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: Σεληνιακή βολή

UTC Portsmouth  Πόρτσμουθ    Ηνωμένο Βασίλειο 17, 16

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Η βάση μας στο φεγγάρι θα χρειαστεί μερικά χρόνια για να κατασκευαστεί και θα παρέχει προσωρινή στέγαση για τους αστροναύτες. Ο κύριος σκοπός της βάσης είναι να δοκιμαστεί πώς το περιβάλλον μιας υπόγειας βάσης θα επηρεάσει τους αστροναύτες τόσο σωματικά όσο και ψυχικά. Τα πειράματα που θα διεξάγονται θα είναι παρόμοια με τον ISS και θα έχουν παρόμοιο αριθμό τακτικά μεταβαλλόμενων πληρωμάτων. Ο μέγιστος αριθμός ατόμων θα πρέπει να είναι 8, ωστόσο μπορεί να μειωθεί μέχρι και σε 2 και η βάση θα εξακολουθεί να λειτουργεί. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η βάση θα είναι εν μέρει υπόγεια για την προστασία από την ακτινοβολία και τη θερμοκρασία που θα παρέχει. Η βάση είναι κατασκευασμένη ως μια κάθετη δομή σε σχήμα σχεδόν σιλό που θα κατεβαίνει σε μια τρύπα που θα σκάβεται πριν από την κατασκευή της. Ο λόγος για τον οποίο η εγκατάσταση θα διαρκέσει αρκετά χρόνια είναι η διαδικασία διάτρησης και γεώτρησης που απαιτείται για την προετοιμασία της βάσης. Καθώς η τρύπα σκάβεται βαθύτερα, θα παραδίδονται μεμονωμένα κομμάτια της βάσης και στη συνέχεια θα κλειδώνονται στη θέση τους στην κορυφή του μηχανήματος διάτρησης, αυτό θα γίνει συνολικά 7 φορές, αφήνοντας 8 πασσαλοποιημένα στοιχεία αγκυρωμένα στο έδαφος. Αυτό θα αποτελείται από την αποθήκη τροφίμων στο κάτω μέρος, στη συνέχεια, ένα δωμάτιο κοιτώνα για να κοιμούνται οι αστροναύτες, ακολουθούμενο από το δωμάτιο φαρμάκων, μετά ένα δωμάτιο καλλιέργειας, μετά τις δεξαμενές επικοινωνιών, ενέργειας, αποθήκευσης νερού και μετά το δωμάτιο του αεροφράκτη και την έξοδο από τη βάση. 

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Η βάση θα βρίσκεται γύρω από το νότιο πόλο της σελήνης, πιθανώς γύρω από τον κρατήρα Σάκλετον. Αυτό οφείλεται στην πιθανότητα ύπαρξης ενός σημείου όπου υπάρχει σχεδόν σταθερό φως σε ένα συγκεκριμένο σημείο, όπως αναλύθηκε από τον Ben Bussey και αναφέρθηκε στο Διεθνές Συνέδριο της Διεθνούς Ομάδας Εργασίας για τη Σεληνιακή Εξερεύνηση για την Εξερεύνηση και την Αξιοποίηση της Σελήνης στο Σορέντο της Ιταλίας το 2006. Αυτό θα μπορούσε να παρέχει σχεδόν σταθερή ηλιακή ενέργεια για το μεγαλύτερο μέρος του έτους και στη συνέχεια για άλλα μέρη της βάσης θα μπορούσε να παραμείνει αδρανής, όπως οι αρκτικές βάσεις. Η θέση αυτή θα επέτρεπε επίσης την εξερεύνηση των αρρένων σε συνεχές σκοτάδι, οι οποίες έχουν τη δυνατότητα ύπαρξης νερού που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε περαιτέρω επεκτάσεις, εάν υπάρχουν.

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

Η βάση θα χρησιμοποιεί προκατασκευασμένα μεταλλικά ενδιαιτήματα που θα έχουν αεροστεγείς σφραγίδες μεταξύ των διαμερισμάτων. Αυτό θα επιτρέπει σε κάθε διαμέρισμα να στέλνεται σε δική του αποστολή καθώς η βάση κατασκευάζεται. Η κατασκευή θα γίνεται καθώς το γεωτρύπανο θα σκάβει σιγά-σιγά όλο και πιο βαθιά στο υπέδαφος. Λόγω του περιβάλλοντος χώματος θα υπάρχει αρκετή προστασία από την ακτινοβολία υποβάθρου και η αποθήκευση νερού που βρίσκεται στην κορυφή της βάσης θα παρέχει επίσης περισσότερη προστασία, αφήνοντας τον αεροφράκτη να είναι το μόνο μέρος της βάσης χωρίς έμμεση προστασία από την ακτινοβολία. Το κυλινδρικό σχήμα θα βοηθήσει την κατασκευή της βάσης επειδή μπορεί να ταιριάζει με το μέγεθος της οπής. Επιπλέον επειδή είναι κυλινδρικό, θα του προσδώσει πολύ μεγαλύτερη δομική ακεραιότητα όταν αντιστέκεται στην πίεση του εδάφους. Εσωτερικά δεν θα υπάρχει μεγάλη διαφορά για να μειωθεί η πολυπλοκότητα, ωστόσο όλοι οι τοίχοι θα περιλαμβάνουν μόνωση για να αποτραπεί η πρόκληση διακυμάνσεων από τις εξωτερικές θερμοκρασίες του φεγγαριού στη βάση. 

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

Η σεληνιακή βάση θα πρέπει να προστατεύεται από τρία βασικά πράγματα: την ακτινοβολία, την ατμόσφαιρα και τις θερμοκρασίες. Για την προστασία από την ακτινοβολία θα χρησιμοποιηθεί υπόγεια δόμηση. Αν και η μόνωση από μόλυβδο θα εξακολουθεί να υπάρχει για να διασφαλιστεί η προστασία των αστροναυτών. Οι αστροναύτες θα λαμβάνουν τακτικές εξετάσεις αίματος και λόγω των ανεφοδιασμών και της σύντομης διάρκειας της αποστολής περίπου 6 μηνών, παρόμοια με τον ISS, οι αστροναύτες θα πρέπει να αντιμετωπίζονται γρήγορα. Ο επόμενος τομέας προστασίας είναι η προστασία από την ατμόσφαιρα, η οποία μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση στεγανά κλειδωμένων εξαρτημάτων με την προσθήκη παρεμβυσμάτων για να εξασφαλιστεί ότι υπάρχει ένα πλήρως σφραγισμένο εσωτερικό. Στη συνέχεια, η χρήση συστημάτων υποστήριξης της ζωής μπορεί να παρακολουθεί στενά την ατμόσφαιρα εντός της βάσης. Αφήνοντας τον τελικό κίνδυνο της θερμοκρασίας να είναι το μόνο πράγμα που στέκεται εμπόδιο. Η χρήση παχιάς μόνωσης και αντλιών θερμότητας που ρυθμίζουν τη θερμοκρασία θα μπορούσε να παρέχει πρόσθετη σταθερότητα στο περιβάλλον.

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

Το νερό θα παρέχεται σε έναν πύραυλο κάθε 2 μήνες ή περίπου 56 ημέρες και θα αντλείται στη δεξαμενή νερού από το ωφέλιμο φορτίο, το οποίο θα αποτελείται από 224 λίτρα ανά άτομο, οπότε η μέγιστη χωρητικότητα των 2000 λίτρων θα επιτρέψει την αναμενόμενη μέγιστη χρήση των 1792 λίτρων και θα έχει ακόμα αρκετό νερό για άλλες χρήσεις, όπως η δημιουργία ενός συστήματος υδατοκαλλιέργειας. Επιπλέον, καθώς η βάση βρίσκεται κοντά στο Σάκελτον, υπάρχει η πιθανότητα να βρεθεί παγωμένο νερό στα σκοτεινά μέρη του φεγγαριού. Αυτό θα επιτρέψει την περαιτέρω επέκταση της βάσης για την παροχή μιας σεληνιακής πηγής νερού, ωστόσο θα απαιτηθούν περαιτέρω δοκιμές και αρχικά θα ήταν επωφελής η προμήθεια από τη γη, ώστε να διασφαλιστεί ότι η βάση θα λειτουργεί πριν από τη δημιουργία των πιο πολύπλοκων συστημάτων. Το νερό θα ανακυκλώνεται επίσης για να διασφαλίζεται ότι θα χρησιμοποιείται πάντα μόνο η απαιτούμενη ποσότητα νερού.

Τα τρόφιμα θα παρέχονται από αποξηραμένα σιτηρέσια και τρόφιμα τύπου MRE (γεύματα έτοιμα προς κατανάλωση). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτό το είδος τροφίμων δεν απαιτεί επιπλέον νερό και μπορεί να αποθηκευτεί για παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Σύμφωνα με το βάρος και τις διαστάσεις των στρατιωτικών MREs θα απαιτηθούν 1344 γεύματα για την περίοδο των 2 μηνών μεταξύ των δρομολογίων εφοδιασμού. Το καθαρό βάρος θα είναι περίπου 1000 κιλά. Αυτό σημαίνει ότι τα τρόφιμα και το νερό θα μπορούσαν να σταλούν με τον ίδιο πύραυλο εφοδιασμού. Η χρήση μερίδων θα πρέπει να παρέχει όλες τις απαιτούμενες θερμίδες και θρεπτικά συστατικά. Στη βάση θα υπάρχει επίσης ένα δωμάτιο καλλιέργειας για να δοκιμαστεί ο τρόπος ανάπτυξης των φυτών στο διάστημα, τα οποία θα μπορούσαν τελικά να χρησιμοποιηθούν για την παροχή φρέσκων τροφίμων στους αστροναύτες. Η τροφή που θα καλλιεργείται θα βρίσκεται σε παρτέρια καλλιέργειας με φωτιστικά και με νερό που θα χρησιμοποιείται για το πότισμα των φυτών. Η τροφή που θα καλλιεργείται θα χρησιμοποιηθεί και πάλι για να δοκιμαστεί ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να καλλιεργηθεί τροφή εκτός κόσμου.

Η ισχύς θα παρέχεται από ηλιακούς συλλέκτες και λόγω της θέσης της βάσης είναι πιθανό να υπάρχει ήλιος σχεδόν συνεχώς, οπότε χρειάζεται μόνο αρκετή ισχύς μπαταρίας για να διασφαλιστεί ότι η υποστήριξη της ζωής θα παραμείνει σε λειτουργία σε περίπτωση οποιασδήποτε αποτυχίας. Θα χρειαστούν περαιτέρω πληροφορίες για την επιλογή της καλύτερης θέσης για τους ηλιακούς συλλέκτες. Θα πρέπει να γίνουν πρόσθετοι ακριβέστεροι υπολογισμοί για την κατανάλωση ενέργειας της βάσης, ωστόσο το iss που αποτελεί την έμπνευση για τη βάση καταναλώνει περίπου 80KW και μπορεί να τραβήξει έως και 95KW.

Το μεγαλύτερο μέρος του αέρα θα αποτελείται από άζωτο και το υπόλοιπο από οξυγόνο. Ο αέρας θα έχει ένα προβλεπόμενο μείγμα 80% αζώτου και 20% οξυγόνου, ωστόσο θα υπάρχει μια αξιοσημείωτη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται από τους ανθρώπους. Αυτό σημαίνει ότι θα χρησιμοποιείται φιλτράρισμα για την απομάκρυνση του άνθρακα από τον αέρα και την προσθήκη οξυγόνου ανάλογα με τις ανάγκες. Το μείγμα αέρα θα πρέπει να ρυθμιστεί πριν από την άφιξη των αστροναυτών και στη συνέχεια θα παρέχεται κάθε μήνα παροχή οξυγόνου έως και 448Kg. Αυτό θα παρέχει τη μέση πρόσληψη 1Kg ανά ημέρα ανά άτομο, όπως δηλώνεται από τη NASA. Εάν αποθηκευτεί στους 50 βαθμούς, αυτό μπορεί να καταλάβει μόνο 7m3 στον αποθηκευτικό χώρο.

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

Σκοπός της σεληνιακής βάσης θα είναι να δοκιμαστεί η ιδέα μιας υπόγειας σεληνιακής βάσης. Οι ιατρικές εξετάσεις και ο σύντομος χρόνος παραμονής στη θέση αυτή αποσκοπούν στην παροχή όσο το δυνατόν περισσότερων δεδομένων και ακριβών πληροφοριών. Οι αστροναύτες θα πρέπει να υποβάλλονται σε ιατρικές εξετάσεις κάθε μέρα και στη συνέχεια να επεξεργάζονται τα αποτελέσματα ώστε να δίνουν ακριβείς πληροφορίες για το άτομο από μέρα σε μέρα. Πρόσθετες διεργασίες όπως η υδατοκαλλιέργεια και η καλλιέργεια κρεβατιών και ενδεχομένως η εξόρυξη νερού θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και να δοκιμαστούν σε αυτό το περιβάλλον και να αποδώσουν πραγματικά αποτελέσματα χωρίς τον κίνδυνο μιας αυθόρμητης βλάβης σε ένα από αυτά τα συστήματα που θα προκαλούσε την αποτυχία της βάσης.

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

Η μέση ημέρα διαρκεί 16 ώρες και αποτελείται από μία κύρια δραστηριότητα, είτε τη διενέργεια ιατρικών εξετάσεων, είτε τη φροντίδα των καλλιεργειών, είτε το χειρισμό του εξοπλισμού επικοινωνίας, είτε τη γενική συντήρηση. Δύο μέλη του πληρώματος θα αντιστοιχούν σε κάθε εργασία, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να οριστούν βάρδιες έτσι ώστε να υπάρχει πάντα τουλάχιστον ένα άτομο σε υπηρεσία ανά πάσα στιγμή. Οι δύο αστροναύτες που εκτελούν ιατρικές εξετάσεις θα διεξάγουν εξετάσεις σε κάθε άλλο αστροναύτη κατά τη διάρκεια της ημέρας βρίσκοντας τη μυϊκή μάζα, τον καρδιακό ρυθμό, τα επίπεδα οξυγόνου, την αρτηριακή πίεση και τις εξετάσεις αίματος. Η ημερομηνία αυτή θα συλλέγεται και θα υποβάλλεται στο κέντρο επικοινωνιών για να μεταδίδεται πίσω στον έλεγχο της αποστολής. Τα μέλη του πληρώματος που εργάζονται με τις καλλιέργειες θα πρέπει να διασφαλίζουν ότι όλα τα περιβάλλοντα καλλιέργειας είναι σωστά, να φροντίζουν τον εξοπλισμό και τα υδραυλικά και να παρακολουθούν την ανάπτυξη όλων των φυτών με κάθε σχετική πληροφορία να υποβάλλεται στο κέντρο επικοινωνιών για να αποστέλλεται πίσω στον έλεγχο αποστολής. Οι χειριστές επικοινωνιών θα είναι υπεύθυνοι για τη μετάδοση των πληροφοριών από τη βάση στον έλεγχο της αποστολής και θα διασφαλίζουν ότι όλες οι επικοινωνίες είναι λειτουργικές. Τέλος, το πλήρωμα γενικής συντήρησης θα είναι υπεύθυνο για τη συντήρηση του εξοπλισμού επί του σκάφους και την παρακολούθηση της χρήσης τροφής, νερού, ενέργειας και αέρα.



← Όλα τα έργα