moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerii 2020-2021

Moon Camp Pioneers raames on iga meeskonna ülesanne 3D-disainida täielik Kuu laager, kasutades Fusion 360. Samuti peavad nad selgitama, kuidas nad kasutavad kohalikke ressursse, kaitsevad astronaute kosmose ohtlikkuse eest ning kirjeldavad elu- ja tööruume.

Meeskond: Space Hive

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Poola 16, 15

3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Meie baas on tõelise isemajandava koloonia alus Kuu peal. Selle projekteerimisel keskendusime iga elemendi võimalikult suurele iseseisvusele ja funktsionaalsusele, pidades samas meeles kõige olulisemat, st selles viibivate astronautide mugavust. Täiendused, nagu kunstlikult kontrollitud ööpäevaring või taimede olemasolu ruumides, peaksid vähendama astronautide stressi ja hoolitsema nende vaimse tervise eest. Baas on kavandatud vähemalt 4 inimesele, kuid suurema arvu puhul võib neljaliikmelistesse elamumoodulitesse jaotamine aidata kaasa väikeste kogukondade tekkimisele, mis hõlbustab tööd ja ülesannete jagamist. Nii baasi asukoht kui ka varustus võimaldavad teostada arvukaid eksperimente ja teostada tõhusalt edasist ruumi laiendamist.

Kuhu sa tahad ehitada oma kuulaagri?

Oleme otsustanud ehitada oma kuubaasi Kuu lõunapoolusele, Shackletoni kraatri servale. Meie teadmiste kohaselt on seal veejää ja muud lenduvad ained. Vee võimalik olemasolu lahendaks selle hankimise probleemi ja ei nõuaks selle kulukat tarnimist Maalt. Meie baasi paigutamine selle servale lihtsustaks oluliselt ka baasi elektriga varustamise probleemi. Kraatri servale jõuab päikeseenergia peaaegu pidevalt, nii et päikesepaneelide abil oleks võimalik praktiliselt pidevalt muundada päikeseenergiat elektrienergiaks. See tähendab ka seda, et temperatuurikõikumised on väiksemad,mis võivad olla ohtlikud soojuspaisumisele vastuvõtlikele komponentidele. Piirkonna topograafiliste kaartide kohaselt on selle kalle umbes 6-7 kraadi, mis kajastub meie mudelis.

Kuidas te kavatsete oma Kuu laagri ehitada? Kirjeldage tehnikat ja materjale, mida kasutate.

Esmalt võetakse kasutusele luuremobiil. Kui see on leidnud sobiva koha, valmistab ta ette tasase ala, millele maandub töökoja osa koos liikurite, päikesepaneelide ja 3D-printeritega. Roomikud oleksid autonoomsed, kuid Maa ja Kuu vahelise side vahe on piisavalt lühike, et inimene saaks probleemide korral roomikut tõhusalt juhtida. Esialgu on töökoda tegevusbaasiks, mis on varustatud akudega ja suudab toota robotite varuosasid. Plaanime baasi katuse, seinad ja suurema osa mööblist 3D-trükkida, kasutades selleks Kuu betooni, mille peamine koostisosa on Kuu regoliit, mis on Kuu pinnal rikkalikult leiduv ressurss. Baas hakkab koosnema kuusnurksetest ruumidest, et maksimeerida materjalikasutuse tõhusust ja hõlbustada lihtsat laienemist. Ruumide sisemus oleks kaetud sünteetilise kummi kihiga, mis võimaldab neid täita atmosfääriga. Siseruumide siserõhk oleks piisav, et kanda ~4 meetri paksuse regoliitkiirguskilbi kaalu. Selleks, et vähendada tolmu hulka, mida elanikud võivad baasi sisse tuua, ei siseneks kosmoseruumid kunagi otse baasi, vaid laseksid meeskonnal siseneda neisse tagaküljel asuvate luukide kaudu. Pärast trükkimist saab koos saabuvate astronautidega Maalt tuua ka muud vajalikud varustuselemendid ja need Kuu pinnale paigaldada.

Kuu keskkond on astronautidele väga ohtlik. Selgitage, kuidas teie Kuu laager neid kaitseb.

Kuu keskkond on väga ohtlik, seega on üks meie prioriteetidest tagada baasis viibivate astronautide täielik ohutus. Üks peamisi ohte, mis inimesi Kuu peal ootab, on kosmiline kiirgus, mis on kuni 200 korda tugevam kui Maal. Siiski on tõestatud, et suurte kraatrite lähedal on kiirguse tase madalam, nii et meie baasi asukoht Shackletoni kraatris lahendab osaliselt selle probleemi. Täiendavat kaitset pakuvad ka baasi seinad, mis on umbes 4 meetri paksused ja valmistatud Kuu pinnasest. Need seinad pakuvad kaitset ka mikrometeoriitide ja Kuu äärmiselt madalate temperatuuride eest.

Selgitage, kuidas teie kuulaager pakub astronautidele:
Vesi
Toiduained
Elekter
Air

ISSil on 2000-liitrine veepaak kuueliikmelise meeskonna jaoks. Kuid meie baas kasutab vett ka taimede, loomade ja mikroobide kasvatamiseks ning vee elektrolüüsiks. Selle nõudluse rahuldamiseks on meie baasil umbes 30 000 l maksimaalne veemahutavus - see hõlbustab ka baasi edasist laienemist. Astronaudid toovad osa veest kaasa, kuid suurema osa veest hangivad roomikud Shackletoni kraatri lähedal asuvatest lenduvatest ladestutest. Välja hingatud vesi võetakse õhupuhastusüksuse abil tagasi ja pannakse tagasi veevarustusse. Uriin filtreeritakse ja suunatakse tagasi mahutitesse. Kõik biojäätmed võetakse ringlusse ja kasutatakse võimaluse korral taimede väetisena ning loomade või mikroobide toiduks.

Hüdropooniline kasvatamine mängib jaamas toidu saamisel võtmerolli. Hüdropoonilised aiad kasutavad valitud valguse lainepikkusega (st peamiselt punase) LED-lampe, et vähendada energia raiskamist. Igal Kuu juurde mineval inimesel on eelnevalt kindlaks määratud individuaalne toit, mis katab tema kogu kalorivajaduse ning makro- ja mikroelemendid. Selliste andmete põhjal on võimalik eelnevalt planeerida kasvatatavate taimede proportsioone. Lisaks plaanime hankida valku nn "kultiveeritud liha" kujul. See tehnoloogia on muutumas üha arenenumaks, nii et me soovime seda oma baasis kasutada. Esialgu toodaksime tüvirakkude varu Maalt, kuid aja jooksul, kui loomade kasvatamine baasis omandatakse, võtaksime rakud otse neilt. Tagades astronaudidele juurdepääsu tervislikule toidule, mis on võimalikult sarnane Maal söödavale, hoolitseme nii nende füüsilise kui ka vaimse tervise eest.

Kuna meie baas asub Shackletoni serva "igavese valguse tipus", saab ta peaaegu pidevalt päikesekiirgust. Selle tulemusena suudab see enamiku ajast ainult päikeseenergiast elatada end. Siiski on energia salvestamine väga oluline suure energiavajadusega toimingute jaoks, nagu vee elektrolüüs või metallide rafineerimine kohapeal, samuti on veel öid, mis võivad kesta kuni seitse maapealset päeva. Nende küsimuste lahendamiseks on baasil mitu energiasalvestuslahendust. Esialgu kasutatakse kergeid liitium-ioonakusid ja maalt saadetud päikesepaneele, hiljem laiendatakse seda kohapeal ehitatud päikesepaneelide ja vedela metalli akudega. Kui patareide ehitamine osutub teostamatuks, võib baasile paigaldada suured hoorattad, mis on valmistatud kokkusurutud regoliidist, mis on riputatud spinn-stabiliseeritud magleviga (atmosfääri puudumine ja madal gravitatsioon muudavad nende kasutamise palju lihtsamaks kui Maal).

Hapnikku saadakse mitmest protsessist. See on fotosünteesi toode hüdropoonilistes aedades ja kõrvalsaadus metalloksiidide rafineerimisel elektrolüüsi teel. Seda võib saada ka vee elektrolüüsist, kuid ilma oksüdeerijata oleks toodetud vesinik kütusena kasutu. Kuna süsinik on Kuu piiratud ressurss, siis püüame fotosünteesi abil võimalikult palju süsinikdioksiidi taaskasutada. Inertsed gaasid, nagu lämmastik ja argoon, ei läbi mingeid reaktsioone, nii et neid võib kasutada lõputult, tingimusel, et ei esine lekkeid. Hingamisel tekkiv veeaur püütakse kinni ja suunatakse uuesti veevarustusse.
Hädaolukorras võib kasutada hapnikuküünlaid, et tagada kiire ja usaldusväärne hingamisõhu allikas.

Selgitage, mis oleks teie kuulaagri peamine eesmärk (näiteks: ärilised, teaduslikud ja/või turismieesmärgid).

Meie baasi saadetud astronautide esimesed rühmad püüavad tutvuda Kuu keskkonnaga ja teha kõige vajalikumaid teaduslikke katseid. Oluline roll teadusuuringutes saab olema inimeste ja loomade reaktsiooni uurimine pikaajalise Kuu peal viibimise suhtes, samuti põllumajandustehnoloogia, telekommunikatsiooni ja energiatootmise täiustamine, mida saab hiljem kasutada Maal. Loodetavasti toimib baas ka planeetidevahelise sõlmpunktina, mis suudab varustada Marsile suunduvaid laevu toidu ja kütusega. Tulevikus võib see olla madalama gravitatsiooni tõttu odavama materjali allikaks suurte kosmoserajatiste ja laevade ehitamiseks. Meie baasi paindlikkus annab ka võimaluse laiendada baasi ja kalduda kõrvale selle algsetest eesmärkidest, keskendudes rohkem ärivõimalustele, turismile või suurte kolooniate arendamisele.

Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Meie kosmosebaasi kavandamisel leidsime, et kõige tõhusam töösüsteem oleks iga astronaudi päevakava isikupärastamine. See hõlbustab eriülesannete täitmist ja võimaldab ka väikese meeskonna puhul vähemalt 2 inimest ärkvel hoida. Iga päeva plaanid saadetakse esialgu Maal asuvast juhtimiskeskusest ja baasi arenedes vastutavad üksikud meeskonnaliikmed nende koostamise eest ülejäänud grupi jaoks.

Päeva alguses, pärast tööks valmistumist, lähevad astronaudid kontrollima viimast teavet monitorilt, mis samal ajal teavitab neid nende praegustest ülesannetest, mis on kohandatud nende erialale. Mõne ülesanne on viia läbi teadusuuringuid, eksperimente ja töötada laboris, teised tegelevad loomade hooldamise ja taimede kasvatamisega, kolmandad kontrollivad baasi moodulite tööd, parandavad jooksvaid kahjustusi ja hoiavad roverid tehnilises korras.

Pärast oma ajakava läbivaatamist suunduvad astronaudid ühisruumi, et süüa personaalset - nagu kõik teisedki söögikorrad, hommikusööki.

Seejärel tegelevad astronaudid neile määratud ülesannetega. Pärast esimeste ülesannete täitmist lähevad astronaudid meditsiiniruumiga ühendatud jõusaali, kus neile tutvustatakse nende isiklikku treeningplaani jooksvaks päevaks. Pärast treeningut suunduvad astronaudid taas ühisruumi, kus nad saavad teist korda süüa. Väga oluline on planeerida päev nii, et astronaudide söögiajad kattuksid võimalikult palju, muidugi on mõnel lõunasöök ja teisel õhtusöök. Kuid eesmärk on tagada inimlik kontakt ja luua astronaudide vahel kogukonnatunne.

Pärast lõunat, kui hetkeolukord seda võimaldab, on astronautidel vaba aega. Nad võivad end lõbustada videomängude, virtuaalreaalsuse, raamatute või muusikaga. Nad võivad ka helistada oma peredele või veeta aega koos teiste astronaudide või loomadega. Seejärel naasevad nad mõneks ajaks kuni õhtuni oma kohustuste juurde. Päeva lõpus lähevad nad õhtusöögile ja oma magamistuppa. Selline näeb välja keskmine, vaikne päev meie Kuu baasis.



← Kõik projektid