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: Club Astro Lycée Lafayette

lycée général et technologique LAFAYETTE  CLERMONT-FERRAND    Γαλλία 16, 17   7 / 0

Περιγραφή του έργου

Είμαστε η λέσχη αστρονομίας του λυκείου Lafayette στο Clermont-Ferrand. Φέτος συμμετέχουμε μαζί με τον καθηγητή φυσικών επιστημών στο πείραμα με τη σταγόνα σε σχέση με την αποστολή Alpha που πραγματοποίησε ο Γάλλος αστροναύτης της ESA Thomas Pesquet. Είμαστε όλοι σε ένα σχολικό πρόγραμμα σπουδών για να προσανατολιστούμε στην αεροναυπηγική και την αεροδιαστημική μηχανική ή στην αστροφυσική έρευνα. Έτσι, με μεγάλο κίνητρο είπαμε ναι στον καθηγητή μας για να συμμετάσχουμε σε αυτόν τον διαγωνισμό. Πριν καν αρχίσουμε να σας λέμε για τις λύσεις μας για αυτή την πρόκληση, θα σας παρουσιάσουμε την τεχνική εργασίας που χρησιμοποιήσαμε καθ' όλη τη διάρκεια αυτού του έργου. Η τεχνική εργασίας μας συνίσταται στο να φτιάχνουμε μια λίστα με προβλήματα που έχουμε αντιμετωπίσει ή με μεγάλη πιθανότητα να αντιμετωπίσουμε: μόλις τελειώσει αυτή η λίστα προβλημάτων, χωρίζουμε αυτά τα "μεγάλα" προβλήματα για να φτιάξουμε πολλά "μικρότερα" που απαντούν με πιο συγκεκριμένο τρόπο στις ανάγκες μας. Είναι πράγματι απλούστερο να επιλύουμε πολλά μικρά προβλήματα ανεξάρτητα το ένα από το άλλο για να μπορέσουμε να αντιμετωπίσουμε έναν γενικό περιορισμό παρά να τον αντιμετωπίσουμε άμεσα. Μόλις όλη η ομάδα μας συμφώνησε για την τεχνική που θα χρησιμοποιήσουμε, αρχίσαμε να δημιουργούμε μια λειτουργική προδιαγραφή η οποία θα μας επιτρέψει να είμαστε πιο αποδοτικοί και πιο παραγωγικοί όταν προχωρήσουμε στο κομμάτι της τρισδιάστατης μοντελοποίησης. Το μοντέλο μας είναι μια άποψη της βάσης κατά τη διάρκεια μιας πρώτης αποστολής, οπότε υπάρχει μόνο η βασική ενότητα.

2.1 Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Η βάση μας χρειάζεται νερό για να λειτουργήσει, οπότε η βάση πρέπει οπωσδήποτε να βρίσκεται κοντά σε νερό: στο φεγγάρι μπορούμε να το βρούμε με τη μορφή πάγου, κυρίως στους πόλους του φεγγαριού, οπότε η βάση μας θα βρίσκεται σε έναν από τους δύο πόλους του φεγγαριού.

2.2 Πώς σκοπεύετε να χτίσετε τη δική σας κατασκήνωση στο φεγγάρι; Περιγράψτε τις τεχνικές, τα υλικά και τις σχεδιαστικές σας επιλογές.
Επιλέξαμε να κατασκευάσουμε μια αρθρωτή βάση, που επιτρέπει πράγματι να την επεκτείνουμε ανάλογα με τις διάφορες αποστολές που θα γίνουν. Γνωρίζουμε ότι η επιφάνεια του φεγγαριού ακτινοβολείται από διάφορες ακτινοβολίες που προέρχονται από τον ήλιο, για να προστατευτούμε αποφασίσαμε να θάψουμε τη βάση μας. Αυτό έχει επίσης το πλεονέκτημα ότι την προστατεύει από πιθανές προσκρούσεις μετεωριτών. Για να σκάψουμε το ρεγκόλιθο σκεφτήκαμε να χρησιμοποιήσουμε πλακάκια με ένα σκουλήκι μέσα για να μετακινείται και να σκάβει το ρεγκόλιθο. Το πλεονέκτημα είναι το βάρος που είναι μάλλον χαμηλό και το γεγονός ότι μπορούμε να φτιάξουμε μεγάλο μήκος βάζοντας από άκρη σε άκρη διάφορα τμήματα. Η επιλογή της ενότητας καθορίστηκε με βάση διάφορα κριτήρια: το κυριότερο είναι ότι η ενότητα πρέπει να αντέχει στην πίεση που θα ασκεί ο ρεγολίθι πάνω της όταν θα ταφεί η βάση. Στη συνέχεια διαπιστώσαμε ότι μια τετράγωνη μονάδα με στρογγυλεμένη άκρη ήταν ευκολότερο να κατασκευαστεί και επιλέξαμε αυτό το σχήμα. Για να επιβεβαιώσουμε την επιλογή μας, πήγαμε να ρωτήσουμε τον καθηγητή μας στις επιστήμες της μηχανικής αν αυτή η επιλογή θα μπορούσε να αντισταθεί στις διάφορες δυνάμεις στις οποίες θα υποβαλλόταν. Εκείνος το έλεγξε και μας είπε ότι δυστυχώς δεν θα συνέβαινε αυτό. Έτσι επιλέξαμε τελικά μια μονάδα ημισφαιρικού σχήματος. Για λόγους ευκολίας μεταφοράς αυτή θα αποτελείται από τρίγωνα συναρμολογημένα μεταξύ τους. Είναι δυνατόν να συναρμολογηθούν στο έδαφος για να διευκολυνθεί η συναρμολόγηση επί τόπου. Οι διάφορες μονάδες μας συνδέονται μεταξύ τους με σωλήνες υπό πίεση.
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)

Ο καταυλισμός μας στο φεγγάρι μας επιτρέπει να προστατεύουμε τους αστροναύτες από τους πολλούς κινδύνους που τους περιβάλλουν σε αυτή την εχθρική επιφάνεια. Πράγματι, γνωρίζουμε ότι δεν υπάρχει ατμόσφαιρα στο φεγγάρι, και επομένως δεν υπάρχει δυνατότητα αναπνοής. Γι' αυτό η σεληνιακή μας βάση θα είναι στεγανή και θα βρίσκεται υπό πίεση σε συνθήκες παρόμοιες με αυτές της Γης ή του ISS. Για να εξασφαλίσουμε αυτή τη στεγανότητα, θα χρησιμοποιήσουμε σφραγίδες σε κάθε διασταύρωση. Έχουμε μάθει από τις ιστοσελίδες της NASA και της ESA ότι ο σεληνιακός ρεγόλιθος είναι αιχμηρός και ερεθιστικός, γι' αυτό, για να προστατεύσουμε τους αστροναύτες, έχουμε προβλέψει ένα υπόστεγο στην επιφάνεια του φεγγαριού, ώστε να διασφαλίσουμε ότι δεν θα υπάρχει ρεγόλιθος στη βάση. Εάν κατά λάθος συνέβαινε αυτό, το φίλτρο μας θα εξασφάλιζε και πάλι την ασφάλεια των αστροναυτών. Για να προστατεύσουμε τους αστροναύτες μας από την επικίνδυνη ακτινοβολία, αποφασίσαμε, όπως εξηγήθηκε στο μέρος 2.2, να θάψουμε τη βάση μας.

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

Νερό
Τρόφιμα
Ισχύς
Air

Το νερό θα είναι ένας σημαντικός πόρος για τη σεληνιακή μας βάση, στην πραγματικότητα θα χρησιμοποιηθεί για την ενυδάτωση του πληρώματος, για τις καλλιέργειες και κυρίως για την παραγωγή οξυγόνου για τη βάση μέσω ενός συστήματος ηλεκτρόλυσης του νερού που θα παράγει επίσης υδρογόνο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για την απογείωση των πυραύλων εφοδιασμού.
Μπορεί να ανακτηθεί απευθείας από τη Σελήνη με την εκμετάλλευση του υπάρχοντος πάγου ή να μεταφερθεί απευθείας από τη Γη, ειδικά για τις πρώτες ημέρες. Επιπλέον, στη βάση υπάρχει ένα σύστημα ανακύκλωσης νερού, ώστε να καταναλώνεται λιγότερο νερό.

Η βάση πρέπει να παρέχει τροφή για το πλήρωμα, ωστόσο δεν υπάρχει πραγματική πηγή τροφής στο φεγγάρι, οπότε η τροφή θα πρέπει να μεταφερθεί από τη Γη με τη βοήθεια ενός πυραύλου εφοδιασμού. Ωστόσο, χάρη στην αρθρωτή δομή της βάσης, μπορεί να προστεθεί χωρίς κανένα πρόβλημα μια μονάδα θερμοκηπίου ή μια μονάδα αναπαραγωγής για την εκτροφή κοτόπουλων για παράδειγμα, γεγονός που θα μειώσει τον αριθμό των πυραύλων ανεφοδιασμού και θα βελτιώσει ταυτόχρονα την ποιότητα ζωής του πληρώματος, είναι πολύ καλύτερο να τρως φρέσκα αυγά το πρωί από ένα κονσερβοποιημένο φαγητό.

Η βάση πρέπει επίσης να τροφοδοτείται με ενέργεια, οπότε θα χρησιμοποιήσουμε ηλιακούς συλλέκτες που είναι πολύ πιο αποδοτικοί από ό,τι στη Γη, επειδή η Σελήνη δεν έχει ατμόσφαιρα. Φυσικά, αυτοί οι ηλιακοί συλλέκτες θα πρέπει να συνοδεύονται από συσσωρευτές για την αποθήκευση ενέργειας κατά τη διάρκεια της νύχτας, αλλά ένας κύκλος ημέρας-νύχτας στη Σελήνη διαρκεί 30 γήινες ημέρες, οπότε θα χρειαστούμε περισσότερους συσσωρευτές.
Δυστυχώς, όμως, για να υπάρχει πρόσβαση στο νερό, η βάση πρέπει να βρίσκεται προς τους πόλους, όπου υπάρχει η μικρότερη ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας, γι' αυτό και αποφασίστηκε να προστεθεί η χρήση πυρηνικών μπαταριών για να αντισταθμιστεί αυτή η απώλεια.

Υπάρχει ένα πρόβλημα στη Σελήνη, το οποίο είναι ότι δεν βρίσκουμε καθόλου αέρα σε αυτήν. Ο κοσμοναύτης χρειάζεται αέρα, οπότε δεν έχουμε επιλογές να εισάγουμε πολλά οξυγόνα και αζωτούχες δεξαμενές από τη Γη για να εξασφαλίσουμε την αναπνοή των ανθρώπων. Επιπλέον, αν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το οξυγόνο που υπάρχει στο σεληνιακό έδαφος, μπορούμε να αντικαταστήσουμε τις δεξαμενές οξυγόνου με περισσότερες δεξαμενές αζωτούχων, έτσι ώστε να μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αποτελεσματικά το χώρο του γήινου πυραύλου, επειδή το σεληνιακό έδαφος αποτελείται κυρίως από οξυγόνο (περισσότερο από 40%). Εάν μπορούμε να αναπτύξουμε την τεχνολογία για να πάρουμε οξυγόνο με το έδαφος, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή την τεχνολογία για να πάρουμε οξυγόνο στο CO2 που είναι το αέριο της εκπνοής μας. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρόλυση με το νερό και να πάρουμε το οξυγόνο του, έτσι ώστε να είμαστε εντελώς ανεξάρτητοι με αυτό το αέριο και να κρατήσουμε τους πυραύλους για άλλα αναγκαία προϊόντα, όπως το νερό ή τα τρόφιμα.

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

Ο κύριος σκοπός της σεληνιακής μας κατασκήνωσης θα είναι να κάνουμε κάποια έρευνα σχετικά με την ικανότητα των ανθρώπων να επιβιώνουν σε ένα άλλο περιβάλλον (διαφορετική βαρύτητα, χωρίς αέρα κ.λπ.). Το πείραμα θα διαρκέσει πολλά χρόνια, και αν πετύχει, μπορούμε να πούμε ξεκάθαρα ότι μπορούμε να ζήσουμε στη Σελήνη. Ωστόσο, αν τα αποτελέσματα δεν είναι καταληκτικά, θα πάρουμε πίσω τα πράγματά μας και θα επιστρέψουμε στη Γη με ασφάλεια. Το επόμενο βήμα μετά τη μικρή μας βάση στη Σελήνη είναι να εγκαταστήσουμε αποικισμό σε αυτόν τον δορυφόρο, και να αρχίσουμε να φτιάχνουμε έναν νέο πολιτισμό, οπότε ο κύριος σκοπός του θα είναι τουριστικός.

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

Η διαχείριση της ημέρας κατά τη διάρκεια μιας αποστολής μακράς διάρκειας είναι απαραίτητη για την αποφυγή της υπερκόπωσης των μελών της ομάδας στο σταθμό. Για το λόγο αυτό, τα εβδομαδιαία προγράμματα θα σχεδιάζονται στη Γη και θα διανέμονται κάθε Δευτέρα στην αρχή της εβδομάδας. Η εβδομάδα θα διαρθρώνεται με βάση 5 ημέρες εργασίας (Δευτέρα έως Παρασκευή) και 2 ημέρες ανάπαυσης (Σάββατο και Κυριακή) και οι ώρες θα είναι UTC. Κάθε ημέρα θα είναι επίσης καλά προετοιμασμένη και οργανωμένη. Ξεκινά στις 7 το πρωί, όταν οι τελευταίοι θα πρέπει να είναι ξύπνιοι. Οι αστροναύτες θα έχουν μέχρι τις 8:30 π.μ. να προετοιμαστούν και να πάρουν πρωινό. Στις 8:30 π.μ. όλα τα μέλη συγκεντρώνονται σε μια αίθουσα συνεδριάσεων και εκεί ο κυβερνήτης δίνει σε κάθε μέλος τις εντολές αποστολής της ημέρας που θα του έχει μεταδώσει η γη και κάνει μια γενική ενημέρωση. Από τις 9 π.μ. ο κάθε αστροναύτης θα είναι απασχολημένος με αυτό που του έχει ζητήσει η γη να κάνει. Οι αστροναύτες είναι υποχρεωμένοι να κάνουν διάλειμμα 1 ώρας μεταξύ 11 π.μ. και 2 μ.μ. Η εργάσιμη ημέρα ολοκληρώνεται στις 5:30 μ.μ. με μια 30λεπτη ενημέρωση για την ημέρα στην αίθουσα συνεδριάσεων. Μετά από αυτό, οι αστροναύτες είναι ελεύθεροι να κάνουν ό,τι θέλουν μέχρι τις 11 το βράδυ. Στις 11:00 μ.μ. η βάση μπαίνει σε νυχτερινή λειτουργία και οι αστροναύτες θα πρέπει να βρίσκονται όσο το δυνατόν περισσότερο στα δωμάτιά τους. Αυτός ο προγραμματισμός της ημέρας μπορεί να αλλάξει εάν υπάρχουν συγκεκριμένες ενέργειες (EVA, γενέθλια, ανακούφιση, ...)

Άλλα έργα:

  Αστέρι Explorers

 

  Λύκειο COSTEBELLE
    Γαλλία
  Ανερχόμενα κύματα

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  επιθετική σεληνιακή

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  Κατασκήνωση Polaris

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα