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: Juustu tume pool

UTC Portsmouth  Portsmouth    Ühendkuningriik 16

3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Meie Kuu baasi missioon jaguneb 4 algsesse etappi:

0. etapis saadetakse väike meeskond enne koju naasmist üles seadistama automatiseeritud lasersünteerimise 3D-printerit, et toota baasi ehitamiseks vajalikke telliseid ja eraldi missioonil püstitada koos mõne spetsialistiga väike tuumareaktor.

Esimene etapp hõlmab 2 raketti, millest üks saadab üles ehitusressursid (raamid, telgid ja õhulukud) ja teine toob esialgse meeskonna - kasutades kergesti ehitatavaid raame ja trükitud telliseid (mida toodetakse pidevalt missioonide vahel), saavad nad ehitada 3 esialgset keskuse kupplit. 

2. etapp sisaldab rohkem ehitusmaterjale, et toota 3 suuremat väliskuplit, et laiendada baasi, samuti ressursse meeskonna ülalpidamiseks ja teadustööks - rohkem inimesi tuleb 2. etapi 3. ja viimases raketis, et täita kogu meeskond. 

3. etapis saadetakse üles asendusmeeskond, kes asendab 1. etapis üles läinud esialgset meeskonda, samuti mis tahes varustust või materjale, mida meeskond taotleb - see maksekoormus reageerib mis tahes probleemidele või vajadustele, mis on ainult meeskonna poolt tuvastatavad, tagamaks, et kõik ettenägematud probleemid on plaanis lahendatud. 

Kõik kasulikud koormused toimetatakse kohale Arian 5 rakettidega, kuna neil on ideaalne võimsus ja kahe kasuliku koormuse funktsionaalsus, kui koos meeskonnaliikmetega saadetakse ka seadmeid.

Kuhu sa tahad ehitada oma kuulaagri?

Meie Kuubaas asub Stöfleri lähedal, mis on kraater lõunapoolsetel kõrgustikel. Lõunaküljel on enamiku päevast päikesevalgus, mis annab meile päikesepaneelide kaudu energiat ja valgust, et täita ülesandeid kogu päeva jooksul. Kuna kraatrid on pidevas pimeduses, on seal juurdepääs Kuu jääle, mis on oluline ressurss, eriti baaside hilisemates etappides (raketikütuse valmistamiseks). Kuna meie baasi lõppeesmärk on saada rakettide stardibaasiks), võimaldab lõunapoolne asukoht rakettidel sooritada ronksmanöövrit ümber Maa, kui nad alustavad oma teekonda Päikesesüsteemi. See annab rakettidele suure kiiruse, ilma et nad kasutaksid palju kütust, mis muudab stardid veelgi tõhusamaks.

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

Meie kuulaager on moodulitest koosnev, nii et baasi laienedes saab hõlpsasti uusi struktuure lisada. Iga struktuur koosneb 3 kihist (vaata meie mudelit koos lõikeanalüüsiga) ja õhulukud väljapääsude ja sissepääsude jaoks. Sisemine kiht saab olema PVC-kattega polüestrist (inspireeritud mägironimis telkidest ja õhukindlatest kasvuhoonetest), kuna seda saab hõlpsasti klammerdada 2. kihi külge ja see on täiesti õhukindel - seega saab seda survestada ja muuta eluruumiks meeskonnale. 2. kiht saab olema kolmnurkadest koosnev metallist raam, mis moodustab kuppli, kuna kaar on kõige tugevam kuju ja kolmnurgad on vastupidavad ja neid on lihtne ehitada. Metallist raami saavad kosmoseriietuses olevad meeskonnaliikmed käsitsi ehitada 50 mm läbimõõduga alumiiniumpostidest. Kolmas ja viimane kiht on kivikuppel, mis koosneb Kuu pinnasest valmistatud telliskividest, mida on lihtne kokku panna, kuna need on omavahel seotud ja toetavad end väljaspool metallraami - neid valmistavad automatiseeritud SLSi regoliit-trükirobotid, mis on programmeeritud nende valmistamiseks, kui nad jäävad Kuule pärast 0. etappi, nii et tellised on valmis 1. etapiks. Pärast esialgset 4 etappi valmib 6 6m läbimõõduga ja 3 12m läbimõõduga kupplit. Väikesed 6 on mõeldud: Köök, energia- ja hapnikukontroll, eluruumid, jõusaal, sidekeskus ja meditsiiniosakond. Suuremad 3 jagatakse polümeeriga pooleks (seega õhukindlaks), kusjuures pooled neist on mõeldud vetikate ja hüdropoonika jaoks ning ülejäänud 3 poolte jaoks on töökoda, laboratoorium ja ladustamisala.

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

Kuubaasi projekteerimisel on prioriteet number 1 meeskonna ohutus. Baasi konstruktsioonid on valmistatud kuppeltest, mis on loomulikult kõige tugevamad, et tagada meeskonnaliikmete pikaealisus ning kaitsta neid ka asteroidide või kosmosejäätmete eest. Telgi sisemine materjal on tugev ja kaetud polüester, et tagada, et ei tekiks rebenemisi ega lekkeid. Kuu pinnakiirguse tase on umbes 200 korda kõrgem kui Maal, kuna puudub atmosfäär, mis blokeerib CMBR-i. Seepärast on kuppli välimine telliskivi nii paks kui ta on (500 mm), sest see neelab suurema osa kiirgusest ja kõik muu peatub telgi poolt (mis on peegeldav). Lõpuks on absoluutne ühepunktiliste rikete puudumine - kõigil kupolidel on mitu juurdepääsuteed, päikeseenergia koos tuumaenergiaga, hapnikutootmissüsteem ja vetikad - ükski üksik rike ei saa süsteemi rikkuda.

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

Suurem osa veest pärineb veekogumissüsteemist (WRS), mis kogub nii ümbritsevast veest (kondensaadist ja niiskusest) kui ka uriinist. Vett toodetakse ka Sabatier' süsteemis; ühendades OGSis toodetud vesiniku (vt 2.4 D) süsinikdioksiidiga, et toota vett (soojust ja metaani). Seda vett saab nüüd kasutada mitmeks otstarbeks. Soojust saab kasutada aluse kütmiseks ja metaani saab säilitada kütusena. Teine vesi vetikateede jaoks, värske veevaru, mida saab süsteemi segada ja hiljem kasutada vesiniku ja hapniku tootmiseks raketikütuse jaoks, tuleb Kuu jääallikatest.

Missiooni algfaasis elavad astronaudid Maalt saadetud toidukogustest. Neid varusid täiendatakse teiste missiooniks vajalike maandumistega. Esimeses etapis luuakse Kuule üks kolmest "agrokuplist". Neis asuvad (muu hulgas) hüdropoonilised ruumid, kus saab kasvatada Kuu baasi kütuseks vajalikku toitu. Järgmistes etappides luuakse infrastruktuur, mis on vajalik kahe teise kopa jaoks. Maalt tuuakse siiski korrapäraselt toidukoguseid, mis toimivad nii varuks kui ka astronautide mineraalide ja soola täiendamiseks. Hüdropoonika võimaldab astronautidel ja maapealsetel meeskondadel peaaegu täielikult kontrollida põllukultuuride kasvu, ajastada saagikoristust ja anda toitained viljakaks kasvuks. Kasvatatavad põllukultuurid on geneetiliselt muundatud, et nad kasvaksid suuremaks ja kiiremini kui looduslikud põllukultuurid; see maksimeerib toidu tootmise.

Enamik kosmoseoperatsioone töötab päikesepaneelide abil, need on suurepärased. Samuti on need kosmoses tõhusamad kui maa peal, kuna puudub atmosfäär, mis vähendaks valguse intensiivsust. Kui meie Kuu baas on valmis, kasutatakse kolm päikesepaneelide massiivi koos väikese tuumareaktori, kiire neutronireaktori (FNR), mis kasutab Na-K-C jahutusainet. Kuna see toimib usaldusväärselt (kosmoses), siis välistab see SCRAMi (või sulamise) ohu. See annab veel ühe kaitsekihi, mis kaitseb energiakatkestuse korral kolme eraldi päikesepaneelide massiivi peale. Samuti tagab ta baaskoormusenergia vajaduse. See paigaldatakse lähedalasuvasse kraatrisse, mis toimib õnnetuse korral kilbina, kuid hoiab ka reaktorit varjus, aidates sellega kaasa jahutusele. Selleks ajaks, kui FNR-reaktor on vaja asendada, võivad uued tehnoloogiad, nagu tuuma- ja aku-reaktori hübriid, olla veelgi tõhusamad.

Suurem osa õhust võetakse ringlusse, kasutades hapnikutootmissüsteemi (OGS). Selles süsteemis kasutatakse elektrolüüsi, et jagada vesi hapnikuks ja vesinikuks. Toodetud vesinikku kasutatakse WRSis (vt 2.4 A). Seda süsteemi kasutatakse ISSis ja seda on kasutatud allveelaevadel juba üle 50 aasta. See tähendab, et see on järeleproovitud, katsetatud ja kõik selle suuremad puudused, mis ilmnevad ainult praktikas, on kõrvaldatud. Süsteemid ei saa kunagi olla täiuslikud ja kindlasti esineb õhukaotusi, ISS-l on need lahendatud hapnikutarnete abil maalt. Siiski täiendame hapnikku baasis olevate vetikapakettidega. Mõlemad süsteemid töötavad koos, et tagada meeskonnale piisav hingamiskõlblik õhuvarustus. Kui baasis tekib rike, saab lekkivad kohad isoleerida, sest kõik uksed on õhukindlad.

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

Meie missiooni eesmärk on rajada Kuule isemajandav baas, mis on eelduseks kosmosereisi tankimisjaamale. Tulevikus on meie eesmärk jõuda üha kaugemale meie galaktikasse, et uurida, uurida ja võimaluse korral asustada uusi taevakehi universumis. Kosmosereiside (näiteks Kuu ja Marsi startide) ajal kulub suurem osa kütusest Maa atmosfäärist väljumiseks ja see vähendab oluliselt kosmoseaparaadi tegevusulatust. Meie baasi kasutatakse selleks, et pärast Maast väljumist peatuda ja tankida enne uut starti ja reisi sinna, kuhu kosmoselaev ka ei läheks. Seepärast on meie baasi konstruktsioon väga modulaarne, nii et seda saab pärast esialgset 4-etapilist missiooni laiendada suuremaks sadamaks koos tankimisvõimalustega.

Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Meie eesmärk on, et meie meeskonna päev Kuu peal sarnaneks täpselt tööpäevale Maal, et aidata meeskonnal kergemini ja kiiremini kohaneda uue keskkonnaga ning vähendada maapealsest elust kõrvalekaldumise tunnet. Päevad algavad võimlemisega jõusaalis - mis sisaldab jooksurada koos pungee-rakmetega, et simuleerida tugevamat gravitatsiooni -, millele järgneb hommikusöök, et inimesed saaksid energiat päevaks, pärast mida meeskond kohtub hommikuse briifingu jaoks, mida teeb komandör ja mis tahes teateid meeskonnalt või missioonikontrollist. Pärast seda oleks iga meeskonnaliikme hommikune ülesanne või ülesanded, mis sõltuksid nende individuaalsetest rollidest. 1. etapis on 4 meeskonnaliiget: Komandör, kes on spetsialiseerunud ka botaanikale, meedik ja 2 inseneri - näiteks tööülesanded võiksid olla uute struktuuride rajamine järgmisteks etappideks, baasi või varustuse hooldus või hüdropoonika jälgimine (hilisemates etappides). 2. etapis täidetakse meeskonda veel ühe (spetsialiseerituma) botaaniku (kuna komandöri juhtroll on tema peamine prioriteet), teadlase ja teise inseneri, kuna ehitus ja seadmete hooldamine on missiooni jaoks nii oluline. Pärast hommikuseid ülesandeid on lõunapaus ja veidi vaba aega, sõltuvalt sellest, kui palju /kuivõrd kiireloomulisi töid on selle konkreetse päeva jooksul. Seejärel tuleksid pärastlõunased ülesanded, mis (nagu ka hommikul) sõltuksid meeskonnaliikmete individuaalsetest rollidest. Uurimisülesanded oleksid olulised, kuna meie baas peab oma eesmärgi täitmiseks tegema ulatuslikke katseid, mis on kosmoselaeva peatamise eeltingimus, kuid ka Kuu uurimisest huvitatud rühmad üle maailma, näiteks ülikoolid, võiksid esitada taotlusi katsete ja proovide saamiseks sarnaselt sellega, kuidas ISS toetab ülemaailmseid teadusuuringuid, ning pakkuda Kuu baasi projektile teisejärgulist rahastamisallikat. Me kavatseme, et päev jääks järjepidevaks, kuid me oleme veendunud, et ajakavaotsused tuleks teha juhtumipõhiselt, sest uutele ja ettenägematutele arengutele reageerimine on planeedilt eemal elamiseks nii oluline, et pausid ja muud ajavõimalused saab ohverdada ja vajadusel hiljem hüvitada. Pärast päevaste ülesannete täitmist saavad meeskonnaliikmed õhtusööki ja vaba aega, et enne magamaminekut lõõgastuda ja nautida.



← Kõik projektid