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: AMAR

Nad Aleji  Πράγα    Τσεχική Δημοκρατία 15, 14 ή νεότεροι Πρώτη θέση - Κράτη μέλη του ESA

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Στόχος μας είναι να σχεδιάσουμε μια αυτάρκη βάση που θα μπορεί να εφαρμοστεί τα επόμενα 10 χρόνια. Το σχέδιό μας βασίζεται σε πραγματικές μετρήσεις και πειράματα, καθώς και σε ήδη δοκιμασμένες υφιστάμενες τεχνικές.

  • Στο η πρώτη φάση, τα τρόφιμα θα πρέπει να μεταφέρονται από τη Γη και η βάση δεν θα είναι ακόμη αυτάρκης. Πάνω απ' όλα, θα πρέπει να κατασκευαστεί η υποδομή στη Σελήνη (ενίσχυση κρίσιμων περιοχών, αναζήτηση τοπικών πόρων ...).
  • Στο η δεύτερη φάση, θα παράγει τα δικά του τρόφιμα και νερό και θα μπορεί να προμηθεύει αυτές τις πρώτες ύλες σε άλλους σταθμούς (Gateway) και η έρευνα θα ξεκινήσει πλήρως.

Η βάση μπορεί να φιλοξενήσει μόνιμα τετραμελές πλήρωμα, το οποίο θα αλλάξει μετά από μισό χρόνο.

Το τρισδιάστατο μοντέλο μας περιλαμβάνει τις δύο πρώτες ενότητες της βάσης: το αυτόνομο μονάδα κατοικίας και εργαστηρίου (HLM) και τη μονάδα φορτίου (CM). Η HLM δεν είναι ακόμη πολύ άνετη για το πλήρωμα, επειδή πρέπει μόνο να δοκιμάσει τεχνολογίες (καλλιέργεια φυτών, παραγωγή καυσίμων με τη χρήση ISRU, εκπαίδευση του πληρώματος...), οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν για τη μελλοντική κατασκευή μιας μονάδας θερμοκηπίου (GM) και μιας μεγάλης μονάδας κατοίκησης (LHM), η οποία συνδέεται με τη βάση. Ένα όχημα υπό πίεση (PR) συνδέεται με το CM. Αφού συνδεθεί η ΓΜ και θα είμαστε σε θέση να παράγουμε τα καύσιμα στη Σελήνη, θα είναι δυνατή η τροφοδοσία του σταθμού Gateway με τρόφιμα και νερό.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Σκοπεύουμε να χτίσουμε τη βάση μας στο νότιο πόλο του φεγγαριού, συγκεκριμένα στην άκρη του κρατήρα Σάκλετον. Το μέρος αυτό είναι πλεονεκτικό λόγω του σχεδόν μόνιμου φωτισμού και των κοντινών κοιτασμάτων νερού. Το πρόγραμμα Άρτεμις κατευθύνεται επίσης προς τον νότιο πόλο της Σελήνης και ο Σταθμός Gateway περιστρέφεται σε τροχιά για να προσγειωθεί εδώ, οπότε η τοποθεσία θα ερευνηθεί επίσης καλά και μπορεί να γίνουν προετοιμασίες για την άφιξη της βάσης μας. Στη μέση του κρατήρα επικρατεί απόλυτο σκοτάδι και χαμηλή θερμοκρασία, γεγονός που θα επιτρέψει μοναδικές ανενόχλητες αστρονομικές παρατηρήσεις.

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

Για την κατασκευή της βάσης μας, σκοπεύουμε να χρησιμοποιήσουμε τοπικούς πόρους, τους οποίους θα επεξεργαστούμε χρησιμοποιώντας ευέλικτες μεθόδους κατασκευής, όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση.
Το CM φτάνει πρώτο. Θα μεταφερθεί με το Ariane 6. Αφού συνδεθεί με ελιγμούς στοιχείων μεταφοράς (TE), θα φτάσει στο NRHO, όπου θα συνδεθεί με την πύλη. Θα έχει ήδη δύο επαναχρησιμοποιήσιμα στοιχεία προσγείωσης (RLEs) που θα περιμένουν να συνδέσουν το CanadArm 3 με το ΝΜ σε κάθε πλευρά. Το σύνολο αυτό θα προσγειωθεί στη συνέχεια στο φεγγάρι. Το LRE προετοιμάζεται για επαναχρησιμοποίηση, τα ανεφοδιάζει και επιστρέφει στην Πύλη.

Στην επόμενη φάση, θα φτάσει το πλήρωμα. Το CM θα λειτουργήσει ως ένα προσωρινό εργαστήριο στο οποίο θα επαληθευτεί η καταλληλότητα των σημερινών τεχνολογιών που θα χρησιμοποιηθούν στο HLM.

Εάν οι δοκιμές εξελιχθούν καλά, τίποτα δεν θα εμποδίσει την έναρξη της HLM με τον Ariane 6. Θα είναι παρόμοιο με το CM.
Στη συνέχεια, το HLM αποσυντίθεται. Το μεσαίο πτυσσόμενο τμήμα (IP) διογκώνεται. Τα υπόλοιπα ράφια μετακινούνται από το CM, το οποίο μπορεί να γεμίσει με πρόσθετο φορτίο. Η οροφή και το δάπεδο στο EP διπλώνονται επίσης εν μέρει. Μόλις το HLM αποσυντεθεί, ο τρισδιάστατος εκτυπωτής παρέχει προστασία από την ακτινοβολία και τους μικρομετεωρίτες. Αυτό το σύστημα θα εξασφαλίσει ότι όταν φτάσουν οι αστροναύτες, η βάση θα είναι σε μεγάλο βαθμό έτοιμη για την άφιξη των αστροναυτών.

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

Για την προστασία από τους μικρομετεωρίτες, σκοπεύουμε να χρησιμοποιήσουμε κυρίως ISRU με τη μέθοδο της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Αυτή η μέθοδος θα εκτυπώσει μια ασπίδα Whipple. Δοκιμάσαμε διάφορες μεθόδους (ρεγόλιθος + συνδετικό υλικό από τη Γη, ρεγόλιθος + θείο, ρεγόλιθος + θείο + σίδηρος). Η καλύτερη μέθοδος με την οποία πειραματιστήκαμε ήταν η σεληνιακή Κρήτη με θείο, αλλά το θείο λιώνει σε χαμηλές θερμοκρασίες και υπολείπεται. Η τρισδιάστατη εκτύπωση στο φεγγάρι χρειάζεται περισσότερη έρευνα.
Μια ασπίδα από ρεγολίθ θα προστάτευε επίσης από την κοσμική ακτινοβολία. Θα υπήρχαν 10.000 kg ασπίδας ανά 1 m². Το ύψος θα ήταν 1,5 m - 3 m ανάλογα με την πυκνότητα εκτύπωσης.
Το σύστημα των θερμαντικών σωμάτων/ηλιακών συλλεκτών παρέχει προστασία, ιδίως των θαμμένων τμημάτων της βάσης, από τις ακραίες μηνιαίες θερμοκρασίες.

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

Θα λαμβάνουμε νερό από τον σεληνιακό πάγο, στη συνέχεια θα το καθαρίζουμε και θα το ανακυκλώνουμε, ελαχιστοποιώντας έτσι το φορτίο που φέρνουμε από τη Γη.
Το νερό θα εξορύσσεται με κάρα στον πυθμένα του κρατήρα Shacketlon. Τα τροφοδοτούμε με ενέργεια χρησιμοποιώντας καθρέφτες που βρίσκονται στην άκρη του κρατήρα. Θα μεταφερθούν εδώ με ένα εμπορικό σεληνιακό σκάφος.
Το στιβαρό σύστημα ανακύκλωσης νερού θα καταλαμβάνει τρία ράφια, επιτρέποντας "πολυτέλεια" όπως ένα ντους. Θα επιτρέψει επίσης τη διεξαγωγή μεγάλων πειραμάτων με φυτά πριν από την προσθήκη ΓΤ.

Τα τρόφιμα θα μεταφερθούν με το Dragon XL από τη Γη στην πρώτη φάση. Συνδέεται με την Πύλη και το φορτίο μεταφέρεται στο CM. Στη δεύτερη φάση, θα καλλιεργήσουμε τρόφιμα στη ΓΜ. Το υπόστρωμα είναι πιθανό να αποτελείται από καθαρισμένο ρεγκόλιθο και κομπόστ και απόβλητα αστροναυτών. Ακόμη ερευνούμε την επίδραση της κομποστοποίησης στην ατμόσφαιρα.

Θα χρησιμοποιήσουμε ηλιακούς συλλέκτες για την παραγωγή ενέργειας. Κατά τη διάρκεια του φωτισμού των ηλιακών συλλεκτών, θα παραχθεί καύσιμο (υδρογόνο και οξυγόνο) από το νερό με ηλεκτρόλυση. Μόλις τα πάνελ σκιαστούν, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια στις κυψέλες υδρογόνου. Εξετάζουμε επίσης τη χρήση θερμοηλεκτρικών γεννητριών, οι οποίες θα εκμεταλλεύονται τις ακραίες διαφορές θερμοκρασίας στη Σελήνη.

Στην πρώτη φάση, θα λάβουμε οξυγόνο με εξαγωγή από τον ρεγολίθ. Τα μέταλλα σχηματίζονται ως απόβλητο προϊόν. Θα συλλάβουμε διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και θα το αποθηκεύσουμε σε μια μεγάλη δεξαμενή (το πλήρωμα θα παράγει επίσης περισσότερο νερό από ό,τι καταναλώνει, οπότε θα έχουμε επίσης μια δεξαμενή νερού).
Στη δεύτερη φάση, λαμβάνουμε διοξείδιο του άνθρακα και νερό σε ΓΤ, και τα φυτά μετατρέπουν αυτές τις δύο ουσίες πάλι σε τροφή.

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

Η βάση μας έχει δύο κύριες αποστολές: να διεξάγει πειράματα και να προετοιμάσει τη Σελήνη για περαιτέρω εγκατάσταση. Αλλά κάθε έργο χρειάζεται οικονομικούς πόρους, οπότε θα παρέχουμε χώρο για τη διεξαγωγή εμπορικών πειραμάτων, ενώ μπορούμε επίσης να πουλήσουμε ρεγολίθι. Ελπίζουμε ότι με αυτόν τον τρόπο θα μπορέσουμε να αποκτήσουμε τουλάχιστον κάποια οικονομική αυτάρκεια για τη βάση. Στα μεταγενέστερα στάδια του αποικισμού, θα θέλαμε να παράγουμε στη βάση από τοπικές πηγές και να εκτοξεύσουμε μικρούς δορυφόρους.

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

Αφού ξυπνήσει στις 6:00, ο αστροναύτης πραγματοποιεί την πρωινή υγιεινή και στη συνέχεια μεταφέρει το δείγμα από το βιολογικό ράφι (BR) στον καταψύκτη (FR).

Στις 6:30 σερβίρεται κοινό πρωινό στο σαλόνι. Κάθε αστροναύτης έχει το δικό του τραπέζι όπου μπορεί να έχει τα προσωπικά του αντικείμενα. Έχουν ψωμί που φέρνουν από τη Γη με μερικά λαχανικά από έναν μικρό πειραματικό κήπο (SEG). Μετά το πρωινό, γίνονται προετοιμασίες για εξωγήινη δραστηριότητα (EVA) και στις 7:00 ο αστροναύτης, μαζί με έναν άλλο, προετοιμάζει τα CM και LE για την αυριανή πτήση εφοδιασμού προς την πύλη. Αυτό περιλαμβάνει συνδέσεις καλωδίων, επιθεώρηση του κινητήρα και προετοιμασία ανεφοδιασμού. Θα εγκαταστήσουν επίσης το πειραματικό TEG.

Στις 12:00, το δεύτερο μέρος του πληρώματος γευματίζει, ενώ οι άλλοι δύο εξακολουθούν να εκτελούν EVA.

Στις 13:00, ο αστροναύτης μας επιστρέφει από την EVA και, μαζί με τους άλλους, παίρνει γεύμα και ένα διάλειμμα για φαγητό που παρατείνεται μέχρι τις 14:30. Επειδή εκτέλεσε σωματικά απαιτητική EVA, προπονείται μόνο για μισή ώρα μέχρι τις 15:00. Ακολουθεί επιθεώρηση των συστημάτων του σταθμού, η οποία περιλαμβάνει τον έλεγχο των καλωδιώσεων του σταθμού, την κατάσταση των φίλτρων, τη στεγανότητα των συνδέσεων και τον έλεγχο για σκόνη. Αυτό είναι πολύ σημαντικό και η βάση μας περιλαμβάνει μια σειρά μέτρων για να διασφαλιστεί ότι η σκόνη δεν μπαίνει στο εσωτερικό και ότι όλες οι συνδέσεις σφραγίζουν καλά. Κατά τη διάρκεια της επιθεώρησης, διαπιστώνει ότι ένα από τα φίλτρα είναι ήδη πολύ φραγμένο, οπότε σηκώνει μια σανίδα δαπέδου για να αφαιρέσει το εφεδρικό. Τελειώνει στις 16:00 και μπορεί πλέον να κάνει εμπορικά πειράματα. Το πρώτο εξετάζει την επίδραση της έκτης βαρύτητας στην ανάμιξη των μετάλλων σε κράματα. Ο αστροναύτης το εκτοξεύει και το ελέγχει. Στη συνέχεια μπορεί να κάνει περισσότερα πειράματα.

Στις 17:00 θα ξεκινήσει μια πιο απαιτητική ανάλυση δειγμάτων σε κουτί γαντιών (GBR). Θα διαρκέσει μέχρι τις 19:00. Στη συνέχεια, όλο το πλήρωμα θα συναντηθεί για δείπνο και θα ακολουθήσει η ανάγνωση των οδηγιών για αύριο.

Από τις 19:00 έως τις 21:00, ο αστροναύτης έχει χρόνο για βραδινή υγιεινή και ελεύθερο χρόνο.

Ανοίγει το πάτωμα και πηγαίνει στο κρεβάτι του στις 9:00 μ.μ.



← Όλα τα έργα