Team: Moon Entrepreneurs

Κατηγορία: Κατηγορία: 3η θέση - Κράτη μέλη του ESA | 3η θέση - Κράτη μέλη του ESA | Λας Πάλμας ντε Γκραν Κανάρια - Ισπανία |  Σχολή Canterbury Las Palmas

Περιγραφή του έργου

2.1.α. Πού θα τοποθετούσατε το καταφύγιό σας στην επιφάνεια της Σελήνης; 
Άλλα

2.1.β. Εξηγήστε την επιλογή σας από την ερώτηση 2.1. 
Θα θέλαμε να τοποθετήσουμε τη σεληνιακή μας κατασκήνωση πάνω από τον ισημερινό και κάτω από το Βόρειο Πόλο. Αυτό επιλέχθηκε λόγω της ύπαρξης υπόγειων σπηλαίων με τη μορφή σωλήνων, που ονομάζονται σεληνιακοί σωλήνες λάβας, μέσα στους οποίους θα χτίζαμε την κατασκήνωσή μας σε κυλινδρικό σχήμα. Αυτοί οι σωλήνες μπορούν να βρεθούν στη Mare Serenitatis και στη Mare Tranquillitatis. Η επιφάνεια του φεγγαριού δύσκολα θα επηρεαστεί από τον οικισμό, καθώς έχουμε σχεδιάσει τον καταυλισμό (χρησιμοποιώντας πληροφορίες από τους δορυφόρους και άλλες πηγές) πριν από την αποστολή, ώστε να είμαστε σε θέση να προσαρμοστούμε στις μετρήσεις στο σπήλαιο. Αυτοί οι σωλήνες θα μπορούσαν να προσφέρουν πολλές επιλογές για περαιτέρω επέκταση του σεληνιακού καταυλισμού σε μελλοντικές αποστολές. Επιπλέον, δεδομένου ότι δεν βρίσκεται μακριά από τον ισημερινό, το ηλιακό φως θα είναι πιο συγκεντρωμένο και με λίγη τύχη, δεδομένου ότι οι θερμοκρασίες δεν είναι τόσο αυξημένες και είναι πιο σταθερές στο εσωτερικό αυτών των σπηλαίων, μπορεί να υπάρχει παγωμένο νερό (οι αναφορές λένε ότι οι θερμοκρασίες είναι γύρω στους -22ºC), ωστόσο οι πόροι είναι άγνωστοι επομένως θα μπορούσαν να είναι περιορισμένοι.

2.2.α. Πού θα κατασκευάζατε το καταφύγιο: στην επιφάνεια ή υπόγεια;
Υπόγεια

2.2.β. Εξηγήστε την επιλογή σας στην ερώτηση 2.2.
Περίπου 80% του στρατοπέδου μας θα τοποθετηθεί υπόγεια και θα καλυφθεί από ένα στρώμα χώματος, αυτό το χώμα συγκρατείται από ένα δίχτυ που έχει τοποθετηθεί προηγουμένως πάνω από τον κρατήρα. Αυτό θα εξηγηθεί περαιτέρω στην ενότητα τρία, ερώτηση έξι (3.6). Στον κάτω όροφο του κύριου κυλινδρικού κτιρίου θα προσαρτηθεί ένας θάλαμος αποσυμπίεσης, ώστε να είναι δυνατές οι αποστολές κατά μήκος του σεληνιακού σωλήνα λάβας. Το άλλο 20% της κατασκήνωσης θα βρίσκεται στην επιφάνεια της σελήνης. Δύο βασικά πράγματα βρίσκονται εδώ, το ένα είναι τα ηλιακά πάνελ, αυτά θα τοποθετηθούν σε κυκλικό σχήμα γύρω από την περιφέρεια του κρατήρα. Συνολικά, θα δούμε 31 ηλιακούς συλλέκτες. Επιπλέον, θα τοποθετηθεί ένα όχημα έκτακτης ανάγκης διαφυγής ως προληπτικό μέτρο ασφαλείας. Ένας άλλος θάλαμος αποσυμπίεσης θα βρίσκεται έξω από το κεντρικό κτίριο, προκειμένου να επιτραπούν οι αποστολές κατά μήκος της σεληνιακής επιφάνειας. Τέλος, ένας πύργος επικοινωνιών θα εφαρμοστεί επίσης έξω από το κεντρικό κτίριο. Στον σχεδιασμό έχει παρασχεθεί ένα μοντέλο εδάφους για να δείξουμε τις ιδέες μας. Επίσης, προσπαθήσαμε να προσομοιώσουμε με αυτό έναν σεληνιακό σωλήνα λάβας.

3.1. Ποιο θα είναι το μέγεθος του Moon Camp σας;
Ο καταυλισμός είναι αρκετά μεγάλος, καθώς έχουμε διαφορετικά στοιχεία που συμμορφώνονται με τον οικισμό. Υπάρχει ένα κύριο κυλινδρικό κτίριο που βρίσκεται μέσα στο σεληνιακό σωλήνα λάβας. Αυτό το κτίριο αποτελείται από τρεις ορόφους. Ο κάτω όροφος (πρώτος όροφος) χρησιμοποιείται ως αποθηκευτικός χώρος. Ο μεσαίος (δεύτερος όροφος) είναι ο χώρος εργασίας και ο επάνω όροφος (τρίτος όροφος) είναι ο χώρος διαβίωσης. Η διάμετρος της κυλινδρικής κατασκευής είναι 10 μέτρα και το ύψος είναι τρία μέτρα ανά όροφο. Τέλος εξωτερικά μπορούμε να βρούμε ηλιακούς συλλέκτες που είναι τοποθετημένοι ομόκεντρα γύρω από το κέντρο του κρατήρα οργανωμένοι σε δύο σειρές. Σημείωση: ο σχεδιασμός έχει γίνει με πολλές λεπτομέρειες, παρακαλώ ρίξτε μια βαθύτερη ματιά σε πράγματα όπως το ρόβερ (για παράδειγμα, οι ρόδες... ), οι ηλιακοί συλλέκτες, οι αεροθυρίδες, οι πόρτες, η κεραία επικοινωνιών και πολλά άλλα!

3.2.α. Πόσα άτομα θα φιλοξενήσει η κατασκήνωσή σας στο φεγγάρι;
3-4 αστροναύτες

3.2.β. Εξηγήστε την επιλογή σας στην ερώτηση 3.2.
Τρεις έως τέσσερις αστροναύτες έχουν επιλεγεί λόγω της ευρείας έκτασης που διατίθεται για τη βάση. Πάρα πολλοί αστροναύτες θα οδηγούσαν σε υπερβολικά πολλούς πόρους και πολύ περισσότερο χώρο, ενώ ο προτεινόμενος καταυλισμός είναι πολύ μεγάλος για δύο αστροναύτες. Οι εκκενώσεις θα γίνονταν με πιο αποτελεσματικό τρόπο και τα έργα I+D+i και ορισμένες αποστολές θα γίνονταν με απλοποιημένο και πρακτικό τρόπο.

3.3.α. Ποιους τοπικούς πόρους του Moon θα χρησιμοποιούσατε;
Πάγος νερού
Ρεγκόλιθος (σεληνιακό έδαφος)
Ηλιακό φως

3.3.β. Εξηγήστε την επιλογή σας στην ερώτηση 3.3.
Ο πάγος του νερού θα εξαχθεί από τον ρεγόλιθο και τους πάγους (αν βρεθούν), θα συμπιεστεί και τελικά θα φιλτραριστεί για να χρησιμοποιηθεί από τους αστροναύτες. Επίσης, όλο το νερό θα επαναχρησιμοποιηθεί με παρόμοιο τρόπο που γίνεται στον διεθνή διαστημικό σταθμό. Ο ρεγόλιθος θα συσσωρεύεται και θα επεξεργάζεται για την κατασκευή τούβλων για την κατασκευή της βάσης. Μια κατασκευαστική διαδικασία που θα περιλαμβάνει προϊόντα και ουσίες που έχουν αναπτυχθεί στη Γη θα προκαλέσει μια χημική αντίδραση στο χώμα του ρεγολίθου για να το κάνει σκληρό (με παρόμοιο τρόπο που φτιάχνουμε σκυρόδεμα εδώ στη Γη, αλλά χρησιμοποιώντας ρεγολίθου αντί για άμμο...). Θα συμπιεστεί επίσης για να στερεωθεί το κομμάτι. Τέλος, το φως του ήλιου θα είναι η μόνη πηγή ενέργειας, η χρήση ηλιακών συλλεκτών θα επιτρέψει τη λειτουργία όλων των ηλεκτρονικών μας συσκευών. Παρ' όλα αυτά, στον καταυλισμό, η κατανάλωση ενέργειας θα βελτιστοποιηθεί ώστε να διατηρηθεί και να συσσωρευτεί η ηλεκτρική ενέργεια σε μια σειρά συσκευών αποθήκευσης μπαταριών στον πρώτο (κάτω) όροφο.

3.4. Εξηγήστε πώς σκοπεύετε να κατασκευάσετε το έργο σας στη Σελήνη. Θα πρέπει να συμπεριλάβετε πληροφορίες σχετικά με τα υλικά και τις τεχνικές κατασκευής που σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε. Επισημάνετε τα μοναδικά χαρακτηριστικά του σχεδίου σας.
Με τον ίδιο τρόπο που χτίζουμε στη γη χρησιμοποιώντας μικρά τούβλα, η ιδέα μας είναι να επεκτείνουμε αυτή την ιδέα και να χρησιμοποιήσουμε τους πόρους στο φεγγάρι για να φτιάξουμε αυτά τα τούβλα και να τα τοποθετήσουμε το ένα μετά το άλλο σαν lego. Για να μειώσουμε τον εξοπλισμό που χρειάζεται να μεταφερθεί από τη γη, θα παράγουμε μόνο έναν τύπο και μια μορφή τούβλου: ένα τόξο μήκους περιφέρειας. Σημειώστε στο σχέδιο πώς αυτά τα κομμάτια αλληλοσυμπλέκονται μεταξύ τους. Μια σειρά από ρομπότ θα συλλέγουν τον ρεγκόλιθο και θα τον επεξεργάζονται σε καλούπια και μονάδες συμπίεσης για την κατασκευή των τούβλων. Αυτά θα τοποθετούνται από ρομπότ παρόμοια με το CANADARM2 που βρίσκεται στον διεθνή διαστημικό σταθμό. Μόλις κατασκευαστεί το επίπεδο, κάποιες ελαφρές μεταλλικές δοκούς από τη γη θα τοποθετηθούν για να διαχωρίσουν τα δάπεδα και ένα ελαφρύ φύλλο υλικού θα κολληθεί στην οροφή και το δάπεδο. Ένας κυκλικός χώρος θα παραμείνει στην οροφή, καθώς πρέπει να εγκατασταθεί κάποιος εξοπλισμός στο εσωτερικό. Όπως ένα μεγάλο αλεξίπτωτο συμπιέζεται σε ένα τμήμα μεγέθους σακούλας, μια παχιά τυλιγμένη σακούλα πλαστικού θα φουσκώνει μέσα σε αυτό το δάπεδο χρησιμοποιώντας αντλίες και σωληνώσεις που προέρχονται από το σκάφος προσεδάφισης. Καθώς αυτή η σακούλα φουσκώνει, συμπιέζεται και γεμίζει με αέρια απαραίτητα για τη ζωή. Θα καλύπτει επίσης το σχήμα της δομής. Μόλις ολοκληρωθεί αυτό θα τοποθετηθεί ένας αεροφράκτης. Στη συνέχεια θα τοποθετηθούν έπιπλα και περισσότερος εξοπλισμός. Τυλιγμένο σαν χαλί, ένα λεπτό κολλώδες δίχτυ θα ξετυλιχτεί στους τοίχους της δομής. Αυτό το δίχτυ περιέχει μικρόβια που εισπνέουν CO2 και εκπνέουν O2 για να μειωθεί ο εξοπλισμός που απαιτείται για αυτή τη χημική αλλαγή. Καθώς απαιτείται μεγαλύτερη ζήτηση, θα εγκατασταθούν περισσότεροι όροφοι, αν και ιδανικά, οι 3 όροφοι είναι η καλύτερη διαμόρφωση. Οι όροφοι θα διαχωρίζονται από μια σκάλα και τα εξαρτήματα αποθήκευσης που απαιτούνται για τη μεταφορά μεταξύ των ορόφων θα γίνονται με μια σειρά από ράγες. Έξω από την κύρια δομή, στην επιφάνεια του φεγγαριού, θα τοποθετηθούν ομόκεντρα ηλιακά πάνελ γύρω από τον κρατήρα με παρόμοιο τρόπο με τον οποίο οργανώνονται οι συγκεντρωτικοί ηλιακοί σταθμοί. Ο κρατήρας θα καλυφθεί από ένα στρώμα χώματος που θα υποστηρίζεται από κάποια δίχτυα που έχουν προηγουμένως τοποθετηθεί για την προστασία από γάμμα και θα υπάρχει μια κεραία επικοινωνίας που θα τοποθετηθεί στη μέση. Ο επιφανειακός αεροφράκτης θα εγκατασταθεί και στη συνέχεια θα καλυφθεί με χώμα για να αποφευχθούν οι συγκρούσεις με μετεωρίτες. Τα ρόβερ και η κάψουλα διαφυγής θα βρίσκονται δίπλα στον καταυλισμό.

3.5. Περιγράψτε και εξηγήστε το σχεδιασμό της εισόδου στη Σεληνιακή Κατασκήνωση.
Καθώς προσεδαφίζεστε αργά στη σεληνιακή επιφάνεια, θα δείτε έναν καλυμμένο με χώμα αεραγωγό που περιβάλλεται από δεκάδες ηλιακούς συλλέκτες τοποθετημένους γύρω από έναν καλυμμένο κρατήρα. Στη μέση, υπάρχει ένας μεγάλος ιστός μιας κεραίας επικοινωνίας που δείχνει προς τον πλανήτη μας. Καθώς πλησιάζετε την αεροθυρίδα, επινοείτε δύο βρύσες, η μία οδηγεί στο σύστημα αποθήκευσης οξυγόνου ενώ η άλλη στο σύστημα αποθήκευσης καυσίμων. Καθώς ανοίγετε χειροκίνητα την πόρτα ανάβουν κάποια φώτα και όταν η πόρτα κλείνει και πατήσετε ένα κουμπί σε μια οθόνη αφής ακούτε τον ήχο ισχυρών αερίων που εκτοξεύονται γύρω σας καθώς ο αεροθάλαμος συμπιέζεται. Τώρα είναι ασφαλές να βγάλετε τη διαστημική σας στολή. Τώρα πρέπει να κατεβείτε μια σκάλα για να πάτε στο κεντρικό κτίριο αφού ανοίξετε μια δεύτερη πόρτα.

3.6. Εξηγήστε πώς η κατασκήνωση στη Σελήνη παρέχει προστασία στους αστροναύτες.
Ο καταυλισμός μας στο φεγγάρι έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει τους αστροναύτες μας: οι δολοφονικές ακτίνες γάμμα θα μειωθούν και θα σταματήσουν επειδή έχουμε καλύψει τον καταυλισμό με ένα στρώμα χώματος πάνω από τον κρατήρα χρησιμοποιώντας δίχτυα (Στο σχέδιο φαίνεται ως ένα στρώμα χώματος με αδιαφάνεια 70%). Μέσα σε αυτούς τους σωλήνες λάβας, η θερμοκρασία γίνεται πολύ πιο σταθερή και ελέγχεται ευκολότερα. Δεδομένου ότι είμαστε προστατευμένοι από τον ήλιο ο εξοπλισμός που αφορά τον οικισμό (εκτός από τους ηλιακούς συλλέκτες) είναι επίσης προστατευμένος. Οι βροχές μετεωριτών τερματίζονται χάρη στην προστασία που προσφέρει το στρώμα του εδάφους που αναφέρθηκε προηγουμένως. Πάνω από την κεραία επικοινωνίας, θα χρησιμοποιηθεί ένα κιτ ραντάρ που θα προσπαθήσει να ανιχνεύσει αυτούς τους μετεωρίτες και να προειδοποιήσει τους αστροναύτες εάν υπάρχει πιθανός κίνδυνος. Η κάψουλα διαφυγής (αυτή δεν περιλαμβάνεται στο σχέδιο που παρουσιάστηκε) θα βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον καταυλισμό, ώστε σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, οι αστροναύτες να μπορούν να διαφύγουν γρήγορα προς τα έξω. Αυτή η κάψουλα θα τοποθετηθεί σε μια ασφαλή από τα χτυπήματα μετεωριτών θέση, ίσως μέσα σε έναν κρατήρα (αν είναι διαθέσιμος).

3.7. Περιγράψτε τη θέση και τις ρυθμίσεις των χώρων ύπνου και εργασίας.
Από τους τρεις ορόφους που ήδη αναφέρθηκαν, ο επάνω όροφος θα είναι ο χώρος ύπνου και διαβίωσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι είναι ο χώρος που βρίσκεται πλησιέστερα στον αεροφράκτη σε περίπτωση που εκτελεστεί διαδικασία εκκένωσης. Εδώ οι αστροναύτες θα έχουν ένα κρεβάτι και μια τουαλέτα. Επίσης, στο κέντρο του ορόφου, θα υπάρχει ένα τραπέζι για να συζητούν για τις αποστολές. Θα τοποθετηθεί εξοπλισμός σχετικά με τις επικοινωνίες με τη γη, ώστε οι αστροναύτες να μπορούν να συνομιλούν με τις οικογένειές τους και με τους διευθυντές επιχειρήσεων εδώ στη γη. Ένα μίνι-γυμναστήριο θα βρίσκεται επίσης εδώ, στον επάνω όροφο. Ο χώρος εργασίας θα τοποθετηθεί στον μεσαίο όροφο. Ένα μεγάλο εργαστήριο θα τοποθετηθεί εδώ μέσα, όπου θα διεξάγονται έρευνες και πειράματα. Δείγματα θα ελέγχονται και θα επεξεργάζονται για το ταξίδι στη γη. Τέλος, θα πραγματοποιηθούν και άλλα έργα I+D+i. Πιστεύουμε ότι αυτοί οι δύο χώροι πρέπει να διαχωριστούν, καθώς μελέτες έχουν δείξει πώς η ανάμειξη αυτών των δύο χώρων δημιουργεί χειρότερα αποτελέσματα όσον αφορά την ποιότητα του ύπνου και την ποιότητα των ολοκληρωμένων εργασιών.

4.1. Περιγράψτε ποια θα είναι η πηγή ενέργειας για το καταφύγιο.
Η πηγή ενέργειας θα παρέχεται από τους ηλιακούς συλλέκτες. Αυτή η ανανεώσιμη ενέργεια θα χρησιμοποιείται με τον καλύτερο δυνατό τρόπο και οι μπαταρίες θα αποθηκεύουν αυτή την ενέργεια σε περίπτωση έλλειψης ρεύματος ή βλαβών του συστήματος και για νυχτερινή κατανάλωση. Πολλά από αυτά (30-40) θα εγκατασταθούν γύρω από τον καταυλισμό στην επιφάνεια για να μεγιστοποιηθεί η απορρόφηση του φωτός.

4.2. Περιγράψτε από πού θα προέρχεται το νερό. 
Το νερό θα εξαχθεί κυρίως από το έδαφος, αυτό θα γίνει με την αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας στο μπλοκ του ρεγολίθου, έτσι ώστε ο πάγος να λιώσει σε νερό και αυτό θα συλλεχθεί και θα αποθηκευτεί. Επίσης, με παρόμοιο τρόπο με τον διεθνή διαστημικό σταθμό, το μεγαλύτερο μέρος του νερού θα ανακυκλώνεται από τα ούρα, τους υδρατμούς και άλλες πηγές για να ελαχιστοποιηθούν οι αποστολές που απαιτούνται για την εξαγωγή του ρεγολίθου για το νερό. Ίσως περισσότερο νερό θα παρέχεται από τη γη, αλλά όχι πολύ, καθώς δεν είναι κερδοφόρο.

4.3. Περιγράψτε ποια θα είναι η πηγή τροφής.
Η κύρια πηγή τροφής θα προέρχεται από φυτά και έντομα που θα καλλιεργούνται σε ένα τεχνητό περιβάλλον. Τα φυτά θα καλλιεργούνται με τη χρήση υδροπονικής κηπουρικής (στα φυτά θα παρέχονται τα απαραίτητα μέταλλα και η παροχή νερού, ώστε να μην υπάρχει ανάγκη για χώμα) στον κάτω όροφο. Θα παρέχεται η βέλτιστη πηγή φωτός με συγκεκριμένο μήκος κύματος και συγκέντρωση CO2, ώστε να μειωθούν οι περιοριστικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη φωτοσύνθεση. Με αυτόν τον τρόπο θα καλλιεργείται μια ποικιλία καλλιεργειών. Προηγουμένως, οι σπόροι από αυτά τα φυτά θα είναι γενετικά τροποποιημένοι ώστε να αυξηθεί η απόδοση των καλλιεργειών και να μειωθούν οι πιθανότητες εμφάνισης κάποιας ασθένειας. Οι πρωτεΐνες θα προέρχονται από έντομα που καλλιεργούνται σε αυτό το τεχνητό περιβάλλον. Τα έντομα προσφέρουν πολλές πρωτεΐνες και αναπτύσσονται σε πολύ λιγότερο χρόνο και παράγουν πολλούς απογόνους. Εκτός από αυτό, θα χρησιμοποιηθούν και κάποια πακέτα τροφίμων παρόμοια με αυτά του διεθνούς διαστημικού σταθμού.

5.1. Τι θα θέλατε να μελετήσετε στη Σελήνη;
Μόλις βρεθούμε στο φεγγάρι, σκεφτόμασταν να κάνουμε περαιτέρω αποστολές για να ερευνήσουμε σε άλλες πιθανές τοποθεσίες πάγου νερού και να προσπαθήσουμε να βρούμε παγωμένη μικροβιακή ζωή (αν και είναι πολύ απίθανο...). Πρόσφατα ανακαλύφθηκαν ασθενή μαγνητικά πεδία στην επιφάνεια της σελήνης που σχηματίζουν "ηλιακά εγκαύματα". Θα θέλαμε να ερευνήσουμε αυτές τις διακυμάνσεις του μαγνητικού πεδίου για να δούμε τι τις προκαλεί και πώς μπορούμε να τις αναπαράγουμε για να βελτιώσουμε την προστασία από τον ήλιο. Αυτή η προστασία θα επέτρεπε την εγκατάσταση μεγαλύτερων σεληνιακών στρατοπέδων, όχι απαραίτητα υπόγειων, οπότε είναι ένα μεγάλο θέμα προς διερεύνηση. Θα ερευνήσουμε επίσης πώς αντιδρά το ανθρώπινο σώμα σε μια μακροχρόνια παραμονή σε ένα περιβάλλον εκτός της γης για να βελτιώσουμε τις τεχνολογίες που θα απομακρύνουν τους ανθρώπους από τον πλανήτη μας με ασφάλεια. Νέες τεχνολογίες θα δοκιμαστούν καθώς μπορεί να έχουν αποτελέσματα που θα αλλάξουν τα δεδομένα εδώ στη γη. Βλέπουμε τη σεληνιακή κατασκήνωση ως μια ευκαιρία για τους ανθρώπους να δοκιμάσουν πράγματα σε ένα πραγματικά σκληρό περιβάλλον. Ίσως οι τεχνολογίες τροφίμων να μπορούν να βελτιωθούν με τη βοήθεια του CRISPR ή άλλων γενετικών αλλαγών και να δοκιμαστούν σε αυτό το σεληνιακό φυλάκιο. Η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να βελτιωθεί καθώς και να αναπτυχθούν άλλες τεχνικές κατασκευής και κατασκευής. Οι δυνατότητες είναι άπειρες.

Τα έργα δημιουργούνται από τις ομάδες και αναλαμβάνουν την πλήρη ευθύνη του κοινού περιεχομένου.