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: Γυναίκα Space Jam
IES Cervantes Μαδρίτη Ισπανία 17, 16
Εξωτερικός θεατής για 3d έργο
Περιγραφή του έργου
Η επιτόπια αξιοποίηση των πόρων (ISRU) θα χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του κινδύνου και του κόστους κατασκευής και λειτουργίας της σεληνιακής βάσης. |
|||
Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;
Ο Ήλιος λάμπει περισσότερο στο κρυφό πρόσωπο της Σελήνης. Αν τοποθετήσουμε την κατασκήνωσή μας σε αυτή την περιοχή, θα έχουμε ηλεκτρική ενέργεια με ηλιακούς συλλέκτες λόγω της μεγάλης ποσότητας ηλιακού φωτός. Επιπλέον, θα θέλαμε να το τοποθετήσουμε στο νότιο πόλο. Εκεί υπάρχουν βαθιοί σκοτεινοί κρατήρες γεμάτοι πάγο και χημικά στοιχεία, από τα οποία θα μπορούσαμε να πάρουμε οξυγόνο, υδρογόνο, νερό, καύσιμα... Επιπλέον, θα μπορούσαμε να πάρουμε νερό από τον πάγο χωρίς να ξεμείνουμε από αυτό. Όσον αφορά εμάς, πιστεύουμε ότι η καλύτερη επιλογή είναι να τοποθετήσουμε τον καταυλισμό μας στο νότιο πόλο και στο κρυφό πρόσωπο της Σελήνης. Με αυτόν τον τρόπο, θα έχουμε περισσότερο φως, πάγο και θα μπορέσουμε να αποτρέψουμε την απόψυξη. Καθώς αυτός ο δορυφόρος δεν έχει ατμόσφαιρα, όσο πιο κοντά είμαστε στο νότιο πόλο, τόσο λιγότερες διακυμάνσεις θερμοκρασίας θα υποστούμε, καθώς θα έχουμε γύρω μας κομμάτια πάγου. Πώς σκοπεύετε να χτίσετε το Moon Camp σας; Περιγράψτε τις τεχνικές και τα υλικά που θα χρησιμοποιήσετε.
Η κατασκευή ενός σεληνιακού καταυλισμού απαιτεί τη χρήση υλικών που μπορούν να αποκτηθούν εκεί, γνωστή και ως ISRU. Ένας από αυτούς τους πόρους που μπορεί να βρεθεί σε αφθονία είναι ο ρεγόλιθος. Έχει πολλές χρήσεις, όπως η εξαγωγή οξυγόνου, αλλά επιτρέπει επίσης τον σχηματισμό τούβλων για τη σεληνιακή βάση. Αποτελείται από σκόνη, χώμα, κομμάτια βασαλτικού πετρώματος και άλλα υλικά που μπορούν να ληφθούν σε οποιαδήποτε πλανητική επιφάνεια. Πρόκειται για ένα σκληρό και συμπαγές υλικό. Το περιβάλλον στη Σελήνη είναι πολύ επικίνδυνο για τους αστροναύτες. Εξηγήστε πώς θα τους προστατεύσει η δική σας κατασκήνωση στη Σελήνη.
Το φεγγάρι βρίσκεται μέσα στην ηλιόσφαιρα που παράγεται από τον Ήλιο, η οποία το προστατεύει από το μεγαλύτερο μέρος της κοσμικής ακτινοβολίας. Ωστόσο, καθώς βρίσκεται εκτός της μαγνητόσφαιρας, του προστατευτικού μαγνητικού πεδίου της Γης που εκτρέπει τα περισσότερα ηλιακά σωματίδια, δέχεται ηλιακή ακτινοβολία υψηλής ενέργειας. Αυτή η ιονίζουσα ακτινοβολία παράγει διάφορες μορφές βιολογικής βλάβης σε βιομόρια, κύτταρα και ιστούς, οι οποίες μπορεί να είναι επιβλαβείς για την ψυχική υγεία των αστροναυτών οδηγώντας τους σε αλλαγές στη συμπεριφορά, κόπωση ή υψηλά επίπεδα στρες ή ακόμη και να τους προκαλέσουν καρκίνο. Για να αποφύγουμε αυτές τις αρνητικές επιπτώσεις στους αστροναύτες, θα εργαστούμε κυρίως με τους φυσικούς πόρους της Σελήνης. Θα χρησιμοποιούσαμε τον ρεγόλιθο για την κατασκευή των υποδομών, λόγω της αποδεδειγμένης προστατευτικής του δράσης έναντι της ακτινοβολίας. Εκτός από αυτό, θα τοποθετούσαμε τη μονάδα ύπνου, όλες τις αποθήκες και μια αποθήκη τροφίμων στις σεληνιακές υπόγειες σπηλιές που λειτουργούν ως φυσικοί μετριαστές της ακτινοβολίας. Εξηγήστε πώς η σεληνιακή κατασκήνωσή σας θα παρέχει στους αστροναύτες:
|
|||
Νερό
|
Τρόφιμα
|
Ηλεκτρική ενέργεια
|
Air
|
Η βάση θα βρίσκεται στο νότιο πόλο της Σελήνης, προκειμένου να εξάγεται νερό από τον πάγο. Θα συλλέγεται και θα φιλτράρεται στη βάση για τη μετέπειτα χρήση του. Επιπλέον, θα λαμβάνουμε περισσότερο νερό από κρατήρες κοντά στον οικισμό. Αυτοί οι κρατήρες περιέχουν πάγο και χημικά στοιχεία. Θα είμαστε σε θέση να πάρουμε άτομα υδρογόνου και οξυγόνου, για να σχηματίσουμε μόρια νερού. Ο πάγος θα συλλεχθεί και θα φιλτραριστεί στη βάση για μετέπειτα χρήση. Νερό θα λαμβάνεται επίσης από τον ρεγόλιθο, το μεθάνιο και από τα ανθρώπινα απόβλητα. |
Τα λαχανικά και τα φρούτα θα καλλιεργούνται σε θερμοκήπιο. Το έδαφος θα αποτελείται από ρεγκόλιθο, νερό και ανθρώπινα απόβλητα. Πρέπει να είναι πλούσιο σε άζωτο. Η πίεση στο εσωτερικό του θερμοκηπίου θα είναι παρόμοια με την πίεση της γήινης ατμόσφαιρας. Στο στρατόπεδο θα υπάρχει ένα κυκλικό κύκλωμα νερού που θα ανακατευθύνει την περίσσεια του νερού προς το θερμοκήπιο. Ο στόχος είναι να ποτίζονται τα φυτά στο εσωτερικό του θερμοκηπίου. Τα τρόφιμα θα αποθηκεύονται σε μια αποθήκη κοντά στην κουζίνα. Εκτός από τα τρόφιμα του θερμοκηπίου, οι αστροναύτες θα μεταφέρουν επεξεργασμένα πακέτα τροφίμων από τη Γη. |
Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ληφθεί από ηλιακούς συλλέκτες, καθώς στη Σελήνη λαμβάνεται περισσότερη ενέργεια λόγω της έλλειψης ατμόσφαιρας ή ιονόσφαιρας. Ωστόσο, η ακτινοβολία είναι 1000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στη Γη, οπότε μπορεί να προκαλέσει ζημιά στους ηλιακούς συλλέκτες ή να μειώσει την απόδοσή τους. |
Για τη λήψη οξυγόνου, η χρήση του σεληνιακού ρεγκόλιθου είναι μια από τις καλύτερες επιλογές, καθώς περιέχει 45% οξυγόνο στη σύνθεσή του. Είναι χημικά συνδεδεμένο με τα μέταλλα, οπότε είναι δύσκολο να εξαχθούν άτομα οξυγόνου από αυτό. Η διαδικασία απαιτεί έναν θάλαμο στον οποίο ο ρεγόλιθος βυθίζεται σε λιωμένες ενώσεις αλατιού στους 950ºC και από τον οποίο διέρχεται ένα ρεύμα αέρα. Εξαιτίας αυτού, ενεργοποιείται η διαδικασία εξαγωγής οξυγόνου. Η πρόσφατη έρευνα βελτιώνει τις απαιτήσεις θερμοκρασίας για την απόκτηση οξυγόνου. Προφανώς, αυτό πρέπει να συμπληρωθεί με μεθόδους ανακύκλωσης του οξυγόνου. Η πιο αποτελεσματική από τις διαθέσιμες σήμερα είναι γνωστή ως roxin. |
Εξηγήστε ποιος θα είναι ο κύριος σκοπός της σεληνιακής κατασκήνωσής σας (για παράδειγμα: εμπορικοί, επιστημονικοί ή/και τουριστικοί σκοποί).
Ο κύριος σκοπός είναι επιστημονικός και επικεντρώνεται στην εξερεύνηση της σεληνιακής επιφάνειας και των υλικών της. Θα επιτρέψει επίσης στους επιστήμονες να πειραματιστούν κάτω από διαφορετικές συνθήκες πίεσης, ακτινοβολίας, βαρύτητας και υγρασίας από αυτές που επικρατούν στη Γη. Υπάρχει και ένας άλλος επιστημονικός σκοπός, που συνίσταται στη δημιουργία ενός λεωφορείου για τον Άρη ή άλλες αποστολές. Καθώς δεν υπάρχει βαρύτητα στη Σελήνη, η εκτόξευση πυραύλων είναι ευκολότερο να επιτευχθεί. Εκτός αυτού, η Σελήνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως χώρος διέλευσης για τους αστροναύτες που θα ταξιδέψουν στον Άρη όταν φτάσει ο βέλτιστος χρόνος για το ταξίδι. Υπάρχει ένας τεχνολογικός-βιομηχανικός σκοπός, καθώς η Σελήνη είναι πλούσια σε υλικά και ορυκτά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον για διάφορες χρήσεις, όπως το τιτάνιο και άλλα σπάνια μέταλλα. Υπάρχουν αρκετές επιχειρήσεις που έχουν ήδη επικεντρωθεί στην εκμετάλλευση αυτών των πόρων. Εκτός αυτού, υπάρχουν ορισμένες εταιρείες που επικεντρώνονται στις δυνατότητες τουριστικών χρήσεων, αλλά αυτό είναι μια μακροπρόθεσμη ιδέα. |
|||
Περιγράψτε μια μέρα στη Σελήνη για το πλήρωμα αστροναυτών του Moon Camp.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι μια ημέρα φωτός στη Σελήνη είναι 14 γήινες ημέρες και ότι το ανθρώπινο σώμα δεν μπορεί να αντέξει τόσες ώρες χωρίς ύπνο, θα πάρουμε ως αναφορά μια γήινη ημέρα (24 ώρες) που θα ήταν παρόμοια με μια ημέρα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Θα χωρίσουμε την ημέρα σε τρία διαφορετικά μέρη: περίοδος εργασίας (περίπου 12 ώρες), περίοδος ανάπαυσης (4 ώρες) και περίοδος ύπνου (8 ώρες). Αρχικά, οι αστροναύτες θα έχουν στη διάθεσή τους μία ώρα (την πρώτη της περιόδου ανάπαυσης) μετά την αφύπνισή τους, προκειμένου να ζεστάνουν το σώμα τους κάνοντας σωματική άσκηση. Καθώς η βαρύτητα της Σελήνης είναι δέκα φορές χαμηλότερη από τη βαρύτητα της Γης, οι μύες και τα όργανα αλλοιώνονται και εξασθενούν λόγω της αλλαγής της αρτηριακής πίεσης. Εξαιτίας αυτού, η πλήρης σωματική προετοιμασία στην αρχή της ημέρας είναι ζωτικής σημασίας. Μετά την προπόνηση, όλα τα μέλη του πληρώματος θα συγκεντρωθούν στην κουζίνα, ώστε να πάρουν πρωινό. Στη συνέχεια, θα πραγματοποιήσουν μια συνάντηση στη μονάδα τηλεπικοινωνιών, προκειμένου να κατανείμουν τις καθημερινές εργασίες. Μεταξύ των εργασιών, θα υπάρχει ένα γεύμα και μια περίοδος ανάπαυσης του πρώτου μισού της ημέρας, όπου όλοι θα συγκεντρώνονται στην τραπεζαρία για περίπου μία ώρα. Μόλις τελειώσουν όλα τα καθήκοντα, περίπου στα μέσα της ημέρας, θα έχουν ελεύθερο χρόνο για περίπου 2 ώρες πριν από το δείπνο και τον ύπνο ξανά, ώστε οι αστροναύτες να έχουν την κατάλληλη ποσότητα ύπνου (8 ώρες). |