Στο Moon Camp Pioneers, η αποστολή κάθε ομάδας είναι να σχεδιάσει τρισδιάστατα ένα πλήρες Moon Camp χρησιμοποιώντας το λογισμικό της επιλογής της. Πρέπει επίσης να εξηγήσουν πώς θα χρησιμοποιήσουν τους τοπικούς πόρους, πώς θα προστατεύσουν τους αστροναύτες από τους κινδύνους του διαστήματος και πώς θα περιγράψουν τις εγκαταστάσεις διαβίωσης και εργασίας στη Σεληνιακή Κατασκήνωσή τους.
Πρώτη θέση - Κράτη μέλη του ESA
Γυμνάσιο Nad Aleji Πράγα-Πράγα Τσεχική Δημοκρατία 13, 15 2 / Αγγλικά
Λογισμικό τρισδιάστατης σχεδίασης: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Μία από τις συνεισφορές της ESA στο πρόγραμμα Artemis θα μπορούσε να είναι ένα μικρό σεληνιακό καταφύγιο, η οποία αργότερα θα μετατραπεί σε σεληνιακή βάση. Παρουσιάζουμε ένα τέτοιο σεληνιακό καταφύγιο για δύο αστροναύτες.
Το κύριο κριτήριο ήταν ότι το κάλυμμα θα μπορούσε να μεταφερθεί στη Σελήνη με το EL3, το οποίο έχει ωφέλιμο φορτίο 1,5 τόνου στη Σελήνη. Δεν καταφέραμε να ικανοποιήσουμε πλήρως αυτό το όριο βάρους, αλλά δεν είναι εξωπραγματικό ότι το όριο θα επιτευχθεί μετά από περαιτέρω τροποποιήσεις και ανάπτυξη του σχεδιασμού. Λαμβάνοντας υπόψη ένα τόσο χαμηλό βάρος, ο εξοπλισμός του καταφυγίου είναι πολύ βασικός, αλλά μπορεί να εξυπηρετήσει καλά το σκοπό του στα αρχικά στάδια της σεληνιακής εξερεύνησης.
Το καταφύγιο αποτελείται από ένα σφραγισμένο ενότητα και ένα μη σφραγισμένο βεράντα. Η μονάδα στεγάζει το μεγαλύτερο μέρος του εξοπλισμού και το πλήρωμα ζει και εργάζεται σε αυτήν. Πάνω από τη μονάδα υπάρχει μια βεράντα που χρησιμεύει ως αποθήκη για τον εξωτερικό εξοπλισμό, τα δείγματα που δεν προορίζονται για επιτόπια ανάλυση κ.λπ. Το πλήρωμα μεταβαίνει από τη μονάδα στο καταφύγιο και στη συνέχεια στην επιφάνεια μέσω ενός αεροφράκτη που τοποθετείται αντισυμβατικά στην οροφή της μονάδας. Αυτό διευκολύνει την κατασκευή της ασπίδας ακτινοβολίας και απλοποιεί το συνολικό σχεδιασμό.
Ο αποικισμός της Σελήνης θα μας αποφέρει πολλά οφέλη. Θα αποτελέσει εφαλτήριο για την εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος. Οι ανακαλύψεις και οι τεχνολογίες που θα αναπτυχθούν κατά την κατασκευή της βάσης στη Σελήνη θα μας βοηθήσουν και στη Γη.
Ο σκοπός του καταφυγίου μας είναι να έχουμε μια βάση στη Σελήνη γύρω από την οποία θα μπορούν να χτιστούν περαιτέρω οικισμοί. Σε αυτό θα δοκιμαστούν όλες οι απαραίτητες τεχνολογίες για την κατασκευή άλλων μονάδων.
Στο μέλλον, σκοπεύουμε να χρησιμοποιήσουμε τη βάση κυρίως για επιστημονικούς και τεχνικούς σκοπούς. Εκεί θα αναπτυχθούν τεχνολογίες για το ταξίδι στον Άρη. Χρησιμοποιώντας την ISRU μπορούμε να κατασκευάσουμε ολόκληρους ανιχνευτές στη Σελήνη και να τους στείλουμε στο ηλιακό σύστημα. Μπορούμε να εργαστούμε πάνω σε νέα προηγμένα συστήματα υποστήριξης της ζωής ή να κάνουμε υπέρυθρη αστρονομία. Η εμπορική χρήση θα είναι επίσης σημαντική, η οποία θα εξασφαλίσει τη χρηματοδότηση της βάσης στο μέλλον.
Το καταφύγιο είναι κατασκευασμένο για μέγιστο σκοτάδι 5 ημερών, οπότε οι επιλογές της βάσης περιορίζονται σε λίγες περιοχές του Νότιου Πόλου, συγκεκριμένα στο χείλος του κρατήρα Σάκλετον. Εάν βρισκόταν στο σκοτάδι για περισσότερες από πέντε ημέρες, θα πάγωνε. Με ύψος 18 μέτρα, ο ηλιακός συλλέκτης θα φωτίζεται ακόμη περισσότερο από την υπόλοιπη βάση.
Ο φωτισμός είναι το μόνο περιοριστικό κριτήριο για τη θέση του ίδιου του καταφυγίου, αλλά πρέπει να εξεταστεί η περαιτέρω ανάπτυξη που θα χρειαστεί πρόσβαση σε πάγο νερού σε μόνιμα σκιασμένες περιοχές. Ευτυχώς, η άκρη του κρατήρα Shackleton πληροί και αυτό το κριτήριο.
Το καταφύγιο θα έρθει εξ ολοκλήρου από τη Γη. Θα εκτοξευθεί με Ariane 6 + EL3, ή μάλλον Ariane NEXT + EL3 (ή κάποιο διάδοχο του EL3). Μετά την εκτόξευση και την πτήση προς τη Σελήνη, το EL3 θα προσγειωθεί με το καταφύγιο και στη συνέχεια θα εκφορτωθεί από το EL3. Δεν έχουμε σχεδιάσει ακόμη τον ακριβή μηχανισμό εκφόρτωσης του καταφυγίου, επειδή δεν γνωρίζουμε πώς ακριβώς θα μοιάζει το EL3.
Το μόνο πράγμα που θα χρησιμοποιηθεί για την "κατασκευή" του καταφυγίου θα είναι ο σεληνιακός ρεγόλιθος ως ασπίδα ακτινοβολίας. Τελικά, 16 σάκοι με ρεγόλιθο θα τοποθετηθούν γύρω από το καταφύγιο, παρέχοντας 0,5 μέτρα ασπίδα ακτινοβολίας. Οι σάκοι θα γεμίσουν με τον εκσκαφέα RASSOR. Μετακινεί έως και 700 κιλά ρεγολίθου την ημέρα. Κάθε σάκος περιέχει 1200 kg ρεγολίθου. Κατά τη διάρκεια της πρώτης αποστολής, θα γεμίσουν μόνο τέσσερις σάκοι γύρω από τους χώρους ύπνου, κάτι που θα διαρκέσει 7 ημέρες. Το RASSOR συλλέγει πάντα τον ρεγόλιθο και στη συνέχεια ανεβαίνει τη ράμπα μέχρι τις κορυφές των σάκων, όπου και απορρίπτει τον ρεγόλιθο. Το πλήρωμα θα πρέπει να επανατοποθετήσει τη ράμπα αφού γεμίσει κάθε σακούλα. Τα υπόλοιπα θα γίνουν σε αυτόνομη λειτουργία.
Όσον αφορά την κατασκευή του καταφυγίου, χρησιμοποιούμε κυρίως ένα ελαφρύ αλλά ισχυρό σύνθετο υλικό από άνθρακα, το οποίο μας επέτρεψε να μειώσουμε το συνολικό βάρος.
Στο μέλλον, οι σάκοι δεν θα χρησιμοποιούνται πλέον για τη θωράκιση της ακτινοβολίας, αλλά για την τρισδιάστατη εκτύπωση από τον ρεγολίθ. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή γκαράζ για τα ρόβερ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία προστασίας για φουσκωτά ενδιαιτήματα.
Στη Σελήνη συναντάμε διάφορους τύπους ακτινοβολίας, δηλαδή GCR, SPE και δευτερογενή ακτινοβολία που δημιουργείται μετά την αλληλεπίδραση GCR ή SPE με υλικά. Δεδομένης της μικρής διάρκειας της αποστολής (14 ημέρες), η δόση που λαμβάνεται από το GCR είναι αποδεκτή (όπως γνωρίζουμε χάρη στο Apollo). Το πρόβλημα θα ήταν αν το πλήρωμα στο εσωτερικό χτυπηθεί από την SPE. Αν και η πιθανότητα είναι μικρή, θα μπορούσε να έχει θανατηφόρες συνέπειες. Ως εκ τούτου, κατά την πρώτη αποστολή, θα προστεθεί 0,5 m θωράκισης από ρεγολίθι γύρω από τα διαμερίσματα του πληρώματος και θα συμπληρωθεί γύρω από ολόκληρο το καταφύγιο κατά τις επόμενες αποστολές. Αυτό θα είναι αρκετό για την προστασία από μικρότερες ηλιακές καταιγίδες. Καθώς οι αποστολές γίνονται μεγαλύτερες, θα πρέπει να προστεθεί πρόσθετη θωράκιση έναντι μεγάλων καταιγίδων.
Οι μικρομετεωροειδείς είναι λιγότερο συχνοί στο σεληνιακό διάστημα και τα τροχιακά συντρίμμια δεν υπάρχουν καθόλου, οπότε 3 χιλιοστά σύνθετου άνθρακα και MLI θα τους σταματήσουν. Η προσθήκη θωράκισης από ρεγόλιθο αυξάνει ακόμη περισσότερο την ασφάλεια.
Μια βεράντα χρησιμεύει ως προστασία από τη σκόνη. Το εσωτερικό της θα είναι ημι-καθαρό και χρησιμεύει, μεταξύ άλλων, ως αποθηκευτικός χώρος για πράγματα που μπορεί να μην βρίσκονται στη μονάδα. Οι αστροναύτες καθαρίζονται προσεκτικά πριν εισέλθουν στη βεράντα. Η σκόνη που μπαίνει στο εσωτερικό φιλτράρεται από ένα σύστημα αναζωογόνησης της ατμόσφαιρας, συγκεκριμένα από ένα φίλτρο που βρίσκεται σε κάθε δοχείο υδροξειδίου του λιθίου. Η έξοδος του συστήματος αναζωογόνησης της ατμόσφαιρας βρίσκεται στα διαμερίσματα του πληρώματος.
Μια άλλη πτυχή είναι το θερμικό περιβάλλον. Κατά τη διάρκεια της παραμονής του πληρώματος στα φώτα, τα συστήματα του καταφυγίου θα έχουν 8 kW ισχύος εισόδου που πρέπει να εκπέμπονται. Θα χρησιμοποιήσουμε ένα θερμαντικό σώμα μήκους 10 μέτρων για να εκπέμψουμε την περίσσεια θερμότητας. Κατά τη διάρκεια των πέντε ημερών του σκοταδιού, όταν το πλήρωμα δεν είναι παρόν, το κάλυμμα θα χάσει 48 kWh, οι οποίες πρέπει να τροφοδοτηθούν από μπαταρίες ιόντων λιθίου για να μην παγώσουν τα συστήματα.
Ο καθαρός αέρας παρέχεται από το σύστημα ελέγχου της ατμόσφαιρας. Το οξυγόνο παρέχεται από δεξαμενές πίεσης υπό πίεση 40 MPa. Για την αποστολή απαιτούνται 23 kg οξυγόνου, ενώ με εφεδρεία υπάρχουν 35 kg οξυγόνου στις δεξαμενές. Αυτό δοσολογείται στο τμήμα αναζωογόνησης του αέρα έτσι ώστε η συγκέντρωση στην ατμόσφαιρα να είναι 21%. Το CO2 απομακρύνεται με τη χρήση LiOH. Το πλήρωμα παράγει 29 kg CO2 ανά αποστολή, για τη δέσμευση των οποίων απαιτούνται 32 kg LiOH, αφού προστεθεί ένα απόθεμα 48 kg.
Το άζωτο θα πρέπει να συμπληρώνεται λόγω διαρροών 10% σε κάθε κύκλο. Στο κάλυμμα θα υπάρχουν 20 κιλά προμήθειας.
Τα τρόφιμα εισάγονται από τη Γη. Υπάρχουν 3 γεύματα που ετοιμάζονται για κάθε ημέρα, για συνολικά 84 γεύματα ανά αποστολή. Κάθε γεύμα ζυγίζει 0,8 kg.
Το νερό είναι το μόνο αγαθό που ανακυκλώνεται. Κάθε μέλος του πληρώματος καταναλώνει 4,4 κιλά νερού την ημέρα. Παράγεται περισσότερο νερό από ό,τι καταναλώνεται, καθώς σχηματίζεται κατά την αντίδραση του LiOH με το CO2 και κατά την αναπνοή. Χρειάζονται 8,8 kg καθαρού νερού ανά ημέρα και παράγονται 12,7 kg. Το νερό που θα καθαριστεί προέρχεται από την τουαλέτα (ούρα) ή από τον εναλλάκτη θερμότητας (ατμοσφαιρικό συμπύκνωμα). Το συμπύκνωμα έχει αρκετά χαμηλή συγκέντρωση ουσιών, ώστε να μπορεί να καθαριστεί απευθείας με τη χρήση πρόωρης όσμωσης. Τα ούρα αποστάζονται πρώτα υπό κενό. Ό,τι απομένει μετά την εμπρόσθια όσμωση καθαρίζεται εκ νέου με απόσταξη υπό κενό. Η απόδοση του συστήματος είναι πάνω από 80%, οπότε παράγεται πάντα περισσότερο νερό από ό,τι καταναλώνεται.
Η ισχύς των βασικών συστημάτων είναι 8 kW, η οποία είναι η μισή από αυτήν που μπορεί να αποδώσει ο IROSA. Στη μερική βαρύτητα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς τροποποίηση, αλλά χρησιμοποιείται ως αναφορά.
Τα απόβλητα στη Σελήνη είναι μια δύσκολη υπόθεση, επειδή δεν μπορούμε να τα αφήσουμε να καούν στην ατμόσφαιρα, όπως συμβαίνει με τον ISS. Είναι επίσης πιο δαπανηρό να φέρουμε πράγματα στη Σελήνη, οπότε πρέπει να το χειριστούμε με σύνεση. Το πλήρωμα παράγει περίπου 20 kg αποβλήτων με όγκο 0,2 m3 ανά αποστολή. Αν και το σημερινό καταφύγιο δεν μπορεί να τα ανακυκλώσει με οποιονδήποτε τρόπο, τα αποθηκεύουμε σε δοχεία και τα φυλάμε στη βεράντα για περαιτέρω χρήση. Τα απόβλητα θα αποτελούνται κυρίως από χάρτινες και πλαστικές συσκευασίες ή από τα υπολείμματα τροφής, από τα οποία μπορεί να ληφθεί ο άνθρακας, ο οποίος είναι σπάνιος στη Σελήνη. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πλαστικό που μπορεί αργότερα να ανακυκλωθεί και να χρησιμοποιηθεί για τρισδιάστατη εκτύπωση. Με τον ίδιο τρόπο αποθηκεύονται και τα στερεά απόβλητα από την τουαλέτα, τα οποία θα είναι πολύτιμα για την καλλιέργεια φυτών στο μέλλον. Τα ούρα ανακυκλώνονται σε πόσιμο νερό.
Θα χρησιμοποιήσουμε τον αστερισμό Moonlight για επικοινωνία, μέσω του οποίου θα αποστέλλονται κυρίως τα δεδομένα από το καταφύγιο. Παρά ταύτα, η ασπίδα θα έχει τη δυνατότητα να επικοινωνεί απευθείας με τη Γη σε περιορισμένη λειτουργία. Θα χρησιμοποιήσουμε επίσης το Moonlight για τον προσδιορισμό της θέσης. Θα υπάρχει πάντα η δυνατότητα για έναν αστροναύτη ή ένα ρόβερ να επικοινωνεί απευθείας με το καταφύγιο, αλλά η βασική επιλογή είναι το Moonlight, επίσης επειδή ο ορίζοντας από ανθρώπινο ύψος απέχει μόλις 2,4 χιλιόμετρα στη Σελήνη.
Όπως αναφέρθηκε στην αρχή, ο κύριος στόχος αυτού του καταφυγίου είναι να υπάρχει ένα θεμέλιο γύρω από το οποίο θα χτιστεί περαιτέρω, οπότε ο επιστημονικός εξοπλισμός είναι μάλλον μινιμαλιστικός. Επομένως, οι κύριοι τομείς ενδιαφέροντος περιλαμβάνουν τη γεωλογία και τις δυνατότητες χρήσης τοπικών πόρων. Οι γνώσεις αυτές θα χρησιμοποιηθούν κατά την περαιτέρω εγκατάσταση.
Το καταφύγιο στεγάζει ένα εργαστήριο που διαθέτει θάλαμο γαντιών για την εξέταση δειγμάτων επιφάνειας και την προετοιμασία τους για περαιτέρω πειράματα. Το glovebox περιλαμβάνει ένα μικροσκόπιο φθορισμού για τη μελέτη των δειγμάτων. Το ντουλαπάκι είναι κατασκευασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε τα δείγματα να μην έρχονται καθόλου σε επαφή με το εσωτερικό του καταφυγίου. Ένα άλλο τμήμα του εργαστηρίου είναι ο θάλαμος ανάπτυξης, όπου μελετάται η καλλιέργεια φυτών στο σεληνιακό περιβάλλον. Για παράδειγμα, μπορεί να διερευνηθεί η καλλιέργεια σε ρεγόλιθο. Το εργαστήριο διαθέτει επίσης έναν μικρό κλίβανο και μια πρέσα, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν για να δοκιμαστεί η πυροσυσσωμάτωση του ρεγολίθου υπό διαφορετικές συνθήκες και η επακόλουθη αντοχή του. Αυτό θα παράσχει πολύτιμα δεδομένα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν περαιτέρω για την ανάπτυξη της τρισδιάστατης εκτύπωσης από ρεγόλιθο.
Τα εργαλεία που έχουν σχεδιαστεί για EVA περιλαμβάνουν σφυριά, τσιμπίδες, κόσκινα, πυρηνοτρύπανα και άλλο εξοπλισμό γεωλογικής εξερεύνησης. Θα είναι επίσης διαθέσιμα φασματόμετρα για ταχεία ανάλυση πετρωμάτων. Στο εξωτερικό της βάσης ενδέχεται να υπάρχουν όργανα για τη μέτρηση του διαστημικού καιρού ή των επιπτώσεων μικρομετεωροειδών.
Στο μέλλον, θα προστεθούν ιατρικές συσκευές, άλλα όργανα για τη μελέτη πετρωμάτων, όπως το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, και όργανα για τη μελέτη της φυσικής και της χημείας με μερική βαρύτητα. Αργότερα, η αστρονομία θα αρχίσει να διεξάγεται στη βάση μας.
Η εκπαίδευση θα περιλαμβάνει κυρίως την εκμάθηση με τα επιμέρους συστήματα του καταφυγίου. Είναι απαραίτητο να μάθετε πώς να συμπεριφέρεστε σε περίπτωση δυσλειτουργίας και πώς να την επιδιορθώνετε. Στη συνέχεια, θα εκπαιδευτούν οι επιμέρους λειτουργίες. Οι κύριοι στόχοι της πρώτης αποστολής περιλαμβάνουν τη δημιουργία ασπίδας ακτινοβολίας από τον ρεγόλιθο, οπότε θα εξασκηθούν οι εργασίες στο σεληνιακό εξωτερικό και οι εργασίες με το RASSOR. Ο τελευταίος τομέας της εκπαίδευσης θα είναι η επιστήμη. Το πλήρωμα πρέπει να ολοκληρώσει ένα εκτεταμένο γεωλογικό μάθημα (αν δεν υπάρχει γεωλόγος στο σκάφος) για να έχει τα καλύτερα αποτελέσματα από τον περιορισμένο χρόνο που αφιερώνεται στην επιστήμη. Η εκπαίδευση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί σε ηφαιστειακές περιοχές εδώ στη Γη. Κάποια εκπαίδευση θα γίνεται επίσης κατά τη διάρκεια παραβολικών πτήσεων για την προσομοίωση της μειωμένης βαρύτητας.
Το καταφύγιο θα μεταφερθεί στην επιφάνεια με τη χρήση του ευρωπαϊκού μεγάλου οχήματος εφοδιασμού, το οποίο εκτοξεύεται με το Ariane 6. Είναι πιθανόν ο Ariane NEXT να είναι διαθέσιμος μέχρι τη στιγμή που θα ετοιμαστεί το καταφύγιο. Το πλήρωμα θα εκτοξευθεί από το έδαφος με το Orion, το οποίο θα εκτοξευθεί με το SLS. Στη Σελήνη, θα μεταφερθεί στο διαστημόπλοιο HLS, το οποίο θα χρησιμοποιήσει στη συνέχεια για να προσγειωθεί. Το καταφύγιο θα απέχει αρκετές δεκάδες χιλιόμετρα από το Starship HLS και το Artemis Base Camp, ώστε να αυξηθεί η ακτίνα της σεληνιακής εξερεύνησης και της ανθρώπινης εγκατάστασης στη Σελήνη. Το πλήρωμα θα μετακινείται με τη βοήθεια ενός ερμητικού (σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης και μη ερμητικού) οχήματος. Στο τέλος της αποστολής, το πλήρωμα θα επιστρέψει στο Artemis Base Camp χρησιμοποιώντας το ρόβερ και θα επιστρέψει στη Γη χρησιμοποιώντας το Starship HLS και το Orion.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 