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: SCN Aerospace

Petroci kolledž  Barnstaple    Ühendkuningriik 17   2 / 0


3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Meile antud ülesanne oli kujundada kuulaager. Ülesanne oli täiesti avatud ja meile anti vabad käed, et otsustada laagri funktsiooni üle. Minu meeskond otsustas, et laager on kolmekuulise kestusega ja selles majutatakse neli astronauti, kellel on keemia, inseneriteaduse, meditsiini ja botaanika alused. Laager ehitatakse selle missiooni lõpuleviimiseks, kuid pidades silmas, et seda võidakse tulevikus kasutada ka pikematel missioonidel. Laagri projekteerimisel oleme püüdnud teha võimalikult realistlikke otsuseid, nii et tehtud otsuseid on mõjutanud: suurte osade käivitamise maksumus, astronaudide ohutus, loodav teaduslik väärtus ja potentsiaalne huvi. Laagris hakkavad elama ja töötama neli astronauti. Nende missioon hõlmab nii ekskursioone väljaspool laagrit kui ka eksperimente jms laagri sees, seega vajavad nad lisaks laagrile endale ka mitut maasturit, sealhulgas väikest haagisilaadset maasturit seadmete transportimiseks ja moodulite manipuleerimiseks kokkupaneku ajal, kaugmaasturit, mis on mõeldud hädaolukorras "päästepaadina" tegutsemiseks, ning mõningaid maastikuroboteid, mis saadetakse enne astronautide saabumist maandumispaiga ettevalmistamiseks. Meil on olnud õnneks võimalus luua VR-maailm koos baasiga https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8, kasutades Occulus Headsets Quest 2.

Punktis 4 esitatud plaanid mõne mooduli kohta on baasi vanema versiooni kohta, nii et kuigi need on väga sarnased lõpliku versiooniga, erinevad need siiski pisut.

2.1 Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada?

Ekvatoriaalne asukoht lähipoolel oleks pidev vaatejoon Maaga, mis on kindel eelis, kuid see tähendaks, et astronautidel ei oleks võimalik näha kuu taga asuvat taevaosa. Kahjuks on ekvaatori lähedal pinnatemperatuurid väga erinevad, mis muudab pinnalähedase baasi säilitamise sellises asendis raskeks. Pooluste lähedal on kokkupuude päikesega palju väiksem. Tegelikult on pooluste lähedal mitu kohta, kus päike sõna otseses mõttes ei paista kunagi. See tähendab, et kuigi ilmselgelt on külm, on temperatuuri kõikumine nendes kohtades minimaalne. Järelikult saab baasi materjalid ja konstruktsiooni optimeerida pooluste lähedal valitsevate külmade temperatuuride jaoks. Lisaks sellele, kuna pinnatemperatuur on palju madalam, võib pooluste lähedal tekkida jää. Neid tegureid arvesse võttes valisime kraatri lõunapooluse lähedal, asukohaga 42°E, 84,25°S.

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

Enne Kuu pinnale laagri ehitamist on vaja ette valmistada maandumisala. Selleks saadetakse maandumiskohale mehitamata maasturid, kes puhastavad ala ja tasandavad nõlvad vastavalt vajadusele, et laagri ehitamiseks oleks sobiv koht. Põhilaagri moodustavad kümme moodulit ning kraatri servale paigutatakse täiendav sidetorn ja eksperimendimoodul, mida hakatakse juhtima kaugjuhtimisega. Katastroofilise rikke ohu vähendamiseks ehitatakse mõned moodulid Maal ja paigaldatakse Kuule lihtsalt teiste moodulite külge dokkides. Seda seetõttu, et Maa peal on palju lihtsam tagada moodulite töökindlus kui Kuu peal. Maal valmistataks järgmised moodulid: õhulukk, eluruumid, laboratoorium, tualettruumid, eksperimendid ja abimoodulid, samuti paindlik koridor keskuste ja sidetorni vahel (hüdrauliliselt käitatavad stiilsidemoodulid ehitatakse samuti Maal). Mõlemad keskused jaotatakse väiksemateks komponentideks, kuna need on liiga suured, et neid ühes tükis välja lasta. Hüdropoonikamoodul valmistataks lihtsate osade (näiteks titaanribad ja HDPE-tellised tellised) ja Maal valmistatud osade (näiteks dokkimisüksus) kombinatsioonist. Kõigi nende valmistamisel kasutataks (peale hüdropoonikamooduli) olemasolevatele elamiskõlblikele moodulitele iseloomulikke materjale ja meetodeid.

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

Nagu punktis 2.1 mainitud, pakub valitud asukoht juba märkimisväärset kaitset. Kuna laagrit ei valgusta kunagi otse päike, on see päikesekiirguse eest üsna tõhusalt kaitstud. Ainsad muud kiirgusallikad on laagrit varustav tuumareaktor ja kosmiline kiirgus. Reaktor on asjakohaselt kaitstud ja kosmiline kiirgus on piisava kaitse tagamiseks blokeeritud vähemalt 20 cm paksuse HDPE-ga. Teine oht on kuutolm, mis kleepub pindadele ja põhjustab mitmesuguseid probleeme, sealhulgas astronautide kopsude võimalikku kahjustamist, pindade kahjustamist selle abrasiivsete omaduste tõttu, tundlike komponentide, näiteks tihendite tõhususe vähenemist ja kosmoseriietuse kahjustamist. Keskkonnasüsteemides olevad filtrid tagavad, et kui tolm satub laagrisse, siis see eemaldatakse, ning kosmoseriietuse ja varustuse hoolikas hooldus pärast baasi naasmist hoiab ära tolmu sattumise baasi.

2.4 Selgitage, kuidas teie kuulaager tagab astronautidele:

Vesi
Toiduained
Võimsus
Air

Selleks et vähendada riski, mis kaasneb ressursside kaevandamisega, varutakse vett Artemis'e kosmosejaamas rutiinsete varustusmissioonide ajal. See võetakse maha maandumise ajal. Me saame varusid täiendada, kaevandades vett Kuu jääst.

Jällegi, et vähendada ressursside kaevandamisega seotud riske, varume Artemis'e kosmosejaamas missiooniks valmistudes toiduvarusid, mida täiendavad hüdropoonilised eksperimendid (kuigi need eksperimendid ei suudaks meeskonda üksi ülal pidada).

Energiat hakkab andma väike tuumareaktor, mille eeskujuks on Westinghouse'i projekteeritav eVinci reaktor. Peamise energiasalvestusmeetodina kasutatakse hoorattaid, kuna need on vastupidavad ekstreemsetele tingimustele, kuigi me kasutame vesiniku kütuseelemente, kuna neid kasutatakse juba praegu kosmoselendudel.

Õhuvarusid kogutakse ka kosmosejaamas Artemis ja taas kord saame varusid täiendada, saades Kuu pinnalt hapnikku vesinikuga redutseerimise teel, mis on umbes 45% hapniku massi järgi.

2.5 Selgitage, mis oleks teie kuulaagri peamine eesmärk.

Laagri eesmärk on avastamismissioon. Eesmärk on katsetada ja demonstreerida tehnoloogiaid ja tehnikaid, mida võiks tulevikus kasutada pikemaajaliste missioonide ja lõpuks ka pikaajalise elamise eesmärgil. Seda seetõttu, et mehitatud kosmosemissioonide puhul oleme saatnud inimesi Kuule paariks päevaks, astronaudid on viibinud ISSil mitu kuud, kuid kunagi ei ole astronaudid viibinud Kuu pinnal pikema aja jooksul. Järelikult on esimene mure, enne kui me saame tõsiselt mõelda kommerts- või turismiettevõtetele, kas me saame tegelikult ja tõeliselt Kuu peal elada, enne kui me hakkame tõsiselt mõtlema kommerts- või turismiettevõtetele. Algatatavate projektide hulka kuuluksid taimekasvatus (siit ka botaanik), tõhusate meetodite uurimine hapniku ja muude ressursside eraldamiseks Kuu pinnasest ning erinevate esemete valmistamine, kasutades selleks tootmismoodulis olevaid tööriistu.

3.1 Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Kuulaagri peamine eesmärk on otsustada, kas pikaajaline elamine Kuu peal on teostatav. Selleks peab astronautide päev olema võimalikult "normaalne". Enamik meist alustab oma päeva hommikusöögiga, millele järgneb isiklik hügieen ja riietumine. Nii alustavad astronautid oma päeva. Sellele järgneb lühike koosolek, kus arutatakse päevaks kavandatud ülesandeid ja seda, kuidas eilne töö läks. Kui sellised tegevused on tehtud, jagunevad astronaudid kaheks "meeskonnaks". Esimesel meeskonnal on treeningtund keskuses A. Liikumine on oluline, et tagada madalas gravitatsioonikeskkonnas elamisest tingitud minimaalne lihaste atroofia ja säilitada tugev kardiovaskulaarne süsteem. Teine meeskond hoolitseb vahepeal laagri üldise hoolduse eest, näiteks koristamine, taimede kontrollimine jne. Seejärel vahetavad kaks meeskonda, kusjuures esimene meeskond tegeleb üldiste hooldustöödega ja teine meeskond treenib. Selline jagunemine on tingitud sellest, et keskuses A ei ole piisavalt ruumi, et kõik neli astronauti saaksid samaaegselt treenida. Mõlemad meeskonnad tulevad kokku, et töötada selleks päevaks määratud projektidega. Kolme kuu jooksul oleks mitmesuguseid ülesandeid, võib-olla ettevalmistusi EVAks, hooldustöid, proovide analüüsi, keskuse B tootmisrajatiste kasutamist jne. Need ülesanded kavandatakse enne missiooni algust, et astronautide aega võimalikult tõhusalt ära kasutada, kuigi tõenäoliselt tehakse missiooni ajal ettenägematutel põhjustel muudatusi. Meie näidispäeva puhul valmistavad astronaudid asendushüdraulikaventiili, et parandada varupumpa. Jällegi, hoides tööpäeva võimalikult "tavalisena", teevad meeskonnad lõunapausi umbes keskpäeval. Pärast pesemist hakkavad astronaudid oma järgmise ülesandega tegelema, mis sel päeval on homse EVA planeerimine, et koguda pinnaseproove. See tööperiood oleks pikem kui hommikune ja lõppeks õigeaegselt õhtusöögi ajaks, mille järel oleks aega lõõgastumiseks, enne kui kõik sulgeda, teha viimased kontrollid (võib-olla jälle need taimed) ja minna magama. Kellaaeg oleks sünkroniseeritud GMT-ga.

Muud projektid:

  Pimedas helendav

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina
  Aquasis

 

  Matemaatikakõrgkool "Dr Petar Beron"
    Bulgaaria
  Lunar Explorers

 

  郑州轻工业大学
    Hiina
  maandamisplaan

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina