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: Moonoids

Tudor Vianu Εθνικό Λύκειο Πληροφορικής  Βουκουρέστι    Ρουμανία 16, 17   6 / 3


Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

Σχεδιάσαμε μια κατασκήνωση για τη Σελήνη για τέσσερα έως έξι άτομα, προκειμένου να μελετήσουν τη Σελήνη και να προετοιμαστούν για μελλοντικές διαστημικές αποστολές. Σκοπός μας είναι να δημιουργήσουμε ένα ασφαλές περιβάλλον ώστε οι αστροναύτες μας να μπορούν να διεξάγουν έρευνα χωρίς να χρειάζεται να επιστρέψουν στη Γη. Η βάση μας θα έχει τρεις κύριες μονάδες που θα συνδέονται μεταξύ τους μέσω ερμητικά σφραγισμένων σηράγγων και θα επιτρέπουν περαιτέρω επεκτάσεις όταν αυτές θα χρειαστούν. Ελπίζουμε επίσης να είμαστε σε θέση να στέλνουμε ήλιο-3 πίσω στη Γη, το οποίο θα μπορούσε να παρέχει ασφαλέστερη πυρηνική ενέργεια χωρίς ραδιενεργά απόβλητα.

2.1 Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Θέλουμε να τοποθετήσουμε τη Σεληνιακή Κατασκήνωση κοντά στον κρατήρα Σάκλετον στο νότιο πόλο. Έχει αποδειχθεί από την προκαταρκτική ανάλυση των δεδομένων του δορυφόρου SMART-1 της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας ότι η κορυφή του λόφου στα νοτιοδυτικά του κρατήρα Shackleton φωτίζεται συνεχώς κατά τη διάρκεια του σεληνιακού νότιου καλοκαιριού. Καθώς ο λόφος θα έχει σταθερή ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, το πρόβλημα σχετικά με την πηγή ενέργειας θα λυθεί. Το ηλιακό φως είναι ένας σημαντικός παράγοντας στις μεταβολές της θερμοκρασίας. Μεταξύ ημέρας και νύχτας, η θερμοκρασία μπορεί να αλλάξει με περίπου 300 βαθμούς Κελσίου. Έτσι, αν η επιφάνεια φωτίζεται συνεχώς, η θερμοκρασία δεν θα μεταβάλλεται τόσο πολύ. Κοντά στο νότιο πόλο υπάρχουν επίσης τα μεγαλύτερα κοιτάσματα πάγου που θα χρησιμοποιήσουμε για να πάρουμε οξυγόνο, υδρογόνο μέσω υδρόλυσης και πόσιμο νερό, ο κρατήρας Σάκλετον λέγεται ότι έχει κοιτάσματα νερού, ώστε οι αστροναύτες να μην χρειάζεται να ταξιδέψουν μακριά, εξοικονομώντας έτσι πόρους.

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

Θα φέρουμε βασικά υλικά από τη Γη. Τα ρομπότ που έχουν σχεδιαστεί στη Γη θα αρχίσουν να κατασκευάζουν αρχικά τους αεροφράκτες και τις κύριες μονάδες. Έχουμε θερμοκρασία, πίεση και ακτινοβολία μεταξύ των μεταβλητών που διαφέρουν πολύ από αυτές στη Γη. Δεδομένου ότι οι αστροναύτες θα παραμείνουν μέσα στο Moon Camp, η θερμοκρασία πρέπει να παραμείνει σταθερή. Ένα από τα καλύτερα υλικά για θερμική μόνωση (απομόνωση;) είναι η αερογέλη. Είναι ένα στερεό με εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα και εξαιτίας αυτού είναι πολύ ελαφρύ. Το κέβλαρ ζυγίζει ελάχιστα και έχει υψηλό βαθμό σκληρότητας. Κάτω από ακραίες θερμοκρασίες το κέβλαρ δεν αλλάζει τη δομή ή τη μορφή του. Καθώς η κατασκήνωση στη Σελήνη θα χρειαστεί παράθυρα για να μπορούν οι αστροναύτες να βλέπουν προς τα έξω, θα χρησιμοποιήσουμε θερμικό γυαλί. Το θερμικό γυαλί θα προστατεύει τους αστροναύτες από τις ακραίες θερμοκρασίες και από τις πιέσεις του διαστήματος. Για αντικείμενα όπως καρέκλες και τραπέζια και επιπλέον εξαρτήματα θα χρησιμοποιήσουμε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για να πάρουμε τα εξαρτήματα που χρειαζόμαστε.

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)

Θα προστατέψουμε τη σεληνιακή μας κατασκήνωση με την κατασκευή 3 αεροθυρίδων, μία σε κάθε σημαντική μονάδα, ώστε σε περίπτωση απώλειας μιας από τις μονάδες, οι άλλες δύο θα παραμείνουν άθικτες, προστατεύοντας παράλληλα τους αστροναύτες μας από την κατοικήσιμη ατμόσφαιρα. Χρησιμοποιώντας αερογέλη και θερμικό γυαλί θα εξασφαλίσουμε τη σταθερότητα της θερμοκρασίας και των επιπέδων οξυγόνου. Η ακτινοβολία είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα και σκοπεύουμε να καλύψουμε τη σεληνιακή κατασκήνωση με ένα στρώμα σεληνιακού πετρώματος, καθώς αυτή είναι η καλύτερη λύση επειδή δεν απαιτείται η μεταφορά υλικών από τη Γη. Τα συστήματα υποστήριξης της ζωής μας και ένα επιπλέον δωμάτιο γεμάτο με όλα τα απαραίτητα θα κατασκευαστούν υπόγεια με πρόσβαση και από τις 3 μονάδες, ώστε να είναι πιο προστατευμένα και να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εφεδρικά σε περίπτωση ατυχήματος. Η βαρύτητα προκαλεί ατροφία των μυών και των οστών, οπότε οι αστροναύτες θα έχουν μια καθημερινή ρουτίνα προπόνησης ώστε να διατηρούν τη φυσική τους μορφή.

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

Νερό
Τρόφιμα
Ισχύς
Air

Σκοπεύουμε να πάρουμε πόσιμο νερό λιώνοντας τον πάγο. Οι αστροναύτες θα το παίρνουν από τα αποθέματα πάγου γύρω από το νότιο πόλο. Θα χρησιμοποιήσουμε ένα σύστημα φιλτραρίσματος βασισμένο σε μεταλλικό σίδηρο που μπορούμε να πάρουμε από τον ρεγολίθ, μέσω ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος που θα μπορούσε επίσης να μας παρέχει ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Θα χρησιμοποιήσουμε ένα σεληνιακό όχημα για να μπούμε στους κρατήρες και να πάρουμε τον πάγο. Θα κατασκευάσουμε καθρέφτες στην άκρη των κρατήρων που θα κατευθύνουν το ηλιακό φως στους ηλιακούς συλλέκτες του ρόβερ, ώστε να μην χρειάζεται να το φορτίζουμε από τον καταυλισμό.

Στην αρχή, η διατροφή τους θα αποτελούνταν από φυτά που αναπτύσσονται γρήγορα (φύκια) και διατροφικές ράβδους που θα έφερναν από τη Γη. Το μπρόκολο είναι η κύρια πηγή σιδήρου και βιταμίνης C, η σόγια παρέχει πρωτεΐνες, μαγνήσιο και βιταμίνη D. Θα παίρνουν βιταμίνη Α και υδατάνθρακες από τις γλυκοπατάτες, ψευδάργυρο και ασβέστιο από τις φακές και βιταμίνη Κ από το edamame. Οι χουρμάδες είναι μια εξαιρετική πηγή ζάχαρης. Στους αστροναύτες θα δοθούν σχέδια γευμάτων που θα καλύπτουν τις θερμιδικές τους ανάγκες. Τα φυτά θα αναπτύσσονται σε άγαρ επειδή είναι ένα πιο υγιεινό μέσο, είναι πιο εύκολο να δουλέψει κανείς και τα θρεπτικά συστατικά και οι βιταμίνες μπορούν να προστεθούν σε ακριβείς ποσότητες.

Η κύρια πηγή ενέργειας θα είναι η ηλιακή ενέργεια που θα παράγεται από το συνεχές ηλιακό φως. Τα πάνελ θα τροφοδοτούν ολόκληρο το Moon Camp και το πλεόνασμα της ενέργειας θα αποθηκεύεται σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Αυτές οι μπαταρίες θα τροφοδοτούν τη βάση τη νύχτα. Τη νύχτα θα χρησιμοποιούμε μια γεννήτρια υδρογόνου για να έχουμε τη μέγιστη δυνατή ισχύ. Η καλύτερη μέθοδος για την παραγωγή αερίου υδρογόνου υψηλής καθαρότητας είναι η ηλεκτρόλυση νερού. Μια άλλη εναλλακτική λύση είναι ένας αντιδραστήρας σύντηξης που χρησιμοποιεί ήλιο-3 ως καύσιμο. Το ήλιο-3 είναι ασφαλέστερο για την πυρηνική ενέργεια αφού δεν γίνεται ραδιενεργό και δεν θα παράγει τοξικά απόβλητα.

Θα χρησιμοποιήσουμε την υδρόλυση για να πάρουμε οξυγόνο, αλλά για να πάρουμε αέρα με το συνιστώμενο ποσοστό οξυγόνου 20% και αζώτου 78% θα πρέπει να περάσουμε από περισσότερα βήματα. Στην αρχή θα φέρουμε άζωτο από τη Γη σε δεξαμενές αερίου, αλλά αργότερα σκεφτόμαστε να χρησιμοποιήσουμε άλλες μεθόδους, όπως η σύνθεσή του από ουρία. Τα κοιτάσματα πάγου θα είναι η κύρια πηγή οξυγόνου, καθώς και υδρογόνου που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ως καύσιμο, αλλά θα χρησιμοποιήσουμε επίσης τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης λιωμένου άλατος για την απομάκρυνση του οξυγόνου από τον ρεγολίθ.

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

Ο κύριος σκοπός του προγράμματός μας από επιστημονική άποψη είναι η εξερεύνηση της Σελήνης και η εξέταση της δυνατότητας μόνιμης διαβίωσης στη Σελήνη. Λαμβάνουμε υπόψη την αποτελεσματικότητα και το ενδεχόμενο να οικοδομήσουμε μια μελλοντική αποικία που θα επεκταθεί αργότερα σε άλλους πλανήτες. Αν πρόκειται να εγκαταστήσουμε έναν καταυλισμό στην επιφάνεια της Σελήνης θα κάνουμε τα διαστημικά ταξίδια ευκολότερα και φθηνότερα λόγω της χαμηλής βαρύτητας που έχει η Σελήνη. Από εμπορική άποψη, ο σκοπός μας θα είναι να φέρουμε το Ήλιο-3 πίσω στη Γη και να το χρησιμοποιήσουμε σε πυρηνικούς αντιδραστήρες ως εναλλακτική πηγή ενέργειας. Θα μπορούσαμε επίσης να δημιουργήσουμε μια εικονική "Κατασκήνωση στη Σελήνη" ώστε όλοι στη Γη να μπορούν να δουν τι κάνουν οι αστροναύτες, πώς είναι η βάση. Οι άνθρωποι στη Γη μπορούν να μάθουν περισσότερα για τα μυστικά της Σελήνης και να είναι ενήμεροι για τις νέες ανακαλύψεις.

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

Το πλήρωμα θα κοιμάται σε δύο βάρδιες, έτσι ώστε ανά πάσα στιγμή να υπάρχουν τουλάχιστον 2 μέλη του πληρώματος ξύπνια. Αφού ξυπνήσουν, οι αστροναύτες θα κάνουν ντους και θα φάνε πρωινό στο λόμπι. Μετά από αυτό, θα γυμναστούν για δύο ώρες, θα πρέπει να βεβαιωθούμε ότι ο εξοπλισμός που θα χρησιμοποιήσουν είναι κατάλληλος για τη χαμηλότερη βαρύτητα της Σελήνης. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι αστροναύτες παρουσιάζουν απώλεια μυϊκής μάζας έως και 20% στις διαστημικές πτήσεις. θα πρέπει να ελέγχουν συνεχώς τα επίπεδα οξυγόνου, υδρογόνου στον αέρα, την ακεραιότητα των ηλιακών συλλεκτών και των μπαταριών. Θα έχουν καθημερινά καθήκοντα, όπως η επισκευή των κατεστραμμένων αντικειμένων στο εργαστήριο, η ανάλυση δειγμάτων στο εργαστήριο, η συγκομιδή, η φροντίδα των φυτών. Αν η θερμοκρασία το επιτρέπει, κάποια από τα μέλη θα πηγαίνουν σε αποστολές έξω και θα παίρνουν δεδομένα ή δείγματα. Θα ταξιδεύουν με ένα σεληνιακό ρόβερ, το οποίο θα φορτίζεται στη βάση για μεγαλύτερα ταξίδια, αλλά θα είναι επίσης εξοπλισμένο με δικά του ηλιακά πάνελ. Ο καθένας από τους αστροναύτες θα έχει χρόνο να επικοινωνεί με τις οικογένειες και τους φίλους του, θα έχει πρόσβαση σε ψυχολόγο και θα λαμβάνει επίσης νέες εργασίες από το κέντρο ελέγχου στη Γη. Ενώ οι αστροναύτες θα εργάζονται για την εδραίωση ενός αυτοσυντηρούμενου σεληνιακού στρατοπέδου, θα εξακολουθούν να χρειάζονται προμήθειες που θα αποστέλλονται από τη Γη. Οι αστροναύτες θα μπορούν να ζητούν ανταλλακτικά σε περίπτωση που κάτι χαλάσει και δεν μπορεί να αντικατασταθεί και επίσης θα λαμβάνουν μπάρες πρωτεϊνών και βιταμινών. Με τη δημιουργία ενός καταυλισμού στη Σελήνη, λόγω της χαμηλότερης βαρύτητας, θα είναι πολύ φθηνότερο να εφοδιάζονται για ταξίδια μακρύτερα από τη Γη. Αναλύοντας πώς λειτουργεί αυτή η πρώτη σεληνιακή κατασκήνωση, πόσους πόρους χρειάζεται, θα μπορέσουμε να την επεκτείνουμε και να δημιουργήσουμε ακόμη και ένα ερευνητικό κέντρο για τη Σελήνη και ένα κέντρο ελέγχου για μελλοντικές αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος.

Άλλα έργα:

  Μάλαλο

 

  Δημόσιο σχολείο Τιφλίδας #130
    Γεωργία
  CosCallisto

 

  Bahçeşehir Koleji
    Τουρκία
  σεληνιακοί εξερευνητές

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Κίνα
  Πέρα από εδώ

 

  Zhengzhou University of Light Industry
    Κίνα