωνα με τους τοπογραφικούς χάρτες της περιοχής, έχει κλίση περίπου 6-7 μοίρες, η οποία αντικατοπτρίζεται στο μοντέλο μας.

Πώς σκοπεύετε να χτίσετε το Moon Camp σας; Περιγράψτε τις τεχνικές και τα υλικά που θα χρησιμοποιήσετε.

Πρώτα, θα αναπτυχθεί ένα ανιχνευτικό όχημα. Μόλις βρει μια κατάλληλη θέση, θα προετοιμάσει μια επίπεδη περιοχή στην οποία θα προσγειωθεί το τμήμα του Εργαστηρίου με τα οχήματα, τους ηλιακούς συλλέκτες και τους τρισδιάστατους εκτυπωτές στο εσωτερικό του. Τα ρόβερ θα είναι αυτόνομα, ωστόσο η καθυστέρηση επικοινωνίας Γης-Σελήνης είναι αρκετά μικρή ώστε ένας άνθρωπος να μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά ένα ρόβερ σε περίπτωση προβλήματος. Αρχικά το Εργαστήριο θα χρησιμεύσει ως βάση επιχειρήσεων, θα είναι εξοπλισμένο με μπαταρίες και θα μπορεί να παράγει ανταλλακτικά για τα ρομπότ. Σχεδιάζουμε να εκτυπώσουμε τρισδιάστατα την οροφή, τους τοίχους και τα περισσότερα έπιπλα της βάσης χρησιμοποιώντας σεληνιακό σκυρόδεμα, το κύριο συστατικό του οποίου είναι ο σεληνιακός ρεγόλιθος, ένας πόρος που υπάρχει άφθονος στην επιφάνεια της Σελήνης. Η βάση θα αποτελείται από εξαγωνικά δωμάτια, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αποδοτικότητα της χρήσης των υλικών και να διευκολυνθεί η εύκολη επέκτασή της. Το εσωτερικό των δωματίων θα επικαλύπτεται με ένα στρώμα συνθετικού καουτσούκ, επιτρέποντας την πλήρωσή τους με ατμόσφαιρα. Η πίεση του αέρα στο εσωτερικό θα είναι αρκετή για να στηρίξει το βάρος μιας ασπίδας ακτινοβολίας πάχους ~4 μέτρων από τον ρεγολίθ. Προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η ποσότητα σκόνης που μπορεί να φέρουν οι κάτοικοι στο εσωτερικό της βάσης, οι διαστημικές στολές δεν θα εισέρχονταν ποτέ απευθείας στη βάση, αλλά θα επέτρεπαν στο πλήρωμα να εισέλθει σε αυτές μέσω καταπακτών στο πίσω μέρος. Αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία εκτύπωσης, ο υπόλοιπος απαραίτητος εξοπλισμός μπορεί να μεταφερθεί από τη Γη μαζί με τους αφικνούμενους αστροναύτες και να εγκατασταθεί στη σεληνιακή επιφάνεια.

Το περιβάλλον στη Σελήνη είναι πολύ επικίνδυνο για τους αστροναύτες. Εξηγήστε πώς θα τους προστατεύσει η δική σας κατασκήνωση στη Σελήνη.

Το περιβάλλον στη Σελήνη είναι πολύ επικίνδυνο, οπότε μία από τις προτεραιότητές μας είναι να διασφαλίσουμε την πλήρη ασφάλεια των αστροναυτών που βρίσκονται στη βάση. Ένας από τους κύριους κινδύνους που περιμένουν τους ανθρώπους στη Σελήνη είναι η κοσμική ακτινοβολία, η οποία είναι έως και 200 φορές ισχυρότερη από ό,τι στη Γη. Ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι υπάρχουν χαμηλότερα επίπεδα ακτινοβολίας κοντά σε μεγάλους κρατήρες, οπότε η τοποθεσία της βάσης μας στον κρατήρα Σάκλετον θα λύσει εν μέρει αυτό το πρόβλημα. Πρόσθετη προστασία θα παρέχουν επίσης τα τοιχώματα της βάσης, τα οποία έχουν πάχος περίπου 4 μέτρα και είναι κατασκευασμένα από σεληνιακό έδαφος. Αυτά τα τοιχώματα θα παρέχουν επίσης προστασία από τους μικρομετεωρίτες και τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες που απαντώνται στο φεγγάρι.

Εξηγήστε πώς η σεληνιακή κατασκήνωσή σας θα παρέχει στους αστροναύτες:
Νερό
Τρόφιμα
Ηλεκτρική ενέργεια
Air

Ως βάση, ο ISS διαθέτει δεξαμενή νερού 2000 λίτρων για πλήρωμα έξι ατόμων. Ωστόσο, η βάση μας θα χρησιμοποιεί επίσης νερό για την καλλιέργεια φυτών, ζώων και μικροβίων και την ηλεκτρόλυση του νερού. Για να καλύψει αυτή τη ζήτηση, η βάση μας θα έχει μέγιστη χωρητικότητα αποθήκευσης νερού περίπου 30 000L - αυτό θα διευκολύνει επίσης την περαιτέρω επέκταση της βάσης. Οι αστροναύτες θα φέρνουν μαζί τους λίγο νερό, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του νερού θα προέρχεται από τα ρόβερ από τα κοντινά πτητικά κοιτάσματα στον κρατήρα Σάκλετον. Το νερό που θα εκπνέεται θα συλλαμβάνεται από τη μονάδα επεξεργασίας αέρα και θα επιστρέφει στην παροχή νερού. Τα ούρα θα φιλτράρονται και θα επανεισάγονται στις δεξαμενές. Όλα τα βιολογικά απόβλητα θα ανακυκλώνονται για χρήση ως λίπασμα φυτών και τροφή για ζώα ή μικρόβια, όταν είναι δυνατόν.

Η υδροπονική καλλιέργεια θα διαδραματίσει βασικό ρόλο στην παραγωγή τροφίμων στο σταθμό. Οι υδροπονικοί κήποι θα χρησιμοποιούν LED με επιλεγμένα μήκη κύματος φωτός (π.χ. κυρίως κόκκινο) για την ελαχιστοποίηση της σπατάλης ενέργειας. Κάθε άτομο που θα πηγαίνει στη Σελήνη θα έχει μια προκαθορισμένη, ατομική δίαιτα που θα καλύπτει τις συνολικές θερμιδικές του ανάγκες, καθώς και τα μακρο- και μικροστοιχεία. Σύμφωνα με αυτά τα δεδομένα, θα είναι δυνατόν να προγραμματιστούν εκ των προτέρων οι αναλογίες των καλλιεργούμενων φυτών. Επιπλέον, σχεδιάζουμε να προμηθευτούμε πρωτεΐνες με τη μορφή του λεγόμενου "καλλιεργημένου κρέατος". Αυτή η τεχνολογία γίνεται όλο και πιο προηγμένη, οπότε θα θέλαμε να τη χρησιμοποιήσουμε στη βάση μας. Αρχικά, το απόθεμα των βλαστικών κυττάρων θα φέρεται από τη Γη, αλλά με την πάροδο του χρόνου, όταν η αναπαραγωγή των ζώων στη βάση θα έχει κατακτηθεί, τα κύτταρα θα λαμβάνονται απευθείας από αυτά. Παρέχοντας στους αστροναύτες πρόσβαση σε υγιεινά γεύματα που μοιάζουν όσο το δυνατόν περισσότερο με αυτά που τρώγονται στη Γη, θα φροντίζουμε τόσο για τη σωματική όσο και για την ψυχική τους υγεία.

Επειδή η βάση μας βρίσκεται στο τμήμα του χείλους του Σάκλετον που είναι μια "κορυφή αιώνιου φωτός", θα δέχεται σχεδόν συνεχή ηλιακή ακτινοβολία. Ως αποτέλεσμα, θα είναι σε θέση να συντηρείται αποκλειστικά με ηλιακή ενέργεια τις περισσότερες φορές. Ωστόσο, η αποθήκευση ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας για λειτουργίες υψηλής κατανάλωσης, όπως η ηλεκτρόλυση νερού ή η επί τόπου διύλιση μετάλλων, επίσης υπάρχουν ακόμα νύχτες που μπορεί να διαρκέσουν έως και επτά γήινες ημέρες. Για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων η βάση θα διαθέτει διάφορες λύσεις αποθήκευσης ενέργειας. Αρχικά θα χρησιμοποιεί ελαφρές μπαταρίες ιόντων λιθίου και ηλιακούς συλλέκτες που θα μεταφέρονται από τη γη, ενώ αργότερα θα επεκταθεί με ηλιακούς συλλέκτες και μπαταρίες υγρού μετάλλου που θα κατασκευαστούν επιτόπου. Εάν η κατασκευή μπαταριών αποδειχθεί ανέφικτη, θα μπορούσε να εξοπλιστεί με μεγάλους σφόνδυλους από συμπιεσμένο ρεγκόλιθο, οι οποίοι θα αιωρούνται μέσω μαγνητικού συστήματος σταθεροποιημένης περιστροφής (η έλλειψη ατμόσφαιρας και η χαμηλή βαρύτητα καθιστούν τη λειτουργία τους πολύ πιο εύκολη από ό,τι στη Γη).

Το οξυγόνο θα προέρχεται από διάφορες διεργασίες. Θα είναι προϊόν της φωτοσύνθεσης στους υδροπονικούς κήπους και παράπλευρο προϊόν της διύλισης οξειδίων μετάλλων μέσω ηλεκτρόλυσης. Θα μπορούσε επίσης να ληφθεί από την ηλεκτρόλυση του νερού, αλλά χωρίς οξειδωτή το παραγόμενο υδρογόνο θα ήταν άχρηστο ως καύσιμο. Δεδομένου ότι ο άνθρακας είναι ένας περιορισμένος πόρος στη Σελήνη, θα προσπαθήσουμε να ανακυκλώσουμε όσο περισσότερο CO2 μπορούμε με τη φωτοσύνθεση. Τα αδρανή αέρια, όπως το άζωτο και το αργό, δεν υφίστανται αντιδράσεις, οπότε θα μπορούσαν να χρησιμοποιούνται επ' αόριστον με την προϋπόθεση ότι δεν θα υπάρχουν διαρροές. Οι υδρατμοί που παράγονται από την αναπνοή θα συλλαμβάνονται και θα επανεισάγονται στην παροχή νερού.
Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, τα κεριά οξυγόνου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν μια γρήγορη και αξιόπιστη πηγή αναπνεύσιμου αέρα.

Εξηγήστε ποιος θα είναι ο κύριος σκοπός της σεληνιακής κατασκήνωσής σας (για παράδειγμα: εμπορικοί, επιστημονικοί ή/και τουριστικοί σκοποί).

Οι πρώτες ομάδες αστροναυτών που θα σταλούν στη βάση μας θα προσπαθήσουν να εξοικειωθούν με το περιβάλλον στο φεγγάρι και να διεξάγουν τα πιο απαραίτητα επιστημονικά πειράματα. Σημαντικό ρόλο στην έρευνα θα παίξει η μελέτη της αντίδρασης των ανθρώπων και των ζώων στη μακροχρόνια παραμονή στο φεγγάρι, καθώς και η βελτίωση της γεωργικής τεχνολογίας, των τηλεπικοινωνιών και της παραγωγής ενέργειας, η οποία μπορεί αργότερα να χρησιμοποιηθεί στη Γη. Η βάση ελπίζεται επίσης ότι θα χρησιμεύσει ως διαπλανητικός κόμβος, ικανός να προμηθεύει με τρόφιμα και καύσιμα τα πλοία που θα επιχειρούν προς τον Άρη. Στο μέλλον, θα μπορούσε να αποτελέσει πηγή φθηνότερων υλικών για την κατασκευή μεγάλων διαστημικών εγκαταστάσεων και πλοίων λόγω της χαμηλότερης βαρύτητας. Η ευελιξία της βάσης μας δίνει επίσης την ευκαιρία να επεκτείνουμε τη βάση και να παρεκκλίνουμε από τους αρχικούς της στόχους, εστιάζοντας σε περισσότερες εμπορικές ευκαιρίες, στον τουρισμό ή στην ανάπτυξη μεγάλων αποικιών.

Περιγράψτε μια μέρα στη Σελήνη για το πλήρωμα αστροναυτών του Moon Camp.

Κατά το σχεδιασμό της διαστημικής μας βάσης, διαπιστώσαμε ότι το πιο αποτελεσματικό σύστημα εργασίας θα ήταν η εξατομίκευση του ημερήσιου προγράμματος κάθε αστροναύτη. Αυτό θα διευκολύνει την εκτέλεση εξειδικευμένων εργασιών και θα επιτρέψει σε τουλάχιστον 2 άτομα να παραμείνουν ξύπνιοι, ακόμη και στην περίπτωση ενός μικρού πληρώματος. Τα σχέδια για κάθε ημέρα θα αποστέλλονται αρχικά από το κέντρο ελέγχου στη Γη και καθώς η βάση θα αναπτύσσεται, τα μεμονωμένα μέλη του πληρώματος θα είναι υπεύθυνα για την εκπόνησή τους για την υπόλοιπη ομάδα.

Στην αρχή της ημέρας, αφού ετοιμαστούν για την εργασία τους, οι αστροναύτες πηγαίνουν να ελέγξουν τις τελευταίες πληροφορίες στην οθόνη, η οποία ταυτόχρονα τους ενημερώνει για τα τρέχοντα καθήκοντά τους, προσαρμοσμένα στην ειδικότητά τους. Καθήκον κάποιων θα είναι να διεξάγουν έρευνες, πειράματα και να εργάζονται στο εργαστήριο, άλλοι θα ασχολούνται με τη φροντίδα των ζώων και την καλλιέργεια των φυτών, ενώ άλλοι θα ελέγχουν τις εργασίες των μονάδων της βάσης, θα αποκαθιστούν τρέχουσες βλάβες και θα διατηρούν την τεχνική κατάσταση των ρόβερ.

Αφού εξετάσουν το πρόγραμμά τους, οι αστροναύτες θα κατευθυνθούν στην αίθουσα της κοινότητας για να φάνε ένα εξατομικευμένο - όπως όλα τα άλλα γεύματα, πρωινό.

Στη συνέχεια οι αστροναύτες αναλαμβάνουν τα καθήκοντα που τους έχουν ανατεθεί. Αφού ολοκληρώσουν τις πρώτες τους εργασίες, οι αστροναύτες πηγαίνουν σε ένα γυμναστήριο που συνδέεται με το ιατρείο και εκεί τους παρουσιάζεται το προσωπικό τους πρόγραμμα προπόνησης για την τρέχουσα ημέρα. Μετά την προπόνησή τους, οι αστροναύτες κατευθύνονται και πάλι στην κοινή αίθουσα, για το δεύτερο γεύμα τους. Θα είναι πολύ σημαντικό να προγραμματιστεί η ημέρα έτσι ώστε οι ώρες των γευμάτων των αστροναυτών να συμπίπτουν όσο το δυνατόν περισσότερο, βέβαια, κάποιοι θα έχουν μεσημεριανό γεύμα και άλλοι δείπνο. Ωστόσο, το ζητούμενο είναι να εξασφαλιστεί η ανθρώπινη επαφή και να δημιουργηθεί μια αίσθηση κοινότητας μεταξύ των αστροναυτών.

Μετά το μεσημεριανό γεύμα, εάν το επιτρέπει η τρέχουσα κατάσταση, οι αστροναύτες έχουν ελεύθερο χρόνο. Μπορούν να διασκεδάσουν με βιντεοπαιχνίδια, εικονική πραγματικότητα, βιβλία ή μουσική. Μπορούν επίσης να τηλεφωνήσουν στις οικογένειές τους ή να περάσουν λίγο χρόνο με άλλους αστροναύτες ή ζώα. Στη συνέχεια επιστρέφουν στα καθήκοντά τους για κάποιο χρονικό διάστημα μέχρι το βράδυ. Στο τέλος της ημέρας, πηγαίνουν για δείπνο και στα υπνοδωμάτιά τους. Έτσι μοιάζει μια μέση, ήσυχη μέρα στη σεληνιακή μας βάση.



← Όλα τα έργα