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: CAMS Nova

Ακαδημία Μαθηματικών και Επιστημών της Καλιφόρνια  Carson    Ηνωμένες Πολιτείες 17 έως 18 ετών Τρίτη θέση - Κράτη μη μέλη του ΕΣΣ

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

[42]

Περιγράψτε το έργο σας Moon Camp.

Το έργο μας Moon camp αποτελείται από 8 κύριες δομές που η καθεμία εξυπηρετεί έναν ζωτικό σκοπό. Ο σκοπός του θερμοκηπίου μας είναι να παρέχει τροφή για τους αστροναύτες. Οι αστροναύτες διεξάγουν έρευνα και εργάζονται σε έργα στο εργαστήριό μας, το οποίο περιέχει επίσης κουτιά με αλευρώδεις. Έχουμε 5 μονάδες διαβίωσης που συνδέονται με έναν κοινόχρηστο χώρο. Μπορούν να κατασκευαστούν περισσότερες μονάδες διαβίωσης χρησιμοποιώντας τον τρισδιάστατο εκτυπωτή μας και τον ρεγόλιθο από το εργοστάσιο επεξεργασίας ρεγόλιθου. Το Κέντρο Συστημάτων Φιλτραρίσματος Αέρα διανέμει και ρυθμίζει τη ροή του αέρα στα κτίρια. Ένα άλλο κτίριο που διαθέτουμε είναι το εργοστάσιο καθαρισμού και εξαγωγής νερού που παρέχει νερό από τη μικροκλιμάκωση σεληνιακού πάγου. Η σεληνιακή κατασκήνωσή μας διαθέτει επίσης έναν σταθμό κεντρομόλου τεχνητής βαρύτητας, τον οποίο οι αστροναύτες μπορούν να επισκέπτονται τακτικά για να ασκούνται στη γήινη βαρύτητα. Η κύρια πηγή ενέργειας για τη σεληνιακή κατασκήνωση προέρχεται από το πεδίο ηλιακών συλλεκτών που θα παρέχει ενέργεια από 75-99% της ημέρας.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Επιλέξαμε να χτίσουμε τη βάση μας στο φεγγάρι στους σεληνιακούς πόλους, επειδή έχει το πιο βιώσιμο περιβάλλον για τους αστροναύτες. Οι θερμοκρασίες στους Σεληνιακούς Πόλους είναι σημαντικά λιγότερο σκληρές από ό,τι στο υπόλοιπο φεγγάρι. Οι πόλοι φωτίζονται από το ηλιακό φως περίπου το 86-89% του χρόνου και λόγω του σχεδόν συνεχούς ηλιακού φωτός, οι θερμοκρασίες αυξομειώνονται λιγότερο δραστικά. Αυτό διευκολύνει τη ρύθμιση των συνθηκών διαβίωσης στη βέλτιστη θερμοκρασία για τους αστροναύτες. Οι σεληνιακοί πόλοι είναι επίσης η τοποθεσία πολλών πόρων, συμπεριλαμβανομένου του σεληνιακού πάγου, ο οποίος είναι μια πιθανή πηγή νερού. Βρίσκονται σε μόνιμες σεληνιακές σκιές του φεγγαριού που έχουν βρεθεί μόνο στους πόλους. Επιπλέον, υπάρχουν πολλοί κρατήρες και σπήλαια στην τοποθεσία που επιλέξαμε. Σε αυτές τις περιοχές μπορούν να κατασκευαστούν υπόγεια κτίρια αυξάνοντας την προστασία από την πίεση του αέρα, τις προσκρούσεις αστεροειδών και τις μεταβολές της θερμοκρασίας.

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

Οι κατασκευές της Σεληνιακής Κατασκήνωσής μας θα είναι εν μέρει κατασκευασμένες στη Γη, αλλά όχι συναρμολογημένες. Πολλές από τις κατασκευές μας, συμπεριλαμβανομένων των γεωδαιτικών θόλων που αποτελούν το χώρο διαβίωσης και το εργαστήριό μας, έχουν σχεδιαστεί για να διπλώνονται/αποσυναρμολογούνται σε επιμέρους τμήματα για ευκολότερη μεταφορά και εξοικονόμηση χώρου. Τα βιομηχανικά μηχανήματα κατασκευής που είναι προσαρμοσμένα για να εργάζονται αποτελεσματικά στην επιφάνεια της σελήνης θα φτάσουν πριν από τις κατασκευές και τους αστροναύτες για να καθαρίσουν το έδαφος της σελήνης. Προγραμματισμένα μαλακά ρομπότ θα βοηθήσουν στην κατασκευή του σεληνιακού στρατοπέδου. Επειδή τα μαλακά ρομπότ αποτελούνται από εύκαμπτα υλικά, είναι ευέλικτα, μπορούν να ολοκληρώσουν μια ευρύτερη ποικιλία εργασιών και είναι ασφαλέστερα για τους ανθρώπους να εργάζονται γύρω τους. Αυτά τα ρομπότ θα συνεχίσουν να βοηθούν στην επισκευή των κατασκευών και μετά την κατασκευή της σεληνιακής κατασκήνωσης. Τα νέα κτίρια θα κατασκευάζονται γρήγορα με τη χρήση προσθετικής κατασκευής, καθώς θα φέρουμε έναν γιγαντιαίο βιομηχανικό εκτυπωτή 3-D για να κατασκευάσουμε κατασκευές χρησιμοποιώντας άφθονο διαθέσιμο ρεγκόλιθο.

Νερό
Τρόφιμα
Ηλεκτρική ενέργεια
Air

Επειδή το νερό είναι ένας ζωτικός πόρος απαραίτητος για την ανθρώπινη επιβίωση, επιλέξαμε να στήσουμε τον καταυλισμό στους Σεληνιακούς Πόλους, οι οποίοι περιέχουν πηγές νερού. Ο σεληνιακός πάγος θα λιώσει με τη χρήση μονάδων μικροκυμάτων για να παρέχει νερό για το υδρολογικό μας σύστημα, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί για τη γεωργία, την ενυδάτωση, την υγιεινή, την ενέργεια και την έρευνα. Οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, οι οποίες βοηθούν τις γεννήτριες στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κάνουν το νερό να υφίσταται φωτόλυση, δημιουργώντας μόρια οξυγόνου και ιόντα υδρογόνου για καύσιμα πυραύλων. Το πλεονάζον νερό, το οποίο παράγεται ως απόβλητο, συλλέγεται και συνδυάζεται με νερό από τη διήθηση του θερμοκηπίου και αποδεκτά ανθρώπινα λύματα για να ανακυκλωθεί.

Η κατασκήνωσή μας θα διατηρεί ένα ισορροπημένο πρόγραμμα γευμάτων που θα περιλαμβάνει πολλαπλές πηγές τροφίμων. Τα υψηλής θρεπτικής αξίας φυτά που καλλιεργούνται στα θερμοκήπια, τα οποία χρησιμοποιούν ανακυκλωμένο νερό και χώμα, θα παρέχουν υδατάνθρακες.Το θερμοκήπιο είναι ενισχυμένο από μεταλλικές κατασκευές με τσέπες που προστατεύουν από συγκρούσεις μετεωριτών, ενώ επιτρέπουν την είσοδο του φωτός, και είναι προσαρμόσιμο για υδατοκαλλιέργειες σε περίπτωση που το χώμα λιγοστεύσει. Για να διασφαλιστεί ότι οι αστροναύτες θα λαμβάνουν όλα τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται, το εργαστήριο κατασκευάζει συμπληρώματα βιταμινών και λίπη. Εκτός από τις καλλιέργειες του θερμοκηπίου, μια φάρμα με αλευρώδεις παρέχει στους αστροναύτες την απαραίτητη πρωτεΐνη, καθώς οι αλευρώδεις αναπαράγονται γρήγορα και είναι ιδιαίτερα θρεπτικοί.

Η κατασκήνωση αξιοποιεί την ηλιακή ενέργεια στους σεληνιακούς πόλους, οι οποίοι έχουν ηλιακή ακτινοβολία μεγαλύτερη από 1367,6 W/m^2, χρησιμοποιώντας ένα πεδίο ηλιακών συλλεκτών που κινείται προς τον ήλιο. Μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας αποθηκεύεται σε μπαταρίες για χρήση κατά τη διάρκεια των σεληνιακών εκλείψεων. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται επίσης από ηλεκτρομηχανικές γεννήτριες, οι οποίες τροφοδοτούνται διαρκώς από τον διαστημικό σταθμό Centripetal Force. Ο Σταθμός περιστρέφεται συνεχώς και παρέχει μηχανική ενέργεια, ενώ παράλληλα δημιουργεί τεχνητή βαρύτητα. Η περιστροφή του Σταθμού είναι εξαιρετικά αποτελεσματική- η δύναμη που απαιτείται για να ξεκινήσει η περιστροφή στις σωστές στροφές για την προσομοίωση της βαρύτητας είναι μειωμένη λόγω της μειωμένης βαρύτητας της Σελήνης.

Είναι ζωτικής σημασίας να παρέχεται μια ατμόσφαιρα βέλτιστη για τις συνθήκες διαβίωσης του ανθρώπου. Το οξυγόνο θα παρέχεται από πολλαπλές πηγές στον καταυλισμό, συμπεριλαμβανομένης της φωτοσύνθεσης των φυτών στα θερμοκήπια. Επιπλέον, γεννήτριες οξυγόνου θα χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα και νερό για την παραγωγή περισσότερου οξυγόνου. Το Κέντρο Συστημάτων Φιλτραρίσματος του Αέρα διανέμει και ρυθμίζει τη σταθερή ροή του αέρα μέσα στα διάφορα κτίρια και διατηρεί τα σωστά ποσοστά αζώτου, οξυγόνου, αργού και άλλων, γεγονός που αποτρέπει την ασφυξία από το διοξείδιο του άνθρακα. Το Κέντρο Συστημάτων Διήθησης Αέρα στεγάζει επίσης δεξαμενές φυκιών, οι οποίες παρέχουν θρεπτικά συστατικά για κατανάλωση καθώς και βοήθεια στην παραγωγή οξυγόνου.

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 έχει ένα σκληρό κλίμα με ακραία ζέστη και κρύο. Για την προστασία των αστροναυτών από τις συνθήκες της σελήνης οι εγκαταστάσεις μας έχουν ελεγχόμενη θερμοκρασία. Τα χαμηλά επίπεδα βαρύτητας οδηγούν τους αστροναύτες σε απώλεια οστών και μυών. Η σεληνιακή μας κατασκήνωση διαθέτει αίθουσα τεχνητής βαρύτητας με εξοπλισμό άσκησης που μπορούν να χρησιμοποιούν οι αστροναύτες για να αποτρέψουν σοβαρές βλάβες στο μυϊκό και σκελετικό τους σύστημα. Τα κτίρια της Διαστημικής Κατασκήνωσης έχουν σφαιρικό σχήμα, κατασκευασμένα για να αντέχουν στις προσκρούσεις μικρομετεωριτών. Χρησιμοποιούνται δομές όπως ο γεωδαιτικός θόλος, ώστε οι μονάδες να είναι ασφαλείς και ανθεκτικές. Η διαβίωση στη Σελήνη σας εκθέτει σε συνεχή ακτινοβολία. Οι αστροναύτες που ζουν στον διαστημικό μας σταθμό θα προστατεύονται από μια γεννήτρια ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που εμποδίζει την ακτινοβολία. Ο χώρος διαβίωσης, οι δεξαμενές αποθήκευσης, το κέντρο φιλτραρίσματος αέρα, η μονάδα εξαγωγής νερού με μικροκύματα και οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου βρίσκονται σε μια υπόγεια σήραγγα, προστατεύοντας περαιτέρω τους αστροναύτες από την ακτινοβολία, το κλίμα και τους μετεωρίτες.

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

Η ημέρα ενός αστροναύτη στο Moon Camp αρχίζει περίπου στις 6 το πρωί και τελειώνει περίπου στις 9 το βράδυ. Το πρόγραμμά τους είναι πρότυπο της ρουτίνας των αστροναυτών που ζουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Οι κάτοικοι της σεληνιακής κατασκήνωσής μας έχουν τρία γεύματα την ημέρα και υποχρεούνται να καταγράφουν δύο ώρες άσκησης στον κεντρομόλο διαστημικό σταθμό τεχνητής βαρύτητας. Η διαβίωση σε περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας βλάπτει την οστική και μυϊκή σας μάζα, με 1-2% της οστικής σας μάζας να αλλοιώνεται σε μόλις ένα μήνα. Με την άσκηση σε συνθήκες γήινης βαρύτητας αποτρέπεται η μακροπρόθεσμη αποδυνάμωση του σώματος των αστροναυτών. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα μέλη του πληρώματος εργάζονται σύμφωνα με τον τομέα της ειδικότητάς τους και οι ερευνητές επιβλέπουν τα έργα τους και αναλύουν τα δεδομένα τους. Οι ερευνητές που έλαβαν έγκριση για τα έργα τους που θα διεξαχθούν στην κατασκήνωση περνούν τον χρόνο τους συλλέγοντας δεδομένα σχετικά με τη διατροφή, την υγεία τους, το ηλιακό σύστημα, τον σεληνιακό πάγο, τις ιδιότητες του σεληνιακού εδάφους και πολλά άλλα. Τα μέλη του πληρώματος πηγαίνουν σε αποστολές εξερεύνησης και χαρτογράφησης της σεληνιακής επιφάνειας, καθώς και σε δοκιμές νέων επιφανειών και σηράγγων για την ασφάλειά τους, ώστε να βοηθήσουν στην απόφαση προς ποια κατεύθυνση θα επεκταθεί η κατασκήνωση. Η συντήρηση και η κατασκευή γίνεται από ανθρώπινους εργάτες παράλληλα με τα μαλακά ρομπότ, τα οποία είναι πολύ πιο ασφαλή για να εργάζονται κοντά τους, λόγω του ότι αποτελούνται από εύκαμπτα υλικά και είναι γεμάτα με αέρα και όχι με σκληρό μέταλλο όπως τα περισσότερα ρομπότ. Πίσω στο εργαστήριο, οι αστροναύτες εργάζονται σε έργα όπως η έρευνα των αποθέσεων ατμών στο σεληνιακό έδαφος. Ένα παράδειγμα ερευνητικού έργου στο στρατόπεδό μας είναι η διερεύνηση της χημικής σύστασης του ρεγκόλιθου, ο οποίος πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι περιέχει ορυκτούς κόκκους μεγέθους μικρομέτρων που περικλείονται από λεπτά άμορφα χείλη, γεγονός που υποδηλώνει ότι έχει εκτεθεί στον ηλιακό άνεμο. Επί του παρόντος υπάρχει η εσφαλμένη αντίληψη ότι τα άμορφα χείλη είναι αποτέλεσμα βλάβης από ακτινοβολία, ωστόσο η ηλεκτρονική μικροσκοπία δείχνει ότι τα άμορφα χείλη αποτελούνται από υλικό που εναποτίθεται από υδρατμούς από προσκρούσεις μικρομετεωριτών στο φεγγάρι και θα συλλεχθούν περισσότερα δεδομένα για να υποστηριχθούν αυτές οι νέες παρατηρήσεις. Εκτός από τη στέγαση του εξοπλισμού και των προμηθειών για την εκτέλεση της έρευνας, το εργαστήριο στεγάζει κιβώτια με αλευρώδη που αποτελούν καλή πηγή θρεπτικών συστατικών και πρωτεϊνών. Οι κάτοικοι του Moon Camp μπορούν να χρησιμοποιούν το τηλεσκόπιο που έχει κατασκευαστεί στο εργαστήριο και να βλέπουν άλλα μέρη του ηλιακού συστήματος.



← Όλα τα έργα