moon_camp

Πινακοθήκη Moon Camp Pioneers 2019-2020

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.

Ομάδα: MoonPie

Colégio Vasco da Gama  Σίντρα    Πορτογαλία 17 έως 18 ετών

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

[42]

Περιγράψτε το έργο σας Moon Camp.

Το Moon Camp αποτελείται από μια σφαίρα με τέσσερις κατασκευές σε σχήμα ποδιού που συνδέονται με αυτήν και έρχονται σε επαφή με το έδαφος. Υπάρχει επίσης μια ξεχωριστή κατασκευή που φιλοξενεί την εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων και τα μηχανήματα που απαιτούνται για τη λειτουργία της βάσης, κάτω από την κύρια σφαίρα, για να διασφαλιστεί ότι τα αέρια που εκπέμπονται δεν θα εισέλθουν στο χώρο διαβίωσης των αστροναυτών.

Η κύρια σφαίρα χωρίζεται σε επτά ορόφους που φιλοξενούν την υδροπονική φάρμα, τα υπνοδωμάτια για τους τέσσερις αστροναύτες της αποστολής, το σαλόνι, την κουζίνα, το γυμναστήριο, το μπάνιο, την αίθουσα συνεδριάσεων, το εργαστήριο, το εργαστήριο και στον υψηλότερο όροφο το δωμάτιο επικοινωνίας.

Τα τέσσερα πόδια χρησιμεύουν επίσης ως αποθηκευτικοί χώροι για αναπνεύσιμο αέρα, υδρογόνο και οξυγόνο που χρησιμεύουν ως εφεδρική λύση ενέργειας.

Δίπλα του υπάρχει ο πύραυλος που μεταφέρει τη δομή στη Σελήνη, ο οποίος χρησιμοποιείται επίσης για αποθήκευση, ένας δορυφόρος για την εξασφάλιση της επικοινωνίας με τη Γη και ηλιακοί συλλέκτες.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Το Moon Camp βρίσκεται στην επιφάνεια της κοιλάδας Schrödinger, στο Νότιο Πόλο,

και επιλέχθηκε για πολλούς ευνοϊκούς λόγους για τη διαβίωση των αστροναυτών μας. Πρώτον, ο Νότιος Πόλος

είναι σχεδόν μόνιμα εκτεθειμένη στο ηλιακό φως, επιτρέποντας στους αστροναύτες να κάνουν τις εργασίες τους χωρίς

την ανάγκη μιας τεχνητής και ακριβής πηγής φωτός, καθώς και την αύξηση των ηλιακών συλλεκτών

αποτελεσματικότητα. Δεύτερον, η τοποθεσία κοντά σε έναν κρατήρα της σελήνης στο Νότιο Πόλο επιτρέπει στους αστροναύτες να

λήψη νερού, το οποίο υπάρχει με τη μορφή πάγου κάτω από την επιφάνεια. Τέλος, η Σελήνη

Το στρατόπεδο είναι χτισμένο σε μια κοιλάδα, λίγα μέτρα κάτω από το επίπεδο της επιφάνειας, γεγονός που δίνει στους αστροναύτες κάποια

προστασία από καταιγίδες ακτινοβολίας, την πρόσκρουση μετεωριτών και ακραίες θερμοκρασίες, ακόμη και

αν και δεν είναι απολύτως αποτελεσματική, επομένως η δομή χρειάζεται επίσης πρόσθετη τεχνητή

προστασία.

Πώς σκοπεύετε να χτίσετε το Moon Camp σας; Περιγράψτε τις τεχνικές και τα υλικά που θα χρησιμοποιήσετε.

Τόσο το διαστημόπλοιο όσο και η εξωτερική δομή της σεληνιακής βάσης πρέπει να είναι ελαφριά αλλά και ανθεκτική σε διάφορες απειλές. Για το λόγο αυτό, θα κατασκευαστεί από σύνθετο υλικό από αλουμίνιο και άνθρακα. Οι εσωτερικές δομές δεν χρειάζεται να είναι τόσο ανθεκτικές, γεγονός που επιτρέπει να κατασκευαστούν από διάφορα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα που θα επικαλύπτονται για να μοιάζουν με πιο ευχάριστα υλικά.

Το διαστημόπλοιο θα είναι μεγαλύτερο από τη βάση της Σελήνης, ώστε η βάση να μεταφέρεται στο εσωτερικό του σε μεγάλα κομμάτια που θα μπορούν εύκολα να συναρμολογηθούν από τους αστροναύτες όταν προσγειωθούν. Κατά τη διάρκεια της κατασκευής της βάσης, θα ζουν μέσα στο διαστημόπλοιο και θα τροφοδοτούν τον εξοπλισμό τους με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, καταναλώνοντας αποθηκευμένο οξυγόνο και υδρογόνο.

Καθώς το Moon camp θα κατασκευαστεί σε μια κοιλάδα, διαθέτει τέσσερα πόδια που έρχονται σε επαφή με το ανώμαλο έδαφος και προσαρμόζονται ώστε η κεντρική σφαίρα να είναι απόλυτα όρθια.

Νερό
Τρόφιμα
Ηλεκτρική ενέργεια
Air

Η κύρια πηγή μας για την απόκτηση νερού στο σεληνιακό έδαφος συνίσταται στη συλλογή υπόγειου πάγου στους πόλους με ένα τρυπάνι που θερμαίνεται με διαμάντια και λιώνει αυτόν τον πάγο. Στη συνέχεια, ένας επίσης θερμαινόμενος σωλήνας μεταφέρει το νερό στη σεληνιακή βάση, ενώ ολοκληρώνεται η διαδικασία τήξης. Τέλος, η βάση διαθέτει μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, η οποία επεξεργάζεται το νερό για να το καταστήσει πόσιμο, καθώς και έναν ολόκληρο μηχανισμό κατακράτησης και επαναχρησιμοποίησης του νερού, που περιλαμβάνει όχι μόνο το νερό που χρησιμοποιείται για τις καθημερινές δουλειές, αλλά και το νερό που αποβάλλεται από τους αστροναύτες (ιδρώτας και ούρα). Αυτή η διαδικασία δημιουργεί στη συνέχεια έναν ανανεώσιμο κύκλο νερού μέσα στον ίδιο τον σταθμό.

Παρά το γεγονός ότι οι αστροναύτες μας παίρνουν κάποια συσκευασμένα τρόφιμα στο φεγγάρι, πρέπει να καλλιεργήσουν τρόφιμα μόλις εγκαταστήσουν τη σεληνιακή βάση μας για να επιβιώσουν.
Βρήκαμε έναν τρόπο καλλιέργειας τροφίμων χωρίς τη χρήση γόνιμου εδάφους ή ηλιακής ακτινοβολίας - ένα υδροπονικό σύστημα.
Με την υδροπονία είναι δυνατή η καλλιέργεια πατάτας, φιστικιών, ντομάτας, πιπεριάς κ.λπ... χρησιμοποιώντας μόνο υδατικά διαλύματα, θρεπτικά συστατικά που παρέχονται από λιπάσματα και πυρήνα καρύδας ως υποκατάστατο.
Με αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατόν να καλλιεργήσουμε 1 κιλό ντομάτες με μόνο 70 λίτρα νερού (χρησιμοποιώντας την κανονική γεωργία θα χρειαζόμασταν 400 λίτρα).

Για την παραγωγή ενέργειας, θα χρησιμοποιήσουμε κυρίως φωτοβολταϊκές μονάδες. Αυτές θα λειτουργούν σχεδόν πάντα λόγω της μεγάλης έκθεσης στον ήλιο που υπάρχει στο Νότιο Πόλο της Σελήνης. Το πρόβλημα με τους ηλιακούς συλλέκτες είναι η αδυναμία τους να αποθηκεύσουν ενέργεια. Έτσι, αν τα πάνελ σταματήσουν να παράγουν ενέργεια, η βάση θα χρειαστεί μια εφεδρική λύση ενέργειας. Για το σκοπό αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε κυψέλες καυσίμου υδρογόνου που καταναλώνουν αποθηκευμένο υδρογόνο και οξυγόνο, παράγοντας νερό και ενέργεια. Αυτό το νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ανθρώπους ή να μετατραπεί ξανά σε υδρογόνο και αναπνεύσιμο οξυγόνο, το οποίο καταναλώνει ενέργεια από τα ηλιακά πάνελ, αποτελώντας έναν τρόπο αποθήκευσης.

Εκτός από τη χρήση της φωτοσύνθεσης για την παραγωγή οξυγόνου, θα χρησιμοποιήσουμε σεληνιακό ρεγκόλιθο που αποτελείται από οξυγόνο 40-45%. Αλλά αυτό το οξυγόνο είναι χημικά δεσμευμένο ως οξείδια με τη μορφή ορυκτών, οπότε δεν είναι διαθέσιμο για άμεση χρήση. Για να το εξάγουμε, θα χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρόλυση λιωμένου άλατος: Αρχικά, ο ρεγολίθ τοποθετείται σε ένα καλάθι με πλέγμα. Προστίθεται χλωριούχο ασβέστιο - ο ηλεκτρολύτης - και το μείγμα θερμαίνεται στους 950 βαθμούς Κελσίου, γεγονός που δεν λιώνει το υλικό. Στη συνέχεια, εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό αφαιρεί το οξυγόνο και μεταναστεύει το αλάτι σε μια άνοδο, όπου απομακρύνεται.

Πώς σκοπεύετε να χτίσετε το Moon Camp σας; Ποια υλικά θα χρησιμοποιήσετε;

[54]

Το περιβάλλον στη Σελήνη είναι πολύ επικίνδυνο για τους αστροναύτες. Εξηγήστε πώς θα τους προστατεύσει η δική σας κατασκήνωση στη Σελήνη.

Η Σελήνη είναι εκτεθειμένη σε μεγάλη ποσότητα ακτινοβολίας από τον Ήλιο, καθώς δεν έχει ατμόσφαιρα ούτε μαγνητικό πεδίο. Καθώς η Σεληνιακή Κατασκήνωση βρίσκεται στην επιφάνεια της Σελήνης, είναι εκτεθειμένη στα μόνιμα κύματα ακτινοβολίας και στις στιγμιαίες καταιγίδες. Για το λόγο αυτό είναι χτισμένο με αρκετά πυκνά υλικά, τοποθετώντας μεγάλες ποσότητες μάζας μεταξύ των αστροναυτών και της πηγής ακτινοβολίας, που είναι ένας τρόπος για να αποφευχθεί η ραδιενεργός έκθεση. Η τεχνική αυτή προέρχεται από μια μελέτη της NASA. Επιπλέον, τα εξωτερικά τοιχώματα του Moon Camp είναι ηλεκτρικά φορτισμένα προκειμένου να εκτρέπουν την τροχιά των ραδιενεργών σωματιδίων. Οι στολές των αστροναυτών είναι εξοπλισμένες με τις ίδιες ηλεκτρικά φορτισμένες επιφάνειες, εκτός του ότι είναι αρκετά πυκνές για να εξασφαλίζουν την προστασία από την ακτινοβολία. Αυτές οι δύο εναλλακτικές τεχνικές διερευνώνται επίσης από τη NASA.

Περιγράψτε μια μέρα στη Σελήνη για το πλήρωμα αστροναυτών του Moon Camp.

Ο κύριος σκοπός του ταξιδιού του αστροναύτη στη Σελήνη είναι να διευρύνει τις επιστημονικές μας γνώσεις. Για το σκοπό αυτό, ο κύριος στόχος τους είναι να διεξάγουν επιστημονικά πειράματα, για παράδειγμα: να μάθουν περισσότερα για τη συμπεριφορά ορισμένων υλικών σε συνθήκες κενού και χαμηλής βαρύτητας, να ερευνήσουν το έδαφος της Σελήνης για να βγάλουν συμπεράσματα για τη σύνθεσή του και την εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος, ή ακόμη να διερευνήσουν τις φυσικές και φυσιολογικές επιπτώσεις στους ανθρώπους από τις μακροχρόνιες αποστολές στο διάστημα, οι οποίες θα είναι χρήσιμες κατά το σχεδιασμό άλλων αποστολών στο μέλλον.

Για τα πειράματα αυτά, οι αστροναύτες θα έχουν στη διάθεσή τους 3 οχήματα (rovers), ώστε να μπορούν να ταξιδεύουν στην επιφάνεια της σελήνης και να συλλέγουν δεδομένα, ένα εργαστήριο, μια αίθουσα συνεδριάσεων και αναφορών, όπου θα μπορούν να συζητούν τα ευρήματά τους και να τα αναφέρουν στους επιστήμονες στη Γη, καθώς και ένα εργαστήριο όπου θα μπορούν να κατασκευάζουν και να εκτυπώνουν τρισδιάστατα αντικείμενα που είναι απαραίτητα για τα πειράματα αυτά και για την καθημερινή ζωή, από νέα ή ανακυκλωμένα υλικά, ώστε να βοηθήσουν στη μείωση της μέσης.

Οι αστροναύτες πρέπει επίσης να διατηρούνται σε υγιή σωματική και πνευματική κατάσταση, πράγμα δύσκολο λόγω της απομόνωσής τους και της μειωμένης βαρύτητας που προκαλεί ατροφία των οστών και των μυών. Για να το εξασφαλίσουν αυτό, θα είναι υποχρεωμένοι να γυμνάζονται καθημερινά στο γυμναστήριο, κάνοντας καρδιολογικές ασκήσεις σε διάδρομο μικροβαρύτητας και κάνοντας ασκήσεις αντίστασης με βαράκια. Οι αστροναύτες θα έχουν επίσης στη διάθεσή τους διάφορες μορφές ψυχαγωγίας, όπως το να παίζουν μπάσκετ στο γυμναστήριο (το οποίο θα είναι δύσκολο λόγω των συνθηκών μειωμένης βαρύτητας), να διαβάζουν βιβλία στο σαλόνι, να ακούν ηχογραφημένη μουσική ή να παίζουν οι ίδιοι στο πιάνο, να παρακολουθούν ταινίες και σειρές μέσω streaming από τη Γη, να παίζουν μαζί παιχνίδια ή να συνομιλούν μέσω βίντεο με τα αγαπημένα τους πρόσωπα που ζουν στη Γη. Αυτές οι γρήγορες και αξιόπιστες επικοινωνίες μεταξύ της Γης και της Σεληνοκατασκήνωσης είναι δυνατές μόνο χάρη στην οπτική επικοινωνία ελεύθερου χώρου, η οποία χρησιμοποιεί ακτίνες λέιζερ για τη μεταφορά πληροφοριών με πολύ γρήγορο ρυθμό.

Ένα άλλο σύστημα που θα βελτιώσει την ψυχική υγεία του πληρώματος θα είναι τα αυστηρά χρονοδιαγράμματα. Η ημέρα θα ξεκινά με το αυτόματο άναμμα των φώτων μέσα στη Σεληνιακή Κατασκήνωση. Στη συνέχεια, οι αστροναύτες θα ετοιμάζονται για να ξεκινήσουν την ημέρα εργασίας τους. Καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας δεν θα κάνουν μόνο επιστημονικά πειράματα, αλλά θα καθαρίζουν τη βάση, θα φροντίζουν την υδροπονική φάρμα και το WWTP, θα κατασκευάζουν και θα εκτυπώνουν νέα αντικείμενα για τη βελτίωση της βάσης, θα μαγειρεύουν, θα γυμνάζονται και πολλές άλλες δουλειές. Στο τέλος της ημέρας, θα έχουν λίγο ελεύθερο χρόνο για να διασκεδάσουν.



← Όλα τα έργα