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: Η σκοτεινή πλευρά του τυριού

UTC Portsmouth  Πόρτσμουθ    Ηνωμένο Βασίλειο 16

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Η αποστολή μας στη Σεληνιακή βάση θα χωριστεί σε 4 αρχικά στάδια:

Στο Στάδιο 0 μια μικρή ομάδα θα αποσταλεί για να εγκαταστήσει έναν αυτοματοποιημένο εκτυπωτή 3D Laser Sintering πριν επιστρέψει στην πατρίδα, για να παράγει τα τούβλα που είναι απαραίτητα για την κατασκευή της βάσης και σε μια ξεχωριστή αποστολή να εγκαταστήσει τον μικρό πυρηνικό αντιδραστήρα με μερικούς ειδικούς.

Το Στάδιο 1 θα περιλαμβάνει 2 πυραύλους, ο ένας στέλνει οικοδομικούς πόρους (πλαίσια, σκηνές και αεροθυρίδες) και ο άλλος φέρνει το αρχικό πλήρωμα - χρησιμοποιώντας τα εύκολα κατασκευάσιμα πλαίσια και τα εκτυπωμένα τούβλα (που παράγονται συνεχώς μεταξύ των αποστολών) μπορούν να κατασκευάσουν τους 3 αρχικούς κεντρικούς θόλους. 

Το Στάδιο 2 θα περιλαμβάνει περισσότερα οικοδομικά υλικά για την παραγωγή 3 μεγαλύτερων εξωτερικών θόλων για την επέκταση της βάσης, καθώς και πόρους για τη συντήρηση του πληρώματος και για την έρευνα - περισσότεροι άνθρωποι θα έρθουν στον 3ο και τελευταίο πύραυλο του Σταδίου 2 για να ολοκληρωθεί το πλήρες πλήρωμα. 

Στο Στάδιο 3 θα σταλεί ένα αναπληρωματικό πλήρωμα για να αντικαταστήσει το αρχικό πλήρωμα που ανέβηκε στο Στάδιο 1, καθώς και οποιοσδήποτε εξοπλισμός ή υλικά ζητηθούν από το πλήρωμα - αυτό το ωφέλιμο φορτίο θα λειτουργήσει ως απάντηση σε τυχόν προβλήματα ή ανάγκες που μπορούν να εντοπιστούν μόνο από το πλήρωμα, ώστε να διασφαλιστεί ότι τυχόν απρόβλεπτα προβλήματα θα έχουν θέση στο σχέδιο για να επιλυθούν. 

Όλα τα ωφέλιμα φορτία θα παραδοθούν με πυραύλους Arian 5, καθώς έχουν ιδανική χωρητικότητα και τη λειτουργικότητα διπλού ωφέλιμου φορτίου όταν ο εξοπλισμός αποστέλλεται μαζί με τα μέλη του πληρώματος.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Η σεληνιακή μας βάση θα βρίσκεται κοντά στο Stöfler, που είναι ένας κρατήρας στα νότια υψίπεδα. Η νότια πλευρά έχει ηλιακό φως το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας, το οποίο μας παρέχει ενέργεια μέσω των ηλιακών συλλεκτών καθώς και φως για να εκτελούμε εργασίες καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας. Λόγω των κρατήρων που βρίσκονται σε συνεχές σκοτάδι, υπάρχει πρόσβαση στον πάγο της σελήνης, ο οποίος είναι ένας σημαντικός πόρος, ειδικά στα μεταγενέστερα στάδια λειτουργίας των βάσεων (για την παραγωγή καυσίμων πυραύλων). Καθώς ο απώτερος στόχος της βάσης μας είναι να γίνει μια βάση εκτόξευσης πυραύλων), το γεγονός ότι βρίσκεται στη νότια πλευρά επιτρέπει στους πυραύλους να εκτελούν ελιγμούς σφεντόνας γύρω από τη γη καθώς ξεκινούν για το ταξίδι τους στο ηλιακό σύστημα. Αυτό θα δώσει στα σκάφη μεγάλη ώθηση στην ταχύτητα χωρίς να χρησιμοποιούν πολλά καύσιμα, καθιστώντας τις εκτοξεύσεις ακόμη πιο αποτελεσματικές.

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

Το Moon Camp μας θα είναι αρθρωτό, ώστε να μπορούν εύκολα να προστεθούν νέες κατασκευές καθώς η βάση επεκτείνεται. Κάθε δομή αποτελείται από 3 στρώματα (δείτε στο μοντέλο μας με την ανάλυση τομών) και αεροθυρίδες για εξόδους και εισόδους. Το εσωτερικό στρώμα θα είναι από πολυεστέρα με επικάλυψη PVC (εμπνευσμένο από σκηνές ορειβασίας και αεροστεγή θερμοκήπια), καθώς μπορεί εύκολα να συνδεθεί με το στρώμα 2 και είναι εντελώς αεροστεγές - έτσι μπορεί να συμπιεστεί και να γίνει χώρος διαβίωσης για το πλήρωμα. Το 2ο στρώμα θα είναι ένας μεταλλικός σκελετός από τρίγωνα που σχηματίζουν έναν θόλο, καθώς τα τόξα είναι το ισχυρότερο σχήμα και τα τρίγωνα είναι ανθεκτικά και εύκολα στην κατασκευή. Το μεταλλικό πλαίσιο μπορεί να κατασκευαστεί με το χέρι από στύλους αλουμινίου διαμέτρου 50 mm από μέλη του πληρώματος με διαστημικές στολές. Το 3ο και τελευταίο στρώμα θα είναι ένας πέτρινος θόλος από τούβλα που θα παραχθούν με σεληνιακό χώμα θα είναι εύκολο να συναρμολογηθούν με αλληλοσυνδεόμενα σχήματα και θα στηρίζονται μόνα τους έξω από το μεταλλικό πλαίσιο - θα κατασκευαστούν από αυτοματοποιημένα ρομπότ εκτύπωσης Regolith του SLS που έχουν προγραμματιστεί να τα παράγουν ενώ θα παραμείνουν στο φεγγάρι μετά το Στάδιο 0 ώστε τα τούβλα να είναι έτοιμα για το Στάδιο 1. Μετά τα αρχικά 4 στάδια, θα υπάρχουν 6 θόλοι με διάμετρο 6 μέτρων και 3 με διάμετρο 12 μέτρων. Οι 6 μικροί θόλοι θα είναι για: Μια κουζίνα, τον έλεγχο της ενέργειας και του οξυγόνου, τους χώρους διαβίωσης, το γυμναστήριο, το κέντρο επικοινωνιών και το ιατρείο. Οι μεγαλύτεροι 3 θα χωρίζονται ο καθένας στη μέση από το πολυμερές (έτσι ώστε να είναι αεροστεγείς) με το μισό του καθενός να είναι για φύκια & υδροπονία και τα άλλα 3 μισά να είναι εργαστήριο, εργαστήριο και αποθηκευτικός χώρος.

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

Η νούμερο 1 προτεραιότητα όσον αφορά τον σχεδιασμό της σεληνοβάσης είναι η ασφάλεια του πληρώματος. Οι δομές της βάσης είναι κατασκευασμένες από θόλους, οι οποίοι είναι φυσικά οι ισχυρότεροι, ώστε να εξασφαλίζεται η μακροζωία, καθώς και η προστασία των μελών του πληρώματος από τυχόν βροχές αστεροειδών ή διαστημικά σκουπίδια. Το υλικό της εσωτερικής σκηνής είναι ένας ισχυρός και επικαλυμμένος πολυεστέρας για να διασφαλιστεί ότι δεν θα υπάρχουν σκισίματα ή διαρροές. Τα επίπεδα ακτινοβολίας στην επιφάνεια της Σελήνης είναι περίπου 200 φορές υψηλότερα από αυτά της Γης λόγω της έλλειψης ατμόσφαιρας που εμποδίζει την CMBR - αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το εξωτερικό τούβλο του θόλου είναι τόσο παχύ όσο είναι (500 χιλιοστά), καθώς θα απορροφήσει την περισσότερη ακτινοβολία και οποιαδήποτε άλλη θα σταματήσει από τη σκηνή (η οποία θα είναι ανακλαστική). Τέλος, είναι η απόλυτη έλλειψη αστοχιών από ένα σημείο - όλοι οι θόλοι έχουν πολλαπλές οδούς πρόσβασης, ηλιακή ενέργεια με πυρηνική υποστήριξη, σύστημα παραγωγής οξυγόνου και φύκια - καμία μεμονωμένη αστοχία δεν θα μπορούσε να σπάσει το σύστημα.

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

Το μεγαλύτερο μέρος του νερού θα προέρχεται από το σύστημα ανάκτησης νερού (WRS), το οποίο συλλέγει το νερό του περιβάλλοντος (συμπύκνωση και υγρασία) καθώς και τα ούρα. Το νερό δημιουργείται επίσης σε ένα σύστημα Sabatier- συνδυάζοντας το υδρογόνο που παράγεται από το OGS (βλ. 2.4 Δ) με διοξείδιο του άνθρακα για την παραγωγή νερού (θερμότητα και μεθάνιο). Αυτό το νερό μπορεί τώρα να χρησιμοποιηθεί για οποιονδήποτε αριθμό χρήσεων. Η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση της βάσης και το μεθάνιο που αποθηκεύεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Το άλλο νερό για τις λίμνες με τα φύκια, μια νέα παροχή νερού που θα αναμιχθεί στο σύστημα και αργότερα θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου και οξυγόνου για καύσιμα πυραύλων, θα προέρχεται από τα αποθέματα πάγου στο φεγγάρι.

Κατά τα αρχικά στάδια της αποστολής, οι αστροναύτες θα ζουν με μερίδες φαγητού που θα τους στέλνουν από τη Γη. Αυτές οι προμήθειες θα αναπληρωθούν με τις άλλες προσγειώσεις που είναι απαραίτητες για την αποστολή. Στο πρώτο στάδιο, ένας από τους τρεις "Αγροτικούς θόλους" θα δημιουργηθεί στο φεγγάρι. Αυτοί θα στεγάσουν υδροπονικές αποθήκες (μεταξύ άλλων) στις οποίες θα μπορούν να καλλιεργηθούν τα απαραίτητα τρόφιμα που απαιτούνται για την τροφοδοσία της σεληνιακής βάσης. Τα επόμενα στάδια θα φέρουν την υποδομή που απαιτείται για τους άλλους δύο θαλάμους. Ωστόσο, θα εξακολουθήσει να υπάρχει τακτική προμήθεια μερίδων από τη Γη για να λειτουργεί ως δικλείδα ασφαλείας και να συμπληρώνει τα μεταλλικά στοιχεία και το αλάτι του αστροναύτη. Η υδροπονία επιτρέπει στους αστροναύτες και τις επίγειες ομάδες να ελέγχουν σχεδόν εξ ολοκλήρου την ανάπτυξη των καλλιεργειών, χρονομετρώντας τις συγκομιδές και παρέχοντας θρεπτικά συστατικά για την καρποφόρα ανάπτυξη. Οι καλλιεργούμενες καλλιέργειες θα είναι γενετικά τροποποιημένες ώστε να αναπτύσσονται μεγαλύτερες και ταχύτερα από τις φυσικές καλλιέργειες, μεγιστοποιώντας την παραγωγή τροφίμων.

Οι περισσότερες διαστημικές επιχειρήσεις τροφοδοτούνται από ηλιακούς συλλέκτες, είναι εξαιρετικοί. Είναι επίσης πιο αποτελεσματικοί στο διάστημα από ό,τι στη γη, καθώς δεν υπάρχει ατμόσφαιρα που να μειώνει την ένταση του φωτός. Μόλις ολοκληρωθεί η σεληνιακή μας βάση θα χρησιμοποιεί τρεις συστοιχίες ηλιακών συλλεκτών μαζί με έναν μικρό πυρηνικό αντιδραστήρα, έναν αντιδραστήρα ταχέως νετρονίων (FNR), που χρησιμοποιεί ψυκτικό μέσο Na-K-C. Καθώς λειτουργεί αξιόπιστα (στο διάστημα) εξαλείφοντας τον κίνδυνο από SCRAM (ή τήξη). Παρέχει ένα άλλο επίπεδο προστασίας για την απώλεια ισχύος σε περίπτωση βλάβης, πάνω από τις τρεις ξεχωριστές συστοιχίες ηλιακών συλλεκτών. Καθώς και την παροχή της βασικής ζήτησης ενέργειας. Θα εγκατασταθεί σε έναν κοντινό κρατήρα, ο οποίος θα λειτουργήσει ως ασπίδα σε περίπτωση ατυχήματος, αλλά και θα κρατήσει τον αντιδραστήρα στη σκιά, βοηθώντας την ψύξη. Μέχρι τη στιγμή που ο αντιδραστήρας FNR θα πρέπει να αντικατασταθεί, οι αναδυόμενες τεχνολογίες, όπως ένα υβριδικό σύστημα πυρηνικής ενέργειας-μπαταρίας-αντιδραστήρα, έχουν τη δυνατότητα να είναι ακόμη πιο αποτελεσματικό.

Η πλειονότητα του αέρα ανακυκλώνεται, χρησιμοποιώντας ένα σύστημα παραγωγής οξυγόνου (OGS). Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί ηλεκτρόλυση για τη διάσπαση του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο. Το παραγόμενο υδρογόνο χρησιμοποιείται στο WRS (βλέπε 2.4 Α). Αυτό είναι το σύστημα που χρησιμοποιείται στον ISS και χρησιμοποιείται σε υποβρύχια για πάνω από 50 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι είναι δοκιμασμένο, δοκιμασμένο και όλες οι σημαντικές αδυναμίες του που εμφανίζονται μόνο στην πράξη έχουν εξαλειφθεί. Τα συστήματα δεν μπορούν ποτέ να είναι τέλεια και είναι βέβαιο ότι θα υπάρχουν απώλειες αέρα, ο ISS τις αντιμετωπίζει με παραδόσεις οξυγόνου από τη γη. Ωστόσο, θα αναπληρώνουμε το οξυγόνο με δεξαμενές φυκιών στη βάση. Και τα δύο αυτά συστήματα θα συνεργάζονται για να παρέχουν επαρκή παροχή αναπνεύσιμου αέρα για το πλήρωμα. Εάν υπάρξει παραβίαση της βάσης, οι περιοχές που παρουσιάζουν διαρροή μπορούν να απομονωθούν, καθώς όλες οι πόρτες είναι αεροστεγείς.

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

Ο σκοπός της αποστολής μας είναι να δημιουργήσουμε μια αυτοσυντηρούμενη βάση στο φεγγάρι ως προϋπόθεση για έναν σταθμό ανεφοδιασμού καυσίμων για διαστημικά ταξίδια. Στο μέλλον, θα επιδιώξουμε να φτάσουμε όλο και πιο μακριά στον γαλαξία μας για να ερευνήσουμε, να εξερευνήσουμε και ενδεχομένως να κατοικήσουμε νέα ουράνια σώματα στο σύμπαν. Κατά τη διάρκεια των διαστημικών ταξιδιών (π.χ. εκτοξεύσεις στη Σελήνη και τον Άρη) το μεγαλύτερο μέρος των καυσίμων χρησιμοποιείται για να διαφύγει από την ατμόσφαιρα της Γης και αυτό μειώνει σημαντικά την εμβέλεια του διαστημικού σκάφους. Η βάση μας θα χρησιμοποιείται για να σταματά και να ανεφοδιάζεται μετά τη διαφυγή από τη Γη, πριν εκτοξευθεί ξανά και ταξιδέψει προς το μέρος όπου πηγαίνει το σκάφος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο σχεδιασμός της βάσης μας είναι ιδιαίτερα αρθρωτός ώστε να μπορεί να επεκταθεί σε ένα μεγαλύτερο λιμάνι με εγκαταστάσεις ανεφοδιασμού μετά την αρχική αποστολή 4 σταδίων.

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

Στόχος μας είναι μια μέρα στο φεγγάρι για το πλήρωμά μας να αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό μια εργάσιμη μέρα στη Γη, ώστε να βοηθήσει το πλήρωμα να προσαρμοστεί πιο εύκολα και γρήγορα στο νέο περιβάλλον, καθώς και να μειώσει το αίσθημα της ανωμαλίας από τη γήινη ζωή τους. Οι ημέρες θα ξεκινούν με άσκηση στο γυμναστήριο - το οποίο θα περιέχει έναν διάδρομο με μια ζώνη bungee για να προσομοιώνει την ισχυρότερη βαρύτητα - και στη συνέχεια θα ακολουθεί πρωινό, προκειμένου να πάρουν οι άνθρωποι ενέργεια για την ημέρα, ενώ στη συνέχεια το πλήρωμα θα συναντιέται για μια πρωινή ενημέρωση από τον κυβερνήτη, καθώς και για τυχόν ανακοινώσεις από το πλήρωμα ή τον έλεγχο της αποστολής. Στη συνέχεια, θα ακολουθήσει η πρωινή εργασία ή οι πρωινές εργασίες κάθε μέλους του πληρώματος, οι οποίες θα εξαρτώνται από τον εκάστοτε ρόλο του: Ένας διοικητής που ειδικεύεται επίσης στη βοτανολογία, ένας γιατρός και 2 μηχανικοί - παραδείγματα εργασιών θα μπορούσαν να είναι η δημιουργία νέων δομών για τα επόμενα στάδια, η συντήρηση της βάσης ή του εξοπλισμού ή η παρακολούθηση της υδροπονίας (σε μεταγενέστερα στάδια). Στο στάδιο 2 το πλήρωμα θα συμπληρωθεί με την προσθήκη ενός άλλου (πιο εξειδικευμένου) βοτανολόγου (καθώς ο ηγετικός ρόλος του διοικητή είναι η κύρια προτεραιότητά του), ενός ερευνητή επιστήμονα και ενός άλλου μηχανικού, καθώς η κατασκευή και η συντήρηση του εξοπλισμού είναι τόσο σημαντική για την αποστολή. Μετά τις πρωινές εργασίες θα υπάρχει ένα μεσημεριανό γεύμα και λίγος ελεύθερος χρόνος ανάλογα με το πόσες /όσο επείγουσες είναι οι εργασίες κατά τη διάρκεια της συγκεκριμένης ημέρας. Στη συνέχεια θα ακολουθήσουν οι απογευματινές εργασίες που θα εξαρτώνται (όπως και το πρωί) από τους επιμέρους ρόλους των μελών του πληρώματος. Οι ερευνητικές εργασίες θα είναι σημαντικές, καθώς η βάση μας θα πρέπει να πραγματοποιήσει εκτεταμένες δοκιμές για να εκπληρώσει τον σκοπό της ως προϋπόθεση για τη στάση ενός διαστημικού σκάφους, αλλά και ομάδες σε όλο τον κόσμο που ενδιαφέρονται για τη σεληνιακή έρευνα, όπως πανεπιστήμια, θα μπορούσαν να υποβάλουν αιτήματα για δοκιμές και δείγματα παρόμοια με τον τρόπο που ο ISS υποστηρίζει την παγκόσμια έρευνα, καθώς και να παρέχει μια δευτερεύουσα πηγή χρηματοδότησης για το έργο της σεληνιακής βάσης. Σκοπεύουμε η ημέρα να παραμείνει σταθερή, ωστόσο είμαστε ανυποχώρητοι στο ότι οι αποφάσεις για τον προγραμματισμό θα πρέπει να λαμβάνονται κατά περίπτωση, καθώς η ανταπόκριση σε νέες και απρόβλεπτες εξελίξεις είναι τόσο σημαντική για την ευημερία εκτός πλανήτη, ώστε τα διαλείμματα και άλλες χρονοθυρίδες μπορούν να θυσιαστούν και να επιστραφούν σε μεταγενέστερη ημερομηνία, αν χρειαστεί. Μετά την ολοκλήρωση των καθηκόντων της ημέρας τα μέλη του πληρώματος θα έχουν δείπνο και ελεύθερο χρόνο για να χαλαρώσουν και να διασκεδάσουν πριν κοιμηθούν.



← Όλα τα έργα