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: Cebullion

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Πολωνία 14 ετών ή νεότεροι, 16, 18

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Η βάση μας βρίσκεται στον πυθμένα του κρατήρα Σάκλετον, κοντά στον νότιο πόλο της σελήνης. Θα αποτελείται από έναν φουσκωτό θόλο σε σχήμα σφαίρας κατασκευασμένο από Kevlar 29, το μισό του οποίου θα είναι θαμμένο στη σεληνιακή επιφάνεια και το άλλο μισό καλυμμένο με ρεγκόλιθο. Το επόμενο τμήμα θα είναι μια αψίδα από σεληνιακά τούβλα, η οποία θα λειτουργεί ως γκαράζ και χώρος εκτός της βάσης και ταυτόχρονα θα προστατεύεται από την ακτινοβολία. Στόχος της βάσης μας είναι να μελετήσουμε το φεγγάρι για την καλύτερη κατανόηση του κόσμου γύρω μας, να ελέγξουμε τις επιπτώσεις της μακροχρόνιας παραμονής του ανθρώπου στο διάστημα και να μελετήσουμε τη δυνατότητα εξαγωγής He-3 από το σεληνιακό ρεγκόλιθο. Η βάση υποτίθεται ότι θα είναι όσο το δυνατόν ελαφρύτερη, γι' αυτό και οι θόλοι (σφαίρες) θα είναι φουσκωμένοι και το σχεδιαζόμενο γκαράζ θα είναι κατασκευασμένο μόνο από υλικά από το φεγγάρι. Η βάση θα φιλοξενεί 4 αστροναύτες και θα αποτελείται από πέντε ορόφους. Κάθε όροφος θα έχει διαφορετική λειτουργία. Το εσωτερικό της βάσης θα διαμορφωθεί με τέτοιο τρόπο ώστε οι αστροναύτες να έχουν τη μεγαλύτερη δυνατή ψυχολογική άνεση και ταυτόχρονα τη μικρότερη δυνατή μάζα που θα στέλνεται από τη Γη, π.χ. πλαστικό στυλιζαρισμένο σε ξύλο. Στο μέλλον, η βάση πρόκειται να είναι αυτάρκης, για να καταστεί αυτό δυνατό, η βάση μπορεί εύκολα να επεκταθεί (με τη χρήση ρόβερ που βρίσκονται ήδη στην επιφάνεια του φεγγαριού) με τμήματα με περισσότερη υδροπονία.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Σχεδιάζουμε να κατασκευάσουμε μια βάση στο νότιο πόλο της σελήνης στον κρατήρα πρόσκρουσης Σάκελτον. Δεδομένου ότι η τροχιά της Σελήνης έχει κλίση μόνο 5 μοίρες από την εκλειπτική, το εσωτερικό αυτού του κρατήρα βρίσκεται σε αιώνιο σκοτάδι, χάρη στο οποίο οι αστροναύτες θα προστατεύονται από τη σκιά των κρατήρων από την κοσμική ακτινοβολία και τις ριζικές μεταβολές της θερμοκρασίας. Επιπλέον, μπορείτε να βρείτε νερό με τη μορφή πάγου στον σκιασμένο κρατήρα. Ο μεγάλος επίπεδος χώρος στο εσωτερικό του κρατήρα είναι πολύ χρήσιμος για χώρους προσγείωσης, μελλοντικούς δρόμους και επέκταση της βάσης. Οι κορυφές κατά μήκος του χείλους του κρατήρα φωτίζονται σχεδόν συνεχώς από το ηλιακό φως, περνώντας περίπου 80-90% κάθε σεληνιακής τροχιάς εκτεθειμένες στον ήλιο, οπότε είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε ένα ηλιακό πάρκο για τη συνεχή τροφοδοσία της βάσης με ηλεκτρική ενέργεια.

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

Στο πρώτο στάδιο, δύο τύποι οχήματος θα μεταφερθούν στην επιφάνεια του φεγγαριού. Ένα για το σκάψιμο της επιφάνειας και ένα για την ισοπέδωση / εκτύπωση με ρεγκόλιθο. Οι εκσκαφείς θα αναλάβουν να σκάψουν ένα λάκκο για τη φουσκωτή βάση ή να προσαρμόσουν έναν από τους μικρότερους κρατήρες ώστε να χωρέσει κάτω από τις σφαιρικές κατασκευές. Ταυτόχρονα, θα ξεκινήσει η κατασκευή της αψίδας (γκαράζ). Η αψίδα θα κατασκευαστεί από τούβλα σεληνιακού ρεγκολίθου που θα καούν σε ειδικούς ηλιακούς εκτυπωτές. Τα τούβλα αυτά θα τοποθετηθούν στη φουσκωτή επιφάνεια με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίσουν μια υποστηρικτική αψίδα (λειτουργώντας όπως τα ρωμαϊκά υδραγωγεία). Όταν τοποθετηθούν όλα τα τούβλα, η φουσκωμένη επιφάνεια θα αφαιρεθεί, γεγονός που θα μας δώσει έναν μεγάλο χώρο κάτω από την αψίδα, τον οποίο θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ελεύθερα. Το έδαφος κάτω από την αψίδα θα χαμηλώσει επίσης για να αυξηθεί ο χώρος που θα έχουμε στη διάθεσή μας. Η ίδια η βάση θα κατασκευαστεί από Kevlar 29 και θα τοποθετηθεί σε ένα σκαμμένο ημικύκλιο, και στη συνέχεια θα φουσκώσει για να γεμίσει όλο το χώρο του λάκκου. Η σφαίρα θα τοποθετηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε, κατά την έξοδο από τη βάση (οικιστικό τμήμα), να εισέρχεστε αμέσως στην αψίδα. Το επόμενο στάδιο της κατασκευής περιλαμβάνει το θάψιμο της βάσης και της αψίδας με ένα στρώμα ρεγκόλιθου για την προστασία από την ακτινοβολία. Θα θα ταφούν με ένα ρόβερ με εκτυπωτή που θα τοποθετεί αργά την προστατευτική δομή στρώμα προς στρώμα. Οι κινούμενοι εκτυπωτές θα βοηθούνται από τους εκσκαφείς που απαιτούνται προηγουμένως για το σκάψιμο.

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

Η μεγαλύτερη απειλή στη σεληνιακή επιφάνεια είναι η κοσμική ακτινοβολία και οι μικρομετεωρίτες. Το πρώτο χαρακτηριστικό ασφαλείας είναι η θέση της ίδιας της βάσης, η οποία θα βρίσκεται σε έναν βαθύ κρατήρα. Το επόμενο στάδιο προστασίας είναι ένα παχύ στρώμα ρεγολίθου στο χώρο διαβίωσης και στο γκαράζ. Η βάση έχει σχεδιαστεί με λιγότερες πιθανότητες έκθεσης των αστροναυτών στην ακτινοβολία, έτσι ώστε όταν βγαίνουν από τον χώρο διαβίωσης, να προστατεύονται αμέσως από τη μεγάλη οροφή του γκαράζ. Το γκαράζ είναι ένας χώρος όπου οι αστροναύτες μας θα μπορούν να εκτελούν εργασίες που απαιτούν πολύ χώρο ή που πρέπει να εκτελούνται εκτός της βάσης, π.χ. συντήρηση των ρόβερ, αποσυσκευασία προμηθειών από τη Γη. Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, οι αστροναύτες μας θα κατέβουν στο χαμηλότερο επίπεδο της βάσης, όπου προστατεύονται καλύτερα από την ακτινοβολία. Οι ηλιακές εκλάμψεις πρέπει να παρακολουθούνται για τη μέγιστη δυνατή ασφάλεια των αστροναυτών.

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

Στο εσωτερικό του κρατήρα Σάκλετον το πλήρωμα θα μπορέσει να βρει νερό με τη μορφή πάγου. Για να πάρετε πόσιμο νερό θα πρέπει να λιώσει ο πάγος. Το νερό θα πρέπει να προετοιμαστεί σε μονάδα επεξεργασίας νερού, επειδή το νερό μπορεί να είναι μολυσμένο. Στα άλλα καθήκοντα του εργοστασίου επεξεργασίας νερού ανήκει η παρακολούθηση του νερού και η παροχή εκτιμώμενης ποσότητας νερού. Αυτό θα βοηθήσει στη διαχείριση των προμηθειών της βάσης. Το νερό θα ανακυκλώνεται από τα ούρα και την ατμόσφαιρα της βάσης, χάρη σε αυτό θα κλείσει ο κύκλος του νερού και σχεδόν όλο το νερό θα χρησιμοποιείται ξανά.

Στην αρχή της δημιουργίας της βάσης, τα τρόφιμα θα παρέχονται από υπηρεσίες από το έδαφος. Αν και με την πάροδο του χρόνου, η ποσότητα των τροφίμων που παράγονται στη βάση θα πρέπει να αυξηθεί, προκειμένου να επιτευχθεί αυτάρκεια. Η πηγή τροφής είναι η υδροπονία στο κατάστρωμα της βάσης. Το πλεονέκτημα αυτής της λύσης είναι η μεγάλη ποικιλία διαθέσιμων φυτών. Μπορούν να επιλεγούν ειδικά για την ειδική διατροφή των αστροναυτών, ώστε να τους παρέχουν τη θρεπτική αξία που χρειάζονται. Η βάση θα είναι επίσης εξοπλισμένη με φάρμες εντόμων όπου θα διατηρούνται έντομα για να διαφοροποιήσουν τη διατροφή του πληρώματος και να προσθέσουν μια εύκολα διατηρήσιμη πηγή πρωτεϊνών. Η σύνθεση της δίαιτας θα συμβουλεύεται διαιτολόγους στη Γη για να προσαρμόζεται η διατροφή στις ανάγκες του πληρώματος. Αυτό θα διατηρήσει τους αστροναύτες υγιείς.

Η ηλεκτρική ενέργεια θα λαμβάνεται κυρίως από ηλιακούς συλλέκτες. Τα πάνελ θα τοποθετηθούν στην κορυφή του κρατήρα, όπου είναι σχεδόν πάντα φωτισμένα (επειδή ο κρατήρας βρίσκεται στο νότιο πόλο) και θα συνδεθούν με τη βάση με ένα καλώδιο που θα καλυφθεί με ένα στρώμα ρεγολίθου σε όλο το μήκος του από τα ρόβερ (για προστασία από τους μικρομετεωροειδείς) . Συσκευές όπως τα ρόβερ θα τροφοδοτούνται από θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων (κυρίως ρόβερ που τοποθετήθηκαν πριν από την κατασκευή του ηλιακού πάρκου). Τη σεληνιακή νύχτα, θα παίρνουμε ενέργεια από μπαταρίες- υδρογόνο που συσσωρεύεται από το όχημα εξόρυξης και υδρογόνο που θα παράγεται με ηλεκτρόλυση του νερού όταν έχουμε πολύ ενέργεια (π.χ. από ηλιακούς συλλέκτες κατά τη διάρκεια της ημέρας).

Ο αέρας αποτελεί βασικό μέρος του συστήματος υποστήριξης της ζωής (LSS). Ο αέρας αποτελείται ως επί το πλείστον από οξυγόνο και άζωτο, η αναλογία των οποίων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο παρόμοια με τη γήινη ατμόσφαιρα. Για να διατηρούνται οι αναλογίες του μίγματος του αέρα, η βάση θα είναι εξοπλισμένη με αισθητήρες για τη μέτρηση και τη διόρθωση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας της βάσης. Αρχικά ο αέρας θα μεταφέρεται από τη γη. Στα επόμενα βήματα η βάση θα παράγει αέρα από την ηλεκτρόλυση νερού. Το σύστημα υποστήριξης της ζωής όχι μόνο θα παρέχει οξυγόνο και θα απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα της βάσης, αλλά και θα αποτρέπει τη συσσώρευση αερίων όπως η αμμωνία και η ακετόνη που εκπέμπουν οι άνθρωποι σε μικρές ποσότητες.

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

Στόχος της βάσης μας είναι να μελετήσουμε το φεγγάρι για να ελέγξουμε τις επιπτώσεις της μακροχρόνιας παραμονής του ανθρώπου στο διάστημα και να μελετήσουμε τη δυνατότητα εξαγωγής του σπάνιου ισοτόπου ηλίου (He-3) από την επιφάνεια. Το ήλιο-3 είναι ένα πιθανό καύσιμο του μέλλοντος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε προηγμένους αντιδραστήρες σύντηξης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Γη. Θα συλλέξουμε αυτό το ισότοπο με ένα σεληνιακό όχημα εξόρυξης. Το όχημα εξάγει και επεξεργάζεται σεληνιακό ρεγκόλιθο, κινούμενο αργά κατά μήκος του σεληνιακού εδάφους κατά μήκος μιας καθορισμένης διαδρομής. Ένα όχημα εξόρυξης μπορεί να κερδίσει περίπου 66 κιλά He-3 σε ένα έτος. Λειτουργεί μόνο τις σεληνιακές ημέρες, επειδή χρειάζεται πολλή ενέργεια που η βάση μας παίρνει από τον ήλιο. Το όχημα αποκτά πολλές χημικές ενώσεις από τον ρεγόλιθο, όπως H2O (για άμεση χρήση στη βάση) και H2 (ως αποθήκη ενέργειας τη σεληνιακή νύχτα).

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

Η ημέρα του αστροναύτη αρχίζει με την πρωινή τουαλέτα. Κατά τη διάρκεια αυτής της ώρας, μπορεί να χρησιμοποιήσει τις πλούσιες εγκαταστάσεις υγιεινής της βάσης μας. Έτσι, θα είναι σε θέση να ξεκινήσει την εργασία του καθαρός και ανανεωμένος. Τα καθημερινά του καθήκοντα περιλαμβάνουν την επιθεώρηση της βάσης για τυχόν ελαττώματα, π.χ. διαρροές, και μετά θα μπορέσει να ξεκινήσει την εργασία του στην επιστημονική έρευνα που του έχει ανατεθεί εκείνη τη στιγμή. Τα επόμενα καθήκοντά του θα είναι η συμπλήρωση της τεχνικής και επιστημονικής τεκμηρίωσης που λείπει, η οποία θα επιτρέψει την αποτελεσματική λειτουργία της βάσης και θα διευκολύνει τις μελλοντικές επισκευές και βελτιώσεις. Στα καθήκοντα του πληρώματος θα περιλαμβάνεται επίσης η φροντίδα των τροφίμων που καλλιεργούνται στη βάση. Φροντίζει για την κατάσταση των φυτών, τη φύτευση και την προετοιμασία τους για κατανάλωση. Από την άλλη πλευρά, στις φάρμες εντόμων πρέπει να αναπληρώνεται το θρεπτικό διάλυμα, γεγονός που θα επιτρέψει τη σωστή ισορροπία της διατροφής των αστροναυτών και τη λήψη φρέσκων τροφίμων από το πλήρωμα. Κατά τη διάρκεια των διαλειμμάτων, ο κοσμοναύτης θα μπορεί να ξεκουράζεται σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο στη βάση. Θα μπορεί επίσης να τρώει και να χρησιμοποιεί το γυμναστήριο στον επάνω όροφο της βάσης. Αυτό θα του επιτρέψει να διατηρήσει την κατάλληλη φόρμα και φυσική κατάσταση σε συνθήκες μειωμένης βαρύτητας. Κατά τη διάρκεια της παραμονής, θα είναι επίσης υποχρεωτική η παρακολούθηση της κατάστασης της υγείας, προκειμένου να εξουδετερωθούν τυχόν ανεπιθύμητες συνέπειες της παραμονής εκτός εδάφους. Το πρόγραμμα του πληρώματος θα είναι ακανόνιστο, επειδή τα καθήκοντα για το πλήρωμα δεν θα είναι παρόμοια από μέρα σε μέρα. Το πλήρωμα θα διεξάγει επιστημονικά πειράματα σε πολλούς τομείς, όπως η γεωλογική δομή του φεγγαριού, οι επιπτώσεις της χαμηλής βαρύτητας, η δυνατότητα εξαγωγής He-3 από την επιφάνεια, η μελέτη του ηλιακού ανέμου κ.λπ. Ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής θα είναι επίσης διαθέσιμος στους αποίκους. Αυτό θα σας επιτρέψει να εκτυπώσετε τα εργαλεία και τα αντικείμενα που χρειάζεστε σε πραγματικό χρόνο. Για τη λειτουργία, πολύ σημαντικοί θα είναι οι διαστημικοί περίπατοι του πληρώματος. Αυτό θα βοηθήσει στη συντήρηση της βάσης και των υποδομών εκτός της βάσης, όπως δεξαμενές, ρομπότ εξόρυξης και φωτοβολταϊκά πάνελ. Οι περισσότερες εργασίες του πληρώματος θα γίνονται κάτω από την οροφή για να προστατεύονται από την ακτινοβολία. Για τους πρώτους αστροναύτες, το κύριο καθήκον είναι να εγκατασταθούν, να ελέγξουν την τεχνολογία και να διεξάγουν έρευνα. Η έρευνα στο He-3 μπορεί να ενθαρρύνει τους επενδυτές, χάρη στους οποίους οι επόμενες αποστολές θα επεκτείνουν μόνο τον οικισμό μας για να γίνει το φεγγάρι το νέο μας σπίτι.



← Όλα τα έργα