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: Έργο Sequana

Cowes Enterprise College  Cowes    Ηνωμένο Βασίλειο 15 έως 16 ετών Πρώτη θέση - Κράτη μέλη του ESA και Καναδάς

Εξωτερικός θεατής για 3d έργο

Περιγραφή του έργου

[42]

Περιγράψτε το έργο σας Moon Camp.

Ο σεληνιακός καταυλισμός μας έχει σχεδιαστεί για να είναι ένα πρώτο φυλάκιο στο φεγγάρι για εξερεύνηση και επιστημονική ανάπτυξη και ανάπτυξη υποδομών και έχει σχεδιαστεί για να είναι κατοικήσιμο καθ' όλη τη διάρκεια του σεληνιακού κύκλου. Χρησιμοποιώντας έναν σωλήνα λάβας για προστασία, η εγκατάσταση δεν θα απαιτεί μεγάλες ποσότητες εκσκαφών ή βαριάς ακτινοβολίας θωράκιση από τη Γη. Η βάση χωρίζεται σε διαφορετικά τμήματα το καθένα με τον δικό του σκοπό και εξοπλισμό, όπως η ιατρική ή η υδροπονική θεραπεία, η τελευταία από τις οποίες θα προσθέτει θρεπτικά συστατικά στο νερό που πηγαίνει στους κόλπους υδροπονίας, και θα χρησιμοποιεί επίσης ένα πειραματικό σύστημα υδατοκαλλιέργειας για να δει πώς αναπτύσσονται τα ψάρια στο φεγγάρι για μια πιθανή πηγή τροφής. Η βάση έχει σχεδιαστεί για να έχει πρόσβαση σε τοπικούς πόρους, όπως πάγος από κρατήρες και μέταλλα και άλλους πόρους στην επιφάνεια. Το έργο έχει σχεδιαστεί για να λειτουργήσει ως ορμητήριο για την περαιτέρω επέκταση της βάσης, επιτρέποντας ένα μεγάλο πλήρωμα και περισσότερους πόρους.

Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας;

Η βάση της σελήνης θα βρίσκεται κοντά στο βόρειο πόλο. Αποφασίσαμε ότι αυτή είναι η καλύτερη τοποθεσία επειδή κοντά στον σεληνιακό βόρειο πόλο υπάρχουν κρατήρες, στον πυθμένα των οποίων υπάρχει πάγος νερού. Ο πάγος μπορεί να εξορύσσεται από τους κρατήρες και να μεταφέρεται πίσω στη βάση. Το γεγονός ότι βρισκόμαστε κοντά στο βόρειο πόλο σημαίνει ότι οποιοδήποτε όχημα ταξιδεύει στους κρατήρες δεν θα χρειαστεί να ταξιδέψει μακριά. Θα εξορύξει τον πάγο πριν επιστρέψει στη βάση.
Η βάση μας θα είναι πιθανότατα στον κρατήρα Φιλόλαος, καθώς υπάρχουν υποψίες ότι υπάρχουν εκεί σωλήνες λάβας. Πιο κοντά στους πόλους ο ήλιος παραμένει στον ουρανό σχεδόν μόνιμα, οπότε η ηλιακή ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιείται συνεχώς. Θέλουμε να φτιάξουμε τη βάση μας σε ένα σωλήνα λάβας επειδή θα προστατεύει τη βάση από την ακτινοβολία και τους μικρομετεωρίτες. Αν ανακαλυφθούν σωλήνες λάβας βορειότερα, θα τους χρησιμοποιήσουμε.

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

Για την κατασκευή της βάσης, θα στέλναμε αρθρωτά μέρη μέσω πυραύλων ωφέλιμου φορτίου. Τα μέρη θα χρησιμοποιούνταν στη συνέχεια για την κατασκευή διαφόρων κατασκευών και οχημάτων. Το δάπεδο της βάσης θα κατασκευαστεί από τριγωνικά πάνελ από αλουμίνιο, με εξαγωνικό πυρήνα για να διατηρηθεί η αντοχή αλλά να μειωθεί το βάρος, ώστε να μειωθεί το κόστος. Τα τοιχώματα θα κατασκευαστούν από στύλους αλουμινίου, διαμορφωμένους έτσι ώστε να σχηματίσουν έναν θόλο, και από πλαστικό καμβά τριών στρώσεων, έτσι ώστε τυχόν διαρροές να μπορούν να ανιχνεύονται με αισθητήρες και να εντοπίζεται ποιο(α) στρώμα(τα) έχει(α) τρυπήσει(α). Τα οχήματα θα στέλνονται επάνω σε τμήματα που συναρμολογούνται εύκολα, τα τμήματα πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικά για συνεχή χρήση χωρίς επισκευή, ωστόσο, οι επισκευές για τα οχήματα θα διατηρούνται στο υπόστεγο στην επιφάνεια, το οποίο θα κατασκευάζεται με μεταλλικά πάνελ που θα στέλνονται από τη Γη. Οι δεξαμενές και ο λοιπός εξωτερικός εξοπλισμός θα αποστέλλονται σε τμήματα και θα συναρμολογούνται στο φεγγάρι.

Νερό
Τρόφιμα
Ηλεκτρική ενέργεια
Air

Αφού δημιουργηθεί η βάση, ένας πύραυλος χοάνης θα πετάξει σε υποτροχιακή τροχιά, σε κρατήρες που έχουν εντοπιστεί με πάγο στον πυθμένα, και θα προσγειωθεί στον κρατήρα. Ο πάγος θα εξορύσσεται και θα αποθηκεύεται σε ακτινικές αποσπώμενες δεξαμενές. Μόλις επιστρέψει στη βάση, ο πάγος θα εκφορτωθεί σε μια μεγάλη μεταλλική δεξαμενή. Κατά τη διάρκεια της σεληνιακής ημέρας, η δεξαμενή θα θερμαίνεται λόγω της θερμικής ενέργειας του ήλιου. Καθώς ο πάγος λιώνει, το νερό θα βυθίζεται στον πυθμένα της δεξαμενής. Το νερό θα ρέει σε θαμμένους σωλήνες, σε ένα αντλιοστάσιο για να γίνει το νερό χρησιμοποιήσιμο στη βάση.

Τα τρόφιμα θα καλλιεργούνται σε υδροπονικούς θαλάμους από βοτανολόγους. Οι υδροπονικές εγκαταστάσεις θα είναι σειρές σωλήνων που θα έχουν οπές ανά 457,2 χιλιοστά. Οι σωλήνες θα είναι πάνω σε ράγες ώστε να μπορούν να μετακινηθούν για να έχουν πρόσβαση σε άλλες σειρές. Θα καλλιεργούμε φασόλια σόγιας για πρωτεΐνες, ασβέστιο και λίπη, γλυκοπατάτες για υδατάνθρακες και βιταμίνη Α, πάπιες/αυγά πάπιας για πρωτεΐνες, βιταμίνη Β και D, πιπεριές για βιταμίνες C και Ε και λαχανάκια Βρυξελλών για βιταμίνη Κ. Οι πάπιες πρέπει να έχουν γενετική ποικιλομορφία, οπότε θα λαμβάνονται μη γονιμοποιημένα ωάρια. Θα υπάρχει κουζίνα για το μαγείρεμα των τροφίμων.

Η ηλιακή ενέργεια θα χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα πάνελ χρειάζονται για την τροφοδοσία ολόκληρης της βάσης και τη φόρτιση των μπαταριών για τη νύχτα. Για να έχει η βάση αρκετή ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα μείγμα πηγών ενέργειας. Μια λύση είναι η χρήση κυψελών καυσίμου υδρογόνου, η ηλεκτρόλυση του νερού κατά τη διάρκεια της ημέρας για τη μετατροπή του σε Η2 και Ο2, το οποίο μπορεί να καεί για την απελευθέρωση ενέργειας. Μια άλλη λύση είναι ένα RTG (Radioisotope-Thermal-Generation), αλλά λόγω της ακτινοβολίας που παράγει, αυτό δεν είναι το καλύτερο. Τα ανθρώπινα περιττώματα θα μπορούσαν να χωνευτούν σε μεθάνιο και να καούν για την παραγωγή ενέργειας.

Η αρχική πηγή οξυγόνου θα εισαχθεί από τη Γη. Θα ηλεκτρολύσουμε το νερό για να αποκτήσουμε οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία θα σχηματίσει επίσης αέριο υδρογόνο, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να επαναχρησιμοποιηθεί στην ίδια διαδικασία. Θα ηλεκτρολύσουμε το νερό που θα προκύψει από το λιώσιμο του σεληνιακού πάγου. Μια μερική ποσότητα οξυγόνου θα προέρχεται από ενώσεις που βρίσκονται στα σεληνιακά μεταλλεύματα, οι ενώσεις αυτές περιλαμβάνουν οξείδιο του αλουμινίου, οξείδιο του σιδήρου, διοξείδιο του τιτανίου, οξείδιο του νατρίου κ.λπ. Το άζωτο θα πρέπει πιθανότατα να εισαχθεί από τη Γη.

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 σεληνιακή κατασκήνωση θα παρέχει προστασία από τους κινδύνους του διαστήματος, καθώς θα είναι χτισμένη μέσα σε ένα σωλήνα λάβας. Αυτό θα παρέχει προστασία από μικρομετεωρίτες, ακραίες θερμοκρασίες και ιονίζουσα ακτινοβολία από τον ήλιο και το βαθύ διάστημα. Θα υπάρχει ένας τεχνητός κύκλος ημέρας και νύχτας, αυτό εξασφαλίζει ότι τα φυτά/ζώα συμπεριφέρονται κανονικά και τα μέλη του πληρώματος δεν έχουν διαταραγμένο ύπνο. Τα τοιχώματα θα περιέχουν σταθερά επίπεδα οξυγόνου και υγρασίας, ώστε όλοι οι οργανισμοί να έχουν έναν βιότοπο για να επιβιώσουν. Για να διασφαλιστεί ότι η ψυχική υγεία του πληρώματος δεν θα υποβαθμιστεί, θα διατηρηθεί η επαφή μεταξύ φίλων και συγγενών και σε κάθε άτομο θα επιτραπεί ένα κιλό προσωπικών αντικειμένων. Τα μηχανήματα γυμναστικής θα διασφαλίσουν ότι οι μύες και οι οστικές δομές του πληρώματος δεν θα αποσυντεθούν λόγω της έλλειψης βαρύτητας. Για να διασφαλιστεί ότι ο στατικός ηλεκτρισμός που παράγεται από φορτισμένα σωματίδια δεν θα βλάψει τον ηλεκτρικό εξοπλισμό, η βάση θα γειωθεί στην επιφάνεια του φεγγαριού.

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

Το πλήρωμα έχει εναλλασσόμενα πρότυπα ύπνου, ώστε τουλάχιστον 2 μέλη του πληρώματος να είναι ξύπνια σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Κάθε μέλος, όταν ξυπνήσει, θα πλυθεί και θα φάει πρωινό και στη συνέχεια θα αρχίσει να εργάζεται στις εργασίες του κάθε μέλος του πληρώματος θα έχει πολλαπλούς ρόλους να εκπληρώσει και θα υπάρχουν δύο ειδικοί μιας εργασίας στην αποστολή που θα είναι ξύπνιοι ενώ οι άλλοι θα κοιμούνται. Το πλήρωμα θα παρακολουθεί τα συστήματα μέσω της βάσης για να διασφαλίσει ότι κανένα σύστημα δεν θα είναι κρίσιμο ή θα σπάσει με άλλο τρόπο. Εάν ένα εξάρτημα ή σύστημα σπάσει τότε οι μηχανικοί θα μεταφέρουν το σύστημα ή το μηχάνημα στο μηχανοστάσιο, εάν είναι εντός της βάσης, ή στο υπόστεγο όπου θα αποθηκεύεται ο εξοπλισμός για να απαιτήσουν τις βλάβες και να επιτρέψουν στα αντικείμενα ζημιών να συνεχίσουν να εξυπηρετούν την αποστολή, εάν τα αντικείμενα έχουν υποστεί ζημιά πέρα από την επισκευή τότε θα σταλούν αντικαταστάτες. Το πλήρωμα θα μεταφέρει επίσης τα υλικά που συλλέγονται από τους θεριζοαλωνιστές στο μεταλλουργείο, όπου ο μεταλλουργός του πληρώματος, από τους οποίους θα υπάρχει ένας, θα επεξεργάζεται τα υλικά και θα τα διυλίζει για να κάνει χρήσιμους πόρους και οξυγόνο, καθώς τα περισσότερα μεταλλεύματα βρίσκονται σε μορφή οξειδίου του μετάλλου στο φεγγάρι. Οι βοτανολόγοι θα λειτουργήσουν τα συστήματα υδροπονίας και υδατοκαλλιέργειας για να εξασφαλίσουν ότι η βάση θα έχει αρκετή τροφή, ωστόσο, η παραγόμενη τροφή πιθανότατα δεν θα είναι αρκετή για να είναι εντελώς αυτάρκης και έτσι θα χρειάζονται προμήθειες τροφίμων από τη Γη, ωστόσο, λόγω της καλλιέργειας της τροφής, αυτό θα αυξήσει το χρονικό διάστημα μεταξύ των πλοίων εφοδιασμού. Το πλήρωμα θα διεξάγει επιστημονικά πειράματα στον τομέα τους για να αυξήσει την κατανόηση της σελήνης, όπως η γεωλογική δομή της ή οι επιπτώσεις της χαμηλής βαρύτητας στους ζωντανούς οργανισμούς. Αυτή η έρευνα θα βοηθήσει στην αύξηση της κατανόησης του τρόπου δημιουργίας μιας βιώσιμης βάσης στο φεγγάρι και των τρόπων και των τοπικών πόρων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την επέκταση της βάσης και την αύξηση του πληθυσμού της. Το πλήρωμα θα μπορούσε επίσης να ερευνήσει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της βιομηχανίας και της εξόρυξης πόρων στο φεγγάρι για μελλοντική αναφορά κατά την κατασκευή μιας μεγάλης σεληνιακής βάσης ή ενός οικισμού. Το πλήρωμα θα μπορούσε επίσης αργότερα στο πρόγραμμα να κατασκευάσει νέες εγκαταστάσεις που θα στέλνονταν από τη Γη ή θα κατασκευάζονταν από πόρους και εξοπλισμό στο φεγγάρι. Πριν από τη σεληνιακή νύχτα, το πλήρωμα θα αξιολογήσει τους πόρους και την ενέργεια που είναι αποθηκευμένα στη βάση. Κατά τη διάρκεια της νύχτας θα παρακολουθούν τα επίπεδα του υδρογόνου και, αν χρειαστεί, θα απενεργοποιήσουν ορισμένα συστήματα για να διασφαλίσουν ότι η βάση θα διατηρεί ενέργεια για κρίσιμα συστήματα όπως η υποστήριξη ζωής.



← Όλα τα έργα