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: Project “Aeneas”

Σχολείο δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης "P. Kr. Yavorov"  Φιλιππούπολη    Βουλγαρία 15   2 / 0


Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Το έργο "Aeneas" χρησιμοποιεί τεχνολογία που είναι διαθέσιμη σήμερα και ελάχιστα βασίζεται σε μελλοντικές, ακόμη ανερχόμενες έννοιες ή τεχνολογικές βελτιώσεις. Κατά την πρώτη φάση σχεδιάσαμε μια αρθρωτή σεληνιακή βάση κατάλληλη για δύο μέλη πληρώματος. Η σεληνιακή μας βάση έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνεται υπόψη το μέγιστο ωφέλιμο φορτίο κατά τη μεταφορά, τη χρηματοδότηση και την εφοδιαστική. Η πρώτη φάση θα περιλαμβάνει την κύρια μονάδα που έχει βασική μη αυτοσυντηρούμενη λειτουργικότητα όπως θέρμανση, συστήματα υποστήριξης ζωής, εξοπλισμό εκπαίδευσης, αποθήκευση κ.λπ. Ως εκ τούτου, τα πρώτα χρόνια η βάση θα πρέπει να βασίζεται σε συσκευασμένες προμήθειες. Καθώς το έργο θα εξελίσσεται, θα μπορούν να προστεθούν περισσότερες ενότητες. Για παράδειγμα, μια μονάδα βλάστησης που θα επιτρέπει την ανάπτυξη καλλιεργειών ή ίσως μια μονάδα καθαρισμού νερού που θα μετατρέπει τον σεληνιακό πάγο σε πόσιμο νερό. Το πλήρωμα θα πρέπει να αλλάζει κάθε 6 μήνες λόγω των υποβαθμιστικών ιδιοτήτων της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα.

2.1 Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Πιστεύουμε ότι το καλύτερο σημείο για τη βάση μας θα είναι μια τοποθεσία σε μεγάλο υψόμετρο που δέχεται ηλιακό φως τον περισσότερο χρόνο και βρίσκεται κοντά στον βόρειο πόλο. Μια τέτοια τοποθεσία είναι ιδανική λόγω πολλών παραγόντων. Πρώτον, μια περιοχή αυτού του τύπου είναι γνωστό ότι βρίσκεται κοντά σε σκοτεινούς, μόνιμα σκιασμένους κρατήρες, οι οποίοι θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως πηγή σεληνιακού πάγου. Επιπλέον, η θερμοκρασία σε τέτοιες περιοχές είναι ιδανική για ανθρώπινη κατοίκηση. Πιστεύεται ότι είναι περίπου -500 Κελσίου και έχει μικρή διακύμανση. Μια τέτοια τοποθεσία, για παράδειγμα, θα μπορούσε να είναι το σχεδόν ηλιόλουστο οροπέδιο κοντά στον κρατήρα Whipple. Παρά το γεγονός ότι το οροπέδιο δέχεται το ηλιακό φως σχεδόν 80% του χρόνου, θα πρέπει ακόμη να αντιμετωπίσουμε τους κινδύνους της σεληνιακής νύχτας, όπως οι εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και η έλλειψη ηλιακής ενέργειας.

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

Η βάση "Aeneas" θα κατασκευαστεί με υλικά που είναι ελαφριά, αλλά ταυτόχρονα ανθεκτικά. Τέτοια υλικά είναι το τιτάνιο, το αλουμίνιο, ο χάλυβας και τα αντίστοιχα κράματά τους. Ένα δοκιμασμένο υλικό για τον εσωτερικό σκελετό της βάσης μας, για παράδειγμα, είναι το κράμα αλουμινίου 2219-T6, καθώς είναι σκληρό, ελαφρύ και ανθεκτικό. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η βάση θα είναι σπονδυλωτή, καθώς κάθε ξεχωριστό εξάρτημα κατασκευάζεται στη Γη και στη συνέχεια παραδίδεται στο φεγγάρι, όπου οι μονάδες συνδέονται μεταξύ τους μέσω τυποποιημένων θυρών πρόσδεσης. Σε περίπτωση που η μονάδα προσγειωθεί σε σημαντική απόσταση από τη βάση, κάθε μονάδα θα είναι εξοπλισμένη με εξειδικευμένα ελαστικά, ικανά να διασχίσουν την επιφάνεια της σελήνης. Τα δύο βασικά σχήματα των μονάδων θα είναι σφαίρες και κύλινδροι, λόγω της διαφοράς πίεσης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού χώρου. Οι μονάδες τύπου κυλίνδρου θα είναι εξοπλισμένες με δύο τυποποιημένες θύρες και οι μονάδες τύπου σφαίρας θα είναι εξοπλισμένες με δύο έως τρεις θύρες, ανάλογα με την ακριβή διαμόρφωση. Οι ίδιες οι μονάδες θα παρέχουν πλήθος βελτιώσεων. Με την πάροδο του χρόνου και την προσθήκη μονάδων όπως η μονάδα βλάστησης ή η μονάδα καθαρισμού νερού η βάση μπορεί να γίνει πιο αυτάρκης. Μια τέτοια δομή καθιστά επίσης δυνατή την προσθήκη πολλών ερευνητικών μονάδων που θα μπορούσαν να έχουν διαφορετικό εξοπλισμό κατάλληλο για διαφορετικές ανάγκες. Ενδεχομένως η βάση θα μπορούσε να επεκταθεί με ενότητες σχεδιασμένες για την αύξηση της χωρητικότητας του πληρώματος ή ίσως για τη θεραπεία του ηθικού του πληρώματος.

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)

Οι δύο κύριες περιβαλλοντικές ανησυχίες μας είναι η θερμοκρασία και η ακτινοβολία. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι νύχτες θα εξακολουθήσουν να υπάρχουν και θα πρέπει να λάβουμε υπόψη θερμοκρασίες έως - 150 0C ή ακόμη και - 180 0C. Η μόνωση θα βρίσκεται μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού χώρου και θα αποτελείται από διάφορα στρώματα διαφορετικών θερμομονωτικών υλικών, όπως αφρός πολυαιθυλενίου ή αφρός πολυουρεθάνης. Εκτός από αυτό, ένα λεπτό στρώμα αερογέλης θα βρίσκεται μεταξύ του εσωτερικού και του τελευταίου στρώματος αφρού. Ένα τέτοιο μείγμα μονωτήρων θα προστατεύει τους αστροναύτες από τις χαμηλές θερμοκρασίες καθώς και από την κοσμική ακτινοβολία. Η ομάδα μας αντιλαμβάνεται ότι μια τέτοια επίστρωση αερογέλης μπορεί να αποδειχθεί μάλλον δαπανηρή. Παρ' όλα αυτά, πιστεύουμε ότι θα αξίζει τον κόπο, καθώς η καλύτερη μόνωση θα μειώσει σημαντικά την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας.

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

Νερό
Τρόφιμα
Ισχύς
Air

Η δεύτερη μονάδα που θα φτάσει θα είναι η μονάδα καθαρισμού νερού. Δεν θα χρησιμοποιείται μόνο ως πηγή πόσιμου νερού, αλλά θα παρέχει επίσης δείγματα για χημική ανάλυση. Μετά την ανάλυση, το νερό θα μπορεί να υποστεί επεξεργασία μέσω ηλεκτροπηξίας, η οποία θα είναι ρυθμισμένη ανάλογα με τις χημικές ουσίες και τα μέταλλα που βρίσκονται στον συγκεκριμένο ανιχνευτή σεληνιακού πάγου. Μετά από αυτή τη διαδικασία θα πρέπει να διαχωριστούν τα ανεπιθύμητα υλικά από το νερό μέσω διήθησης. Με βάση τις προηγούμενες γνώσεις μας για τον σεληνιακό πάγο και τα ποσοστά αποτελεσματικότητας της διαδικασίας φιλτραρίσματος πιστεύουμε ότι είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί μέρος του νερού για αποχέτευση.

Με την άφιξη της μονάδας βλάστησης, θα είναι δυνατή η καλλιέργεια αρκετών καλλιεργειών για τη μερική συντήρηση του πληρώματος. Η ανάπτυξη μιας μονάδας κατάλληλης για θαλασσινά είναι δυνατή, αλλά θα πρέπει να γίνει σε μεταγενέστερο στάδιο του έργου. Αν γίνει, ωστόσο, αυτό όχι μόνο θα καταστήσει τη βάση πλήρως αυτοσυντηρούμενη όσον αφορά την τροφή, αλλά θα καταστήσει επίσης δυνατή την επέκταση του πληρώματος, καθώς δεν θα υπάρχει πλέον η ανάγκη για την παράδοση μη ευαλλοίωτων τροφίμων, με αποτέλεσμα τη βελτιστοποίηση του διαθέσιμου χώρου για την παράδοση.

Λόγω της πλούσιας σε φως φύσης του επιλεγμένου τόπου προσεδάφισης, η ηλιακή ενέργεια θα είναι η κύρια πηγή ενέργειας και θα αποτελέσει μέρος της αρχικής εκτόξευσης μαζί με την πρώτη μονάδα και τις προμήθειες. Παρά το γεγονός ότι η περιοχή θα έχει πρόσβαση στο ηλιακό φως σχεδόν 80% του χρόνου, θα πρέπει να λάβουμε υπόψη τις σεληνιακές νύχτες. Λόγω των μειωμένων σκοτεινών ωρών, θα αρκεί η φόρτιση των μπαταριών που έχουν σχεδιαστεί για την τροφοδοσία της βάσης με ενέργεια. Με την επέκταση της βάσης, ωστόσο, θα είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο αριθμός των ηλιακών συλλεκτών και των μπαταριών, ώστε να καλύπτονται οι αυξανόμενες ανάγκες σε ηλεκτρική ενέργεια.

Στα πρώτα στάδια το οξυγόνο θα πρέπει να εισάγεται από τη Γη. Έχουμε περάσει από πολλούς τρόπους για να δημιουργήσουμε αέρα, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, παίρνουμε καθαρό ή σχεδόν καθαρό οξυγόνο, το οποίο δεν επαρκεί για την αναπνοή. Ο αναπνεύσιμος αέρας αποτελείται κυρίως από ενώσεις που μπορούν να αποκτηθούν στο φεγγάρι. Το οξυγόνο και οι υδρατμοί μπορούν να αποκτηθούν μέσω ηλεκτρόλυσης του σεληνιακού πάγου και το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να αποκτηθεί από τους αστροναύτες μας ως απόβλητο. Το μεγαλύτερο πρόβλημά μας με τη δημιουργία αέρα στο φεγγάρι είναι το άζωτο, καθώς είναι το κύριο συστατικό για τον αέρα και είναι επίσης το πιο περίπλοκο να αποκτηθεί. Η συγκέντρωσή του στη σεληνιακή ατμόσφαιρα είναι ανεπαρκής και ο μόνος τρόπος για να το αποκτήσουμε είναι μέσω της θέρμανσης του σεληνιακού ρεγολίθου σε ακραίες θερμοκρασίες. Αυτό θα διαχωρίσει το άζωτο από τον ρεγκόλιθο και μετά την ανάμειξη των αερίων θα πάρουμε μια ένωση που μοιάζει με αέρα και είναι κατάλληλη για αναπνοή.

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

Ο κύριος σκοπός του "Aeneas" είναι η διεξαγωγή επιστημονικών μελετών με στόχο την ανάπτυξη πιθανής μακροπρόθεσμης κατοίκησης στο φεγγάρι. Το έργο αποτελεί το πρώτο βήμα προς έναν πλήρως αυτοσυντηρούμενο μόνιμο σεληνιακό οικισμό. Κύριο μέλημα της βάσης θα είναι οι επιπτώσεις των κλειστών χώρων και της μικροβαρύτητας στο σώμα και το μυαλό. Ένας από τους στόχους του έργου θα είναι η ανάπτυξη λύσεων για τα προβλήματα αυτά, ώστε να καταστεί δυνατή η μελλοντική μόνιμη εγκατάσταση στο φεγγάρι. Ένας δευτερεύων στόχος της βάσης θα είναι η συλλογή δεδομένων για το φεγγάρι και η διεξαγωγή ερευνών που διαφορετικά θα ήταν μάλλον περίπλοκο να επιτευχθούν, όπως για παράδειγμα η περιοδική συλλογή δειγμάτων.

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

Καθώς ανοίγουν τα αλουμινένια παραθυρόφυλλα και σβήνει ο νυχτερινός φωτισμός, το δωμάτιο γεμίζει με απαλό και ζεστό φως. Ένας συναγερμός χτυπάει και η εξωτερική θερμοκρασία εμφανίζεται σε μια οθόνη απέναντι από τους υπνόσακους των πληρωμάτων. Καθώς και οι δύο κατευθύνονται προς την απέναντι πλευρά του δωματίου για το πρωινό τους και μια σακούλα καφέ. Μετά από είκοσι λεπτά πηγαίνουν στις μονάδες που τους έχουν ανατεθεί για την ημέρα. Παίρνουν το δρόμο τους μέσα από τις σκληρές αεροστεγείς πόρτες στο δωμάτιο σε σχήμα κύβου και πραγματοποιούν μια σύντομη συντήρηση για να εξασφαλίσουν την ασφάλεια του χώρου εργασίας. Και οι δύο ξεκινούν την 6,5 έως 7,5 ωριαία εργάσιμη ημέρα τους. Καθώς πλησιάζει η ώρα του μεσημεριανού γεύματος και οι δύο συναντιούνται στους χώρους διαβίωσης της κύριας μονάδας και απολαμβάνουν ένα γεύμα που αποτελείται από τρόφιμα από τη Γη και τοπικά συλλεγμένα προϊόντα. Στο δεύτερο μέρος της ημέρας, θα ήταν καλύτερο για έναν τουλάχιστον από τους δύο να αλλάξει δραστηριότητα. Για παράδειγμα, αν το "πρωί" ανέλυαν δείγματα σεληνιακού πάγου, τότε το "απόγευμα" θα μπορούσαν να κάνουν κηπουρική στη μονάδα βλάστησης ή ίσως να διεξάγουν τον εβδομαδιαίο έλεγχο συντήρησης μεγάλης κλίμακας.

Στο τέλος κάθε ημέρας, όμως, και οι δύο συναντιούνται και πάλι μαζί για δύο ώρες άσκησης. Είναι απαραίτητη αυτή η παρατεταμένη έκθεση στη μικροβαρύτητα, καθώς η τακτική άσκηση θα βοηθήσει στην επιβράδυνση του ρυθμού μείωσης της οστικής πυκνότητας. Θα είναι επίσης αρκετά συνηθισμένο για το πλήρωμα να βγαίνει έξω είτε για τη συλλογή δειγμάτων εδάφους και πάγου είτε για συντήρηση. Στο τέλος κάθε ημέρας οι αστροναύτες έχουν μεσημεριανό γεύμα και λίγο ελεύθερο χρόνο ανάλογα με το ακριβές πρόγραμμα εργασίας τους εκείνη την ημέρα.

Καθώς τα ρολά αλουμινίου κλείνουν για τις επόμενες 8 ώρες και το μόνο πράγμα που φωτίζει το δωμάτιο είναι τα αμυδρά φώτα LED. Τίποτα άλλο εκτός από το συνεχές βουητό του εξαερισμού δεν ακούγεται καθώς και τα δύο μέλη του πληρώματος αποκοιμούνται.

Άλλα έργα:

  Η φάλαγγα των ασημένιων φεγγάρι

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  Λύκειο Club Astro Lafayette

 

  lycée général et technologique LAFAYETTE
    Γαλλία
  Bvheart

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  刘子昂

 

  郑州轻工业大学
    Κίνα