moon_camp

Moon Camp Pioneers Gallery 2021-2022

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.

Team: Harmonia

"Tudor Vianu" Εθνικό Λύκειο Πληροφορικής  Βουκουρέστι    Ρουμανία 16, 17   4 / 3


Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Το Harmonia Moon Camp είναι ένας τόπος έρευνας και ολοκαίνουργιων ανακαλύψεων. Η βασική αξία της βάσης είναι να φιλοξενεί τους ανθρώπους όσο το δυνατόν καλύτερα, παρέχοντας παράλληλα έναν χώρο εστίασης, αρμονικά κατάλληλο για κάθε τομέα έρευνας που μπορεί να είναι χρήσιμος.

Ο ασύμμετρος σχεδιασμός του σεληνιακού στρατοπέδου επιτρέπει μια μοναδική εμφάνιση, καθώς όλοι οι διάδρομοι διακλαδίζονται από το κέντρο διοίκησης, το οποίο βρίσκεται, όπως υποδηλώνει και το όνομά του, στο κέντρο του κτιρίου. Το Harmonia προσφέρει εγκαταστάσεις που εκτείνονται από τις πιο κοινές ανάγκες (όπως μπάνια, ντους και κουζίνα) μέχρι χώρους που έχουν δημιουργηθεί για ειδικές μεθόδους έρευνας και βιωσιμότητας.

Η βάση περιλαμβάνει δύο χώρους αποθήκευσης του οχήματος, οι οποίοι συνδέονται με ένα επιστημονικό εργαστήριο, το οποίο χρησιμοποιείται για το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας που διεξάγεται από τους επιστήμονες. Το υπόλοιπο σύνολο των επιστημονικών μελετών που λαμβάνουν χώρα σχετίζονται με τη βιωσιμότητα, εστιάζοντας κυρίως στο σεληνιακό αγρόκτημα. Αποτελούμενη από έναν κεντρικό θόλο και δύο περιμετρικούς τορούς, η φάρμα της Harmonia συνδυάζει την ''παραδοσιακή'' και την υδροπονική καλλιέργεια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ποικίλες συγκομιδές, συμβάλλοντας μαζικά στη βιωσιμότητα της βάσης.

Ένας άλλος σημαντικός τομέας είναι ο ιατρικός θόλος, όπου ελέγχονται και καταγράφονται καθημερινά οι ζωτικές ενδείξεις των μελών του πληρώματος. Εκεί επίσης ασκούνται εξίσου συχνά. Σε αυτόν τον τομέα, η βάση είναι εφοδιασμένη με όλα τα απαραίτητα ιατρικά αντικείμενα, καθώς και επιπλωμένη αναλόγως.

Ο χώρος διαβίωσης είναι σχεδιασμένος απλά και αποτελεσματικά, με υπνοδωμάτια μικρού διαμετρήματος, αλλά με άφθονο αποθηκευτικό χώρο.

Τέλος, οι διάδρομοι είναι φωτεινοί και μέτριου μήκους, συγκεντρώνοντας τη βάση με ισορροπημένο τρόπο.

2.1 Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Θα κατασκηνώσουμε στον κρατήρα Clavius, που βρίσκεται στα νότια υψίπεδα της Σελήνης. Επιλέξαμε αυτή την τοποθεσία λόγω των πόρων που θα μας παρέχει: ηλιακό φως και νερό. Έρευνες έχουν δείξει ότι δεν υπάρχουν μόνιμα σκιασμένες περιοχές στον κρατήρα, και μόνο οι τοποθεσίες που βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά των νότιων και δυτικών πλαγιών φωτίζονται λιγότερο κατά τη διάρκεια της σεληνιακής ημέρας. Εξαιτίας αυτού, σχεδιάζουμε να φτιάξουμε τη βάση μας στη βόρεια περιοχή του. Κατά τη διάρκεια που το φεγγάρι θα ολοκληρώσει μια πλήρη τροχιά, οι ηλιακοί συλλέκτες μας θα μετατρέψουν το ηλιακό φως των 2 εβδομάδων σε ηλεκτρική ενέργεια που θα τροφοδοτήσει τη βάση μας και θα εξασφαλίσει τη λειτουργικότητά της για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Επιπλέον, θα χρησιμοποιήσουμε τον πάγο που βρίσκεται στο έδαφος του κρατήρα προκειμένου να αποκτήσουμε υγρό νερό, μεγιστοποιώντας τις ποσότητες που αποθηκεύονται στον καταυλισμό.

2.2 Πώς σκοπεύετε να χτίσετε τη δική σας κατασκήνωση στο φεγγάρι; Περιγράψτε τις τεχνικές, τα υλικά και τις σχεδιαστικές σας επιλογές.

Η φάση κατασκευής θα χωριστεί σε τρεις φάσεις. Πρώτον, θα στείλουμε ρομπότ για να αρχίσουν να σκάβουν για τους σωλήνες και επίσης, για να φτιάξουμε μια οριστική εξέδρα εκτόξευσης για τους πυραύλους χρησιμοποιώντας μόνο σεληνιακή σκόνη για να δημιουργήσουμε σκυρόδεμα με τη βοήθεια της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η δεύτερη φάση θα αποτελείται από πυραύλους που θα σταλούν από τη Γη με τμήματα της βάσης που έχουν ήδη κατασκευαστεί, μετά τα οποία τα ρομπότ θα τα συνδέσουν και θα τα τοποθετήσουν στη θέση τους. Τα μέρη αυτά θα είναι κατασκευασμένα από υλικά που μπορούν να προστατεύσουν τους αστροναύτες, αλλά και που θα είναι ελαφριά, ώστε να μειωθεί το κόστος. Η βάση θα είναι κατασκευασμένη από τιτάνιο, ένα μέταλλο, το οποίο μπορεί να αποκρούσει τους περισσότερους κινδύνους, καθώς είναι σε θέση να αντέξει σε πίεση 63.000 psi. Επίσης, στη σύνθεση των τοιχωμάτων θα γίνει χρήση, ως πρόσθετο, αλουμινίου, το οποίο είναι ένα ελαφρύ μέταλλο που βοηθά στην αναχαίτιση της ακτινοβολίας, που ήδη χρησιμοποιείται παραδεισένια στον ISS και στο διάστημα. Τα παράθυρα της βάσης θα είναι κατασκευασμένα από σκληρυμένο γυαλί. Και τέλος, οι σωλήνες, οι οποίοι είναι υπόγειοι, θα αποτελούνται από δύο στρώματα, για μεγαλύτερη προστασία. Ανάμεσά τους, θα υπάρχει χώρος για να μπαίνουν τα ρομπότ και να τους επισκευάζουν.

Στην τελική φάση, οι άνθρωποι θα φτάσουν με τα μη απαραίτητα αντικείμενα για το σύνταγμα, όπως τα έπιπλα. Θα σχεδιαστούν, ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο αποδοτικά, ώστε να μην καλύπτουν πολύ χώρο, αλλά και να μην δυσκολεύουν τη ζωή των αστροναυτών.

2.3 Το περιβάλλον στη Σελήνη είναι πολύ επικίνδυνο για τους αστροναύτες. Εξηγήστε πώς θα τους προστατεύσει η δική σας κατασκήνωση στη Σελήνη. (το πολύ 150 λέξεις)

Πρώτον, για την προστασία των αστροναυτών και της ίδιας της βάσης, κατασκευάζεται με τοίχους πάχους 0,8 μέτρων, εξασφαλίζοντας τόσο φυσική όσο και θερμική προστασία. Ο χώρος μεταξύ των στρωμάτων των τοίχων (ο οποίος χρησιμοποιείται για σωλήνες και ηλεκτρικά καλώδια) μπορεί να χρησιμεύσει ως πρόσθετη θερμική απομόνωση.

Για τη θωράκιση της σεληνιακής κατασκήνωσης από τα διαστημικά σκουπίδια, η πιο αποτελεσματική λύση είναι η χρήση ασπίδων προφυλακτήρων Whipple. Αυτές μπορούν να τοποθετηθούν στο εξωτερικό των πιο σημαντικών χώρων του κτιρίου ή των χώρων που μπορεί να περιέχουν επικίνδυνες(εκρηκτικές) ουσίες. Ένα άλλο μέτρο μηχανικής προστασίας είναι η χρήση μονολιθικών ασπίδων, οι οποίες είναι μικρότερες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τους υπόλοιπους χώρους της βάσης.

Ένα άλλο ζήτημα θα ήταν η ακτινοβολία του διαστήματος, το οποίο μπορεί να λυθεί με τη χρήση πολυαιθυλενίου για την απομόνωση των τοίχων της σεληνιακής κατασκήνωσης. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε υδρογόνο, είναι πολύ αποτελεσματικό στην απορρόφηση και τη διασπορά της ακτινοβολίας.

2.4 Εξηγήστε πώς η σεληνιακή κατασκήνωσή σας θα παρέχει στους αστροναύτες:

Νερό
Τρόφιμα
Ισχύς
Air

Στην αρχή, οι αστροναύτες θα φέρουν την απαραίτητη ποσότητα νερού για να εξασφαλίσουν τη λειτουργικότητα της σεληνιακής βάσης για δύο εβδομάδες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η βάση θα περάσει από μια πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία αυτοπρομήθειας νερού μέσω χημικών αντιδράσεων. Το νερό που θα προκύψει, μαζί με εκείνο που θα ληφθεί από τα σωματίδια πάγου που θα βρεθούν στον κρατήρα, θα μεταφερθεί μέσω των σωλήνων και θα αποθηκευτεί στα 14 δοχεία που απεικονίζονται στο μοντέλο μας, τα οποία έχουν χωρητικότητα 60 m`3 ανά μονάδα. Η διανομή του νερού θα είναι αποτελεσματική χάρη στους αγωγούς που συνδέουν τα δοχεία με το αγρόκτημα, το ιατρικό κέντρο και την κουζίνα.

Η διατροφή των αστροναυτών θα βασίζεται σε λαχανικά και φρούτα. Αλλά, πριν μπορέσουν να τα παράγουν στη βάση, θα πρέπει να καταναλώνουν συσκευασμένα και κονσερβοποιημένα τρόφιμα από τη Γη. Μετά από δύο μήνες, θα μπορούν να τρώνε τρόφιμα που θα παράγονται σε υδροπονικό θερμοκήπιο. Τα φυτά θα πολτοποιούνται με τη βοήθεια ρομπότ, ενώ η φάρμα ουρλιαχτών θα είναι αυτόματη.
Οι τροφές που θα φυτευτούν κυρίως είναι: γλυκοπατάτες και σπανάκι, για το μεγάλο επίπεδο βιταμίνης Α που παρέχουν, φράουλες, για τις μεγάλες ποσότητες ζάχαρης και βιταμίνης C, αγγούρια και ντομάτες, για την ποσότητα νερού που περιέχουν. Επίσης, οι πρωτεΐνες θα αντικατασταθούν από φασόλια, τα οποία έχουν πολύ υψηλό αριθμό θερμίδων. Οι 2000 θερμίδες την ημέρα που πρέπει να καταναλώνει ένα άτομο θα παρέχονται μέσω καλά ισορροπημένων γευμάτων, που θα παρασκευάζονται με τη χρήση τυποποιημένων συνταγών.  

Η ενέργεια αποτελεί βασικό μέρος της βάσης και για να την παράγουμε θα χρησιμοποιήσουμε το φως που παράγει ο ήλιος. Καθώς η βάση μας είναι τοποθετημένη κοντά στους πόλους θα έχει φως κατά τη διάρκεια της σεληνιακής ημέρας, το οποίο θα συλλαμβάνεται και θα μετατρέπεται σε ενέργεια από ηλιακούς συλλέκτες. Η ενέργεια, αφού συλλεχθεί, θα σταλεί στο SSU και στη συνέχεια, με ένταση 150 V στο DCSU. Από εκεί, το ρεύμα μπορεί να πηγαίνει προς δύο κατευθύνσεις, στο MBSU και στη συνέχεια στη βάση, αλλά και στο BCDU και από εκεί στις μπαταρίες. Εάν είναι απαραίτητο, οι μπαταρίες θα βοηθήσουν στο φωτισμό και θα διατηρήσουν τη βάση σε λειτουργία κατά τη διάρκεια του νυχτερινού κύκλου. Επίσης, θα είναι χρήσιμες σε περίπτωση δυσλειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη, αφού αποθηκεύονται με ασφάλεια.

Τα συστήματα εξαερισμού της βάσης έχουν δύο στοιχεία: ένα κύκλωμα που παρέχει στους ανθρώπους οξυγόνο και ένα άλλο που εξάγει το CO2, μεταφέροντάς το στο αγρόκτημα.
Υπάρχουν μόνιμα αποθηκευμένα τουλάχιστον 70,8 kg O2 σε δεξαμενές, που έχουν (περίπου 30.000 Pa) / υψηλή πίεση, προκειμένου να μειωθεί ο όγκος. Η ποσότητα αυτή μπορεί να υποστηρίξει 12 άτομα για 7 ημέρες.
Η αυτοματοποίηση της διαδικασίας είναι δυνατή χάρη στα ρομπότ και τις σωληνώσεις. Υπάρχουν δύο πηγές οξυγόνου: οι χημικές αντιδράσεις και το θερμοκήπιο. 
Η ηλεκτρόλυση του H2O είναι το τελικό βήμα για την παραγωγή οξυγόνου. Πριν από αυτό το στάδιο, πραγματοποιούνται χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν FeO ή FeTiO3 και H₂ για τη λήψη νερού. Τα υποπροϊόντα όπως ο Fe και το TiO3 χρησιμοποιούνται σε άλλες δραστηριότητες της σεληνιακής κατασκήνωσης, ενώ το οξυγόνο μεταφέρεται στους αστροναύτες.
Κατά τη διαδικασία των φωτοσιτών παράγεται οξυγόνο, το οποίο αποτελεί σημαντικό πόρο. Το θερμοκήπιο εξαλείφει το CO2.

2.5 Εξηγήστε ποιος θα είναι ο κύριος σκοπός της κατασκήνωσης σας στο φεγγάρι.

Η κατασκήνωση στο φεγγάρι έχει επιστημονικό σκοπό, με επίκεντρο τη μελέτη της τεχνολογίας και της αστροβοτανικής, προκειμένου να αποκτηθούν περισσότερες πληροφορίες για μελλοντικές αποστολές. (Ο αποικισμός της Σελήνης θα ήταν αδύνατος αν οι άνθρωποι δεν προσομοίαζαν καταστάσεις).

Τα οχήματα και τα ρομπότ (θα δημιουργηθούν και) θα δοκιμαστούν σε πραγματικές συνθήκες πριν παραχθούν σε βιομηχανικές ποσότητες. Επίσης, η κατασκευή τους με τοπικούς πόρους είναι το πρώτο βήμα προς τη βιωσιμότητα. Οι μηχανικοί και οι προγραμματιστές εργάζονται πάνω σε νέα μοντέλα, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητά τους.

Η καλλιέργεια των φυτών περιλαμβάνει διαφορετικές τεχνικές στο διάστημα από ό,τι στη Γη. Τα γεωλογικά πειράματα θα δώσουν λεπτομέρειες σχετικά με τη σύνθεση του σεληνιακού εδάφους και τις ιδιότητες άλλων πετρωμάτων. Οι βοτανολόγοι μελετούν την προσαρμογή των φυτών, προσπαθώντας να δημιουργήσουν το ιδανικό περιβάλλον για αποτελεσματική ανάπτυξη.

Επιπλέον, η βάση μπορεί να υποστηρίξει 2 αστροναύτες που δεν ανήκουν στην ομάδα, εάν χρειαστούν στέγαση κατά την εργασία τους σε άλλες αποστολές ή κατά τη διάρκεια έκτακτων περιστατικών.

3.1 Περιγράψτε μια μέρα στη Σελήνη για το πλήρωμα αστροναυτών της κατασκήνωσης σας στη Σελήνη.

Η μέρα όλων ξεκινάει καλύτερα μετά από έναν ικανοποιητικό ύπνο, και το πλήρωμα του Harmonia Moon Camp δεν διαφέρει. Παρόλο που το να λες την ώρα μπορεί να είναι περίπλοκο στη Σελήνη, οι αστροναύτες θα ακολουθούν ένα ακριβές πρόγραμμα ύπνου, εξασφαλίζοντας τα καλύτερα ποσοστά παραγωγικότητας.

Μετά την πρωινή ρουτίνα, κάθε μέλος του πληρώματος λαμβάνει τα αντίστοιχα καθήκοντα της ημέρας. Ανάλογα με τους ρόλους τους, οι λίστες ελέγχου των μελών του πληρώματος διαφέρουν σημαντικά. Οι δομοστατικοί μηχανικοί θα έχουν ξεκινήσει τη δουλειά τους πολύ πριν από την άφιξη των συναδέλφων τους, διασφαλίζοντας ότι η βάση θα παρέχει αποτελεσματικότητα και άνεση. Εκτός από αυτό, θα έχουν τον έλεγχο των ρόβερ της βάσης. Παράλληλα, οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί θα δημιουργήσουν ένα αποτελεσματικό ηλεκτρικό σύστημα και θα διατηρήσουν τη λειτουργικότητά του. Επιπλέον, θα παρακολουθούν το κέντρο διοίκησης (συμπεριλαμβανομένου του υλικού ασφαλείας).

Προτεραιότητα του χημικού είναι να επιβλέπει την εξέλιξη του έργου (ιδίως όσον αφορά τους χημικά λαμβανόμενους πόρους). Μπορεί επίσης να συμμετέχει στην ανάλυση των ανιχνευτών που συλλέγονται από τα ρόβερ. Ταυτόχρονα, ο γεωλόγος θα ερευνά και θα κρατάει αρχείο των ανιχνευτών εδάφους, κάνοντας αναφορές για κάθε διαφοροποίηση που μπορεί να εμφανιστεί.

Οι βοτανολόγοι είναι επιφορτισμένοι με τη δραστηριότητα της παρακολούθησης της φάρμας της σεληνιακής κατασκήνωσης, της φροντίδας των φυτών, της συγκομιδής, αλλά και της περιοδικής ανάλυσής τους για την έρευνα πιθανών προσαρμογών στη σεληνιακή ζωή. Οι προγραμματιστές θα δημιουργούν βάσεις δεδομένων για κάθε ανάγκη των μελών του πληρώματός τους και της ίδιας της βάσης, συμπληρώνοντάς τες διαρκώς με νέες πληροφορίες. Βασική προτεραιότητα του γιατρού είναι να σαρώνει τις ζωτικές ενδείξεις όλων στο τέλος της ημέρας, καθώς και να διαγιγνώσκει περιστασιακά πιθανούς ασθενείς και να τους θεραπεύει.

Τέλος, ο αρχηγός πρέπει να επιβλέπει τη δραστηριότητα της ομάδας και να αξιολογεί κάθε άτομο. Μαζί με αυτό, είναι αυτός που αναθέτει καθήκοντα και λαμβάνει εκτελεστικές αποφάσεις.

Τα γεύματα ετοιμάζονται από δύο καθορισμένους συνεργάτες του πληρώματος κάθε μέρα και σερβίρονται από όλη την ομάδα, χρόνος που χρησιμοποιείται επίσης για κοινωνικοποίηση.

Η διάρκεια των συνεδριών εργασίας ποικίλλει ανάλογα με τα γεγονότα που μπορεί να συμβούν στη βάση, ωστόσο το μέσο πρόγραμμα εργασίας δεν θα υπερβαίνει τις έξι ώρες, που εκτείνεται από τις 8 π.μ. έως τις 4 μ.μ. Ο υπόλοιπος χρόνος δαπανάται με οποιονδήποτε προτιμώμενο τρόπο, χωριστά ή σε κοινωνικό πλαίσιο, με μόνη υποχρεωτική δραστηριότητα τη σωματική άσκηση.

Στο τέλος της ημέρας, οι αστροναύτες πέφτουν για ύπνο περίπου στις 10 μ.μ., για να προετοιμαστούν για την επόμενη ημέρα.

Άλλα έργα:

  Cyrille

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  Ομάδα Dream Wings Team

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  Δημιουργοί του φεγγαριού

 

  郑州轻工业大学
    Κίνα
  αειθαλές

 

  营口理工学院
    Κίνα