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: Lichtenbergonauten
Georg-Christoph-Lichtenberg-Schule Κάσελ Γερμανία 18
Εξωτερικός θεατής για 3d έργο
Περιγραφή του έργου
Το LunEx είναι ένας από τους πρώτους σεληνιακούς οικισμούς της ανθρωπότητας. Θα αποτελέσει ένα φυλάκιο της ανθρωπότητας, θέτοντας νέα πρότυπα για την επιστήμη και την εξερεύνηση. Η βάση θα αποτελέσει το σπίτι ενός πληρώματος 6 αστροναυτών, οι οποίοι θα διεξάγουν επιστημονικά πειράματα στο μοναδικό περιβάλλον του φεγγαριού. Αυτά τα πειράματα θα ανοίξουν το δρόμο για όλη τη μελλοντική εξερεύνηση του διαστήματος, γι' αυτό και η κατασκευή μιας σεληνιακής βάσης όπως η LunEx είναι ζωτικής σημασίας για τις δαπάνες της ανθρωπότητας πέραν της Γης. |
|||
Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;
Το LunEx Basecamp θα κατασκευαστεί στην κοιλάδα του κρατήρα Peary, στο βόρειο πόλο της Σελήνης. Ο κρατήρας Peary παρέχει πολλά ευεργετικά γεωγραφικά χαρακτηριστικά, που τον καθιστούν εξαιρετική επιλογή για μια μελλοντική σεληνιακή βάση. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα είναι η ύπαρξη τόσο σχεδόν μόνιμων περιοχών φωτός όσο και σκιάς στον κρατήρα, λόγω της ακραίας θέσης του στον πόλο, καθώς και των απόκρημνων βουνών στο χείλος που προστατεύουν ορισμένες περιοχές μόνιμα από το ηλιακό φως. Αυτή η μοναδική δυαδικότητα των ιδιοτήτων είναι ιδιαίτερα επιθυμητή, διότι μια σεληνιακή βάση θα έχει τμήματα που θα λειτουργούν μόνο στην αιχμή τους είτε στο ηλιακό φως είτε στη σκιά (π.χ. ένα φωτοβολταϊκό σύστημα χρειάζεται συνεχή έκθεση στο φως), ενώ οι περιοχές σκιάς περιορίζουν την ποσότητα της επιβλαβούς ακτινοβολίας από τον ήλιο που θα βιώσουν οι αστροναύτες. Επιπλέον, υποτίθεται ότι υπάρχει πάγος νερού σε αυτές τις περιοχές μόνιμης σκιάς, ο οποίος είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των αστροναυτών. Πώς σκοπεύετε να χτίσετε το Moon Camp σας; Περιγράψτε τις τεχνικές και τα υλικά που θα χρησιμοποιήσετε.
Το κύριο υλικό για την κατασκευή του LunEx θα είναι ένα κράμα αλουμινίου-χαλκού, καθώς είναι ελαφρύ και σχετικά ισχυρό, αλλά και εύκολο στην επεξεργασία. Λόγω αυτών των εξαιρετικών ιδιοτήτων, χρησιμοποιείται ήδη πολύ στη διαστημική βιομηχανία. Για όλα τα αντικείμενα που δεν χρειάζεται να είναι τόσο ισχυρά, όπως τα έπιπλα, θα χρησιμοποιήσουμε πλαστικά ABS. Απορρίψαμε σκόπιμα την ιδέα να χρησιμοποιήσουμε τον ρεγολίθ ως δομικό υλικό, καθώς η κατασκευή θα ήταν περίπλοκη και η κατανάλωση ενέργειας πολύ υψηλή. Η συναρμολόγηση θα γίνει σε στάδια. Όλα τα κύρια μέρη θα προκατασκευαστούν στη γη και θα σταλούν στην πλευρά προσγείωσης εκ των προτέρων. Η δουλειά του πρώτου πληρώματος θα είναι να συναρμολογήσει αυτά τα μέρη. Το κύριο πλεονέκτημα εδώ είναι ότι η συναρμολόγηση είναι σχετικά εύκολη και η δαπανηρή συντήρηση μπορεί να μειωθεί, τα εξαρτήματα μπορούν να παραχθούν με πολύ υψηλή ποιότητα στη γη. Το περιβάλλον στη Σελήνη είναι πολύ επικίνδυνο για τους αστροναύτες. Εξηγήστε πώς θα τους προστατεύσει η δική σας κατασκήνωση στη Σελήνη.
Το φεγγάρι είναι ένα επικίνδυνο μέρος για κάθε ζωντανό οργανισμό. Η ανθρώπινη παρουσία συνεπάγεται αναπόφευκτα κινδύνους για την ευημερία των αστροναυτών, ωστόσο ο σχεδιασμός του LunEx τους μειώνει δραστικά. Υπάρχουν δύο μεγάλοι κίνδυνοι που είναι συνεχώς παρόντες, η ακτινοβολία και η σκόνη. Η πιο επικίνδυνη μορφή ακτινοβολίας προέρχεται από τον ήλιο και μπορεί να προκαλέσει σημαντική βλάβη στην υγεία ενός αστροναύτη με τη μορφή καρκίνου ή σε ακραίες ποσότητες, όπως κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκρηξης, θανατηφόρα ασθένεια ακτινοβολίας. Αποφεύγουμε αυτό το πρόβλημα κατασκευάζοντας LunEx στις περιοχές με αιώνια σκιά στον κρατήρα Peary, εμποδίζοντας έτσι όλα τα ραδιενεργά σωματίδια. Ωστόσο, υπάρχει και η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, η οποία είναι λιγότερο επιβλαβής αλλά συνεχής. Κατά τη διάρκεια μιας εξάμηνης παραμονής, η επίδραση δεν θα πρέπει να είναι πολύ άσχημη για τους αστροναύτες, αλλά για να είμαστε σίγουροι, θωρακίσαμε το LunEx με ένα παχύ στρώμα υγρού νερού μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβλήματος. Το νερό έχει εξαιρετικές απομονωτικές ιδιότητες, οι οποίες θα μειώσουν σημαντικά τη δόση ακτινοβολίας στους αστροναύτες. Εξηγήστε πώς η σεληνιακή κατασκήνωσή σας θα παρέχει στους αστροναύτες:
|
|||
Νερό
|
Τρόφιμα
|
Ηλεκτρική ενέργεια
|
Air
|
Το νερό θα εξάγεται με τη νέα τεχνολογία Aqua Factorem, που επινόησε ο Philip Metzger. Η ιδέα πίσω από αυτή την ιδέα είναι ότι μικροί κόκκοι αναμεμειγμένων υλικών θα ανασύρονται και στη συνέχεια θα διαχωρίζονται. Οι κόκκοι πάγου στη συνέχεια θα καθαρίζονται και θα λιώνουν για να ληφθεί υγρό νερό. Αυτοί οι κόκκοι πάγου είναι διασκορπισμένοι σε όλη την επιφάνεια του φεγγαριού, αλλά θα χρησιμοποιήσουμε το μηχάνημα δίπλα στις μεγάλες αποθέσεις πάγου νερού που υποτίθεται ότι υπάρχουν στον κρατήρα Peary. Με αυτόν τον τρόπο, η απόδοση μπορεί να αυξηθεί δραστικά, αλλά ακόμη και αν η προσέγγιση του στρώματος πάγου δεν αποδώσει, μια βασική πηγή νερού εξακολουθεί να υπάρχει. Η βάση συνδέεται με τη μηχανή Aqua Factorem μέσω σωλήνων και μόλις το νερό φτάσει στη βάση, αποθηκεύεται σε μια δεξαμενή και στο κύτος. Για να διασφαλιστεί ότι δεν θα παγώσει και δεν θα καταστρέψει ενδεχομένως τη δομή της βάσης, θερμαίνεται συνεχώς. Η ανακύκλωση του νερού και του οξυγόνου θα είναι παρόμοια με τον τρόπο που γίνεται σήμερα στον ISS. |
Για να είναι όσο το δυνατόν πιο αυτάρκης, η LunEx θα καλλιεργεί τα δικά της τρόφιμα χρησιμοποιώντας αεροπονική υψηλής πίεσης (High Pressure Aeroponics - HPA). Αυτή η μέθοδος λειτουργεί με τη δημιουργία μικρών σταγονιδίων ομίχλης υπό υψηλή πίεση, τα οποία χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη φυτών. Ο καινοτόμος σχεδιασμός συνοδεύεται από τα πλεονεκτήματα ότι τα φυτά θα αναπτύσσονται πολύ γρήγορα και θα έχουν ανώτερη οξυγόνωση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια καλύτερη θρεπτική σύνθεση. Επίσης, πολλά φυτά είναι συμβατά, αυξάνοντας την ποικιλομορφία στη διατροφή του αστροναύτη. Επιπλέον, είναι εύκολη η επέκταση της χωρητικότητας της φάρμας. Η συνολική ευελιξία είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία μιας σεληνιακής αποστολής. Παρά τα αμέτρητα οφέλη μιας αυτοδύναμης παροχής τροφής, τα φυτά δεν είναι σε θέση να ικανοποιήσουν όλες τις διατροφικές απαιτήσεις που έχει το πλήρωμα, γι' αυτό και κάποια τρόφιμα πρέπει να φέρονται από τη γη για να εξασφαλιστεί μια υγιής σύνθεση ανόργανων συστατικών και βιταμινών. |
Η ηλεκτρική ενέργεια προέρχεται από κανονικά φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ. Αυτά θα τοποθετηθούν στις περιοχές με μόνιμο ηλιακό φως στον κρατήρα Peary και θα συνδεθούν με καλώδιο με τη βάση στη μόνιμη σκιά. Η μόνιμη πηγή φωτός θα πρέπει να καταστήσει περιττές τις μεγάλες μπαταρίες, αλλά το κατά πόσον οι περιοχές αυτές εκτίθενται στον ήλιο και κατά τη διάρκεια της σεληνιακής νύχτας είναι ακόμη υπό συζήτηση. Έτσι, θα ξεκινήσουμε την πρώτη αποστολή το σεληνιακό καλοκαίρι και θα εγκαταλείψουμε τη βάση μετά από έξι μήνες. Εάν αληθεύει ότι υπάρχει συνεχής έκθεση στο φως του ήλιου, η βάση θα μπορούσε να είναι ενεργή όλη την ώρα. Για εφεδρεία, θα υπάρχει ένας μικρός συσσωρευτής. |
Το οξυγόνο δεν θα έρθει από τη Γη, αλλά θα εξαχθεί από τον κανονικό ρεγκόλιθο του φεγγαριού με τη χρήση της επιτόπιας αξιοποίησης των πόρων, μια ιδέα που πρότεινε ο εκπαιδευόμενος της ESA Sebastian Rohde. Λειτουργεί με τη χρήση μιας ειδικής μορφής ηλεκτρόλυσης με ιοντικά υγρά που παραμένουν υγρά στο διάστημα. Τα πλεονεκτήματα αυτής της σύγχρονης τεχνολογίας είναι ότι είναι επαναχρησιμοποιήσιμη και λειτουργεί επίσης σε χαμηλές θερμοκρασίες. Το γεγονός ότι ο ρεγόλιθος είναι άφθονος στο φεγγάρι σημαίνει ότι μπορεί να εξασφαλιστεί μια σταθερή παροχή οξυγόνου. Μετά την επεξεργασία το οξυγόνο θα αναμιχθεί με διοξείδιο του άνθρακα στη βάση για να μην κινδυνεύσει με έκρηξη. Όταν η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα γίνει πολύ υψηλή, μπορεί απλώς να εξαερωθεί από τη βάση. |
Εξηγήστε ποιος θα είναι ο κύριος σκοπός της σεληνιακής κατασκήνωσής σας (για παράδειγμα: εμπορικοί, επιστημονικοί ή/και τουριστικοί σκοποί).
Η βάση LunEx θα είναι μία από τις πρώτες που θα κατασκευαστούν στο φεγγάρι. Για το λόγο αυτό, ο πρωταρχικός της σκοπός είναι να χρησιμεύσει ως μοντέλο για μελλοντικές μορφές ανθρώπινης παρουσίας στο διάστημα, καθώς και να διεξάγει διάφορα επιστημονικά πειράματα. Τόσο η μικροβαρύτητα όσο και το ίδιο το φεγγάρι είναι εξαιρετικά αντικείμενα για πειραματισμό, παρέχοντας πολύτιμες νέες γνώσεις και τεχνολογίες για χρήση τόσο στο διάστημα όσο και στη γη. |
|||
Περιγράψτε μια μέρα στη Σελήνη για το πλήρωμα αστροναυτών του Moon Camp.
Μια τυπική ημέρα για τους αστροναύτες θα ξεκινήσει το πρωί με τα έξι μέλη του πληρώματος να ξυπνούν την ίδια ώρα. Οι βάρδιες εργασίας αποφεύγονται επίτηδες, επειδή η παρουσία περισσότερων ανθρώπων γύρω τους βελτιώνει σημαντικά την ψυχολογική ευεξία των αστροναυτών. Μόνο αν ένα πείραμα χρειάζεται συνεχή επίβλεψη, θα προγραμματιστούν βάρδιες ανάλογα με τις ανάγκες. Αρχικά, όλοι οι αστροναύτες θα φάνε πρωινό μαζί. Το φαγητό θα είναι εν μέρει αυτοπαραγόμενο από το αγρόκτημα αεροπονικής στη βάση και εν μέρει φερμένο από τη γη, ώστε να διασφαλίζεται η υγιής παροχή ζωτικών θρεπτικών συστατικών που δεν μπορούν να συλλεχθούν από το αγρόκτημα. Κατά τη διάρκεια του πρωινού, ο έλεγχος αποστολής στη Γη θα ενημερώσει το πλήρωμα για το ημερήσιο πρόγραμμα. Σε μια τυπική ημέρα, θα πρέπει πιθανώς να διεξαχθούν μερικά πειράματα και μια εργασία συντήρησης της βάσης. Σε αυτό το παράδειγμα, οι αστροναύτες θα δοκιμάσουν τρόπους για να κάνουν τον ρεγολίθ γόνιμο. Ένα μεγάλο πείραμα όπως αυτό μπορεί να γίνει μόνο στο φεγγάρι και παρέχει πολύτιμες γνώσεις που τροφοδοτούν μελλοντικές αποικίες στο φεγγάρι ή στον Άρη. Επίσης, δύο μηχανικοί θα επιχειρήσουν να βγουν έξω από τη βάση για να ελέγξουν και ενδεχομένως να επισκευάσουν ένα ηλιακό πάνελ που δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Θα ανέβουν στις διαστημικές στολές τους που είναι προσαρτημένες στη βάση και θα περπατήσουν κατά μήκος του καλωδίου που οδηγεί από τη σκιά όπου βρίσκεται το LunEx στις πάντα ηλιόλουστες περιοχές του κρατήρα Peary, όπου βρίσκονται τα πάνελ. Καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, το πλήρωμα θα γυμνάζεται εναλλάξ στο γυμναστήριο, για να αποτρέψει τις αρνητικές επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο σώμα. Όταν τελειώσει η δουλειά της ημέρας, το πλήρωμα συναντιέται ξανά για να δειπνήσει μαζί. Μετά από αυτό, υπάρχει λίγος ελεύθερος χρόνος για να καλέσουν την οικογένεια και τους φίλους τους στη γη, να παίξουν κάποια παιχνίδια με τους άλλους αστροναύτες ή απλώς να παρακολουθήσουν το σεληνιακό τοπίο μέσα από ένα από τα παχιά παράθυρα Perspex. Ολοκληρώνοντας τη μέρα, όλοι οι αστροναύτες συγκεντρώνονται στο δωμάτιο ύπνου για να ξεκουραστούν μετά κόπων και βασάνων μετά από μια κουραστική αλλά ουσιαστική μέρα στο φεγγάρι. |