moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerii 2021-2022

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.

Team: Lunastro 11

Albert-Einstein-Gümnaasium  Berliin    Saksamaa 16   6 / 2


3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Kuu põhjapooluse lähedal elame klaaskupli sees, mis asub Kuu kraatris põhjapooluse lähedal. Kraatri läbimõõt peaks olema umbes 50 meetrit. Sellesse kupplisse ehitame platvormi istanduste jaoks ja akvaaponiasüsteemi, mille akvaarium ulatub eluruumini, tekitades harmoonilise atmosfääri. Kogu sisemine ruum täidetakse hingamiskõlbliku õhuga. Meie kupplist algab üks tunnel, mis viib meie vedelpeegelteleskoobi suunas, et uurida teaduslikult universumit, ja teine tunnel, mis viib meie majanduspiirkonda, kust me ekspordime maale heelium-3. Kuukraatri maapinnal on meie eluruum maksimaalselt 8 inimesele. Seal on meil vaheseinadega magamistoad, mis annavad meile võimaluse otsustada, kas soovime magada privaatselt või koos kaaslastega meie lähedal, ning suured vannitoad, et hoolitseda meie hügieeni eest.

 

 

2.1 Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada?

Me ehitame oma Kuu laagri põhjapooluse lähedale, seal on eeliseks see, et päike paistab peaaegu pidevalt ja me saame seega hõlpsasti kasutada energiaallikana päikesesüsteeme. Leidsime, et seal on ka palju kraatreid ja et mõnes kohas võib leida isegi vesijääd. Me võiksime seda lahti võtta ja kasutada. Ja kuna kraatrid pakuvad juba iseenesest teatavat kaitset, otsustasime ehitada oma baasi osaliselt kraatrisse. Selle läbimõõt peaks olema umbes 50 meetrit ja sügavus 20-30 meetrit. Sellise suurusega kraatrid ei ole Kuu peal ebatüüpilised kõigi meteoriitide kokkupõrgete tõttu. Põhjapooluse puudusteks on ka see, et seal paistab alati päike, mistõttu on seal äärmiselt soe, välja arvatud kraatritest, ja see mõjub halvasti astronautide ööpäevarütmile.

2.2 Kuidas te kavatsete oma Kuu laagri ehitada? Kirjeldage tehnikaid, materjale ja oma konstruktsioonivalikuid.

Me kavatseme ehitada oma baasi peamiselt betoonist, sest kõik betooni koostisosad on Kuu pinnases olemas, nagu ka tsemendi jaoks vajalikud metallid. Aga kuna käsitsi ehitamine oleks liiga kurnav, siis kanname oma mitmeotstarbelise raketi abil oma jaama hiiglasliku betooni 3D-printeri osad.

Meie vaatlusjaamal on oluline roll teaduslikes uuringutes, sest Kuu atmosfäär puudub, mis annab eelise võrreldes Maaga. See võimaldab meil teha veelgi täpsemaid vaatlusi ilma igasuguse valgusreostuseta ja on seega ideaalne tööruum uute teaduslike uuringute jaoks. Lisaks otsustasime kasutada vedelpeegelteleskoopi, sest neid on lihtsam transportida võrreldes tavaliste teleskoopidega ja need on ka odavamad. Vedelpeegelteleskoop kasutab valguse peegeldamiseks elavhõbedat. Kikshõbe pannakse pöörlema ja see saab paraboloidi kuju. Seega sisaldab meie teleskoop kolm peeglit: peegel, mis on peamiseks peegliks, ja kaks väiksemat peeglit, mis peegeldavad valgust detektorisse, mis edastab
teave traadita ühenduse kohta arvutiga. Siiski tuleb meeles pidada, et tavaline vikhõbe aurustuks Kuu temperatuurimuutuste tõttu koheselt. Seepärast kasutame me kikshõbeda asemel ioonset vedelikku nimega "Ecoeng 212". See jääb vedelaks ka külmemal temperatuuril ja ei aurustu toatemperatuuril.

2.3 Kuu keskkond on astronautidele väga ohtlik. Selgitage, kuidas teie Kuu laager neid kaitseb. (maksimaalselt 150 sõna)

Me vajame ka kaitset juhul, kui meteoriidid tabavad baasi. Selleks oleme ehitanud Kuu pinna kohal olevasse ülemisse rõngasse stabiliseerimiseks tugipunktid. Lisakaitset pakub kuppel, mis on valmistatud alumiiniumoksünitriidist, mis on kolm korda tugevam kui teras ja mida on kavas kasutada ka ISS-i aknana. Alumiiniumoksünitriidi saab valmistada kohapeal, kasutades Kuu pinnasest pärit alumiiniumi ja akvakapoonilises süsteemis toodetud hapnikku. Protsess ei vajaks täiendavat hapnikku, sest alumiiniumoksiid on osa Kuu kivimitest.

Koridoride ja peahoonete seinad tehakse titaanist, kuna see materjal jääb tahkeks kuni 400 °C temperatuuril ja on vastupidav väiksemate meteoriitide vastu. Lisaks reguleerib titaan siseruumide temperatuuri hästi, nii et kütet või kliimaseadmeid ei ole vaja palju kasutada.

Täieliku kiirguskaitse tagamiseks on seinad kaetud õhukese plommikihiga, mis pakub täielikku kiirguskaitset. Astronautide ohutuse tagamiseks on eluruum maa all.

2.4 Selgitage, kuidas teie kuulaager tagab astronautidele:

Vesi
Toiduained
Võimsus
Air

Puhas vesi saadakse esmalt põhjapooluse ümbruses asuvate jäävarude kaevandamise teel. Seejärel kuumutaksime veejää, koguksime tekkinud veeauru, jahutaksime selle maha ja nii oleks meil puhas vesi, mida saaksime kasutada igapäevaelus, akvapoonikasüsteemis.
Lisaks jagame vee hüdrolüüsi teel hapnikuks ja vesinikuks. Seda hoiame spetsiaalsetes mahutites väljaspool kuplit. Hapnikku kasutame peamiselt hingamiseks ja vesinikku energia saamiseks.

Et kindlustada meie toidu olemasolu Kuu peal, ehitame akvapoonilise rajatise. Akvapoonikajaam on segu kala- ja taimekasvatusest. Selleks vajame kahte suurt konteinerit, ühte kalade ja teist taimede jaoks, veepumpa, et taimede kasvatamine toimuks automaatselt, torusid konteinerite omavaheliseks ühendamiseks ja väävlit sisaldavat toitu kaladele (nt leht- või ristõielisi köögivilju). Lisaks tulevad bakterid, mis toodavad taimedele väetist. Kalade toitmisel väävlit sisaldava toiduga sisaldavad nende väljaheited ammooniumi, mida saab bakterite abil nitraadiks lagundada ja see nitraat transporditakse veepumba abil nitraati omastavatesse taimedesse. Taimed omakorda toodavad väävlit sisaldavat toitu, mida kalad vajavad.
Baasi ülemisel korrusel on meil põllumajanduslik ala, kus kasvatatakse toiduga kindlustamiseks põllukultuure.

Meie Kuukraatri ümber, kuhu me paigutame kupli, ehitades ohutuse tõttu ehitise, kus saab rahulikult elada, paigutame suure hulga päikesepaneele, et neelata põhjapoolusele pidevalt paistvat päikesevalgust. Et vältida elektrikatkestust Kuu varjutuse ajal, salvestame päikesevalgust kütuseelementidesse. Nendest päikesepaneelidest nüüd saadud energiat saab kasutada vee jagamiseks energiaks ja soojuseks. Teine võimalus võiks olla tuumalõhustumine vaakumis, mis imiteerib oma kiiruse ja tõhususe tõttu olematut atmosfääri ja temperatuuri võnkumist. Ainus puudus, mis tuumalõhustumisel on, on see, et me oleme sunnitud vajalikke komponente Maalt importima.

Me loome vesiviljelussüsteemi, milles saame kasvatada taimi, eriti sini- ja rohevetikaid vees tänu kaladest toodetud lämmastikuühenditele. Siis on meil hapnik hingamisõhu jaoks taimedest, mis teevad fotosünteesi, koos meie poolt tekitatud süsinikdioksiidi ja meie kaladest saadud lämmastikuühenditega. Nende lämmastikuühendite teine kasutusviis on see, et me saame seda lisada teistele õhu komponentidele, mida me leiame Kuu kivimites. Kuna inimesed hingavad umbes 12,5 kuupmeetrit päevas, siis hoiame me osa õhust mahutites. Äärmuslike mikroorganismide metallioksiidide lõhustamine on teine võimalus, mis ei nõua üldse energiat, me vajame selleks protsessiks ainult baktereid. Samuti saame filtreerida hapnikku meie veest, mis pärineb põhjapooluse juures asuvast jääst.

2.5 Selgitage, mis oleks teie kuulaagri peamine eesmärk.

Meie baas on jagatud kolmeks piirkonnaks: põhiruum (meie eluruumid) ja kaks kõrvalruumi. Esimene väiksem on ehitatud astronoomiliste vaatluste jaoks: me kasutaksime oma teleskoopi keeruliste uuringute tegemiseks, mida me ei saaks maa peal teha. Tänu minimaalsele valgusreostusele oleks teleskoop eelisolukorras, et uurida Päikesesüsteemi ja kaugemalgi. Tulemused annaksid meile kasu Maal ja lisateadmisi tulevaste missioonide jaoks. Teises kuplis asub meie ekstraheerimislabor. Kuu baasi rajamine ei ole odav, seega pidime mõtlema ka mõningatele kaubanduslikele aspektidele. Meil tekkis idee kasutada maastikuautosid Kuu tolmus sisalduva heelium-3 ekstraheerimiseks. See haruldane gaas, mis maksab umbes 15 miljonit dollarit kilo kohta, on üks kallimaid aineid Maal. Sellega rahastataks meie missiooni ja samal ajal saaks seda kasutada mitmel erineval põhjusel (termotuumasünteesienergia, teaduslikel või meditsiinilistel eesmärkidel). Tulevikus saaksime olla ka omamoodi "pit-stop" kaugema sihtkohaga missioonide jaoks. Me oleksime logistikabaas, mis pakuks kütust, toetust ja hooldust.

3.1 Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Praeguste astronautide igapäevane rutiin ei sõltu nende konkreetsest teenistusest. Kohandatud graafikuga on kolm rühma. Järgnevalt on esitatud esimese rühma päevakava. Tuleb arvestada, et ülejäänud kaks päevakava on kumbki kaheksa tunni võrra hilisem.

Esimene asi pärast head ööd peaks olema töö alustamine kell seitse hommikul. Seetõttu peab iga astronaut oma hommikuse rutiini vastavalt planeerima. Selle tulemusena otsustab iga astronaut ise, millal ta üles tõuseb. Pärast neljatunnist töötamist on üks tund pausi. Seda võib kasutada teise hommikusöögi või lõunasöögi jaoks. Järgneb kolm tundi tööd. Ülejäänud päev koosneb vabast ajast ja ühest tunnist kohalolekust. Esimeses vahetuses on kohalolek kell seitse kuni kaheksa õhtul. Üldiselt ei ole kohalviibimine palju erinev vaba ajast. Hädaolukorra või taotluse korral peab esimene vahetus reageerima, sest teises vahetuses on lõuna ja kolmas vahetuses magatakse sel ajal. Pärast kohalolekut võib igaüks alustada oma isiklikku õhtust rutiini ja minna magama, et järgmisel päeval hästi välja puhata.

esimene vahetus:

  • 07:00 - 11:00: töö.
  • 12:00 - 15:00: töö.
  • 19:00 - 20:00: kohalolek.

 teine vahetus:

  • 15:00 - 19:00: töö.
  • 20:00 - 23:00: töö.
  • 03:00 - 04:00: kohalviibimine

 kolmas vahetus:

  • 23:00 - 03:00: töö.
  • 04:00 - 07:00: töö.
  • Kell 11:00 - 12:00: kohalviibimine

Muud projektid:

  Ronkija

 

  郑州轻工业大学
    Hiina
  Marianas Astronautid

 

  IES Mariana Pineda
    Hispaania
  Elemental Aerospace

 

  Liceul Teoretic Benjamin Franklin
    Rumeenia
  Ületada

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina