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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Rumeenia 17   2 / 0


3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Meie projekt Moon Camp Challenge jaoks on silindrilise kujuga ja 5,2 m välisläbimõõduga Kuu baasmoodul, mis on kavandatud ESA nimel Arianespace'i poolt ehitatud järgmise põlvkonna kanderaketi Ariane 6 jaoks. Moodulil on 34 m^2 kasulikku elamispinda, mille sisekujundus on enamasti puidust ja mugav ning mis sisaldab kõiki vajalikke elutegevust toetavaid süsteeme: energiatootmine ja -säilitamine vastavalt päikesepaneelide ja akude abil, hapniku säilitamine ja CO2 puhastamine, vee säilitamine ja taaskasutamine, toiduainete säilitamine ja elektriliselt töötavate kütte- ja jahutussüsteemide kasutamine. Põhimoodulist eraldiseisvat teist moodulit saab kasutada taimede kasvatamiseks - akvakapoonika moodul. Seda kasutatakse kalade ja taimede kasvatamiseks jätkusuutlikul viisil. Baas sisaldab ka kaherežiimilist sidesüsteemi: 2,2 GHz mikrolaineühendus, mida kasutatakse telemeetriaks, hääl- ja hädaabikommunikatsiooniks, ning optiline ühendus satelliidi kaudu suure ribalaiusega rakenduste (video voogedastus) jaoks, mis võib saavutada 600 Mbit/s kiiruse.

2.1 Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada?

Me tahame ehitada Kuulaagri tasandikule, kus maastikul puuduvad kraatrid ja muud väikesed deformatsioonid, kuid kus on looduslik koobas suhteliselt lähedal, Kuu lähipoolel. Tasandikulisele maastikule ehitamine on lihtsam ja annab ruumi edasiseks laienemiseks. Looduslikku koopasse paigutatakse hädaolukorra moodul, mida kasutatakse meteoriitide korral varjualusena. Kuu lähikülg valiti seetõttu, et seda valgustab päike ja see on Maa poole suunatud. Päikesevalgust kasutavad fotogalvaanilised paneelid energia tootmiseks ja astronautide tegevust soodustab valguse olemasolu. Maa poole jääv baas on kasulik ka kommunikatsioonile, kuna antennid on suunatud otse planeedi poole (või optilise ühenduse puhul satelliidi poole).

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

Me plaanime ehitada oma Kuu laagri, kasutades eelnevalt ehitatud mooduleid, mis transporditakse Maalt Ariane 64 rakettide abil. Ühe mooduli maksimaalne mass on 8,6 t, mis on maksimaalne kasuliku koormuse määr A64 Kuu ülekande orbiidile (LTO). Lisaks põhimoodulile saab Kuulaagri moodustamiseks lisada veel mitu moodulit. Päikesepaneelid, antennid ja muud välised seadmed paigaldatakse Kuu pinnale, baasi kõrvale. Põhimaterjaliks on alumiiniumsulam 6061 koos mõne ABS- ja süsinikkiust osaga, lisaks muudele materjalidele väikestes kogustes, nagu teraspoldid, kummitihendid jne. Mooduli(d) paigutatakse 1,2 m sügavale Kuu pinnale tehtud kaevandisse, et vältida mooduli(de) soovimatut liikumist või pöörlemist. Neid manipuleeritakse ja paigutatakse kraanade abil ning neid saab liigutada ka rullituna. Kraanad ja muud manipuleerimiseks vajalikud masinad saab tuua eraldi eelmissiooniga või sama missiooni käigus teise raketiga. Kahe mooduli omavaheliseks ühendamiseks ja moodulite otste ühendamiseks on vaja ka löökvõtit. Moodulid survestatakse pärast valmimist ja survestatakse enne mis tahes modifitseerimist. Aknapaneel transporditakse monteerimata turvalises konteineris, et see ei saaks kokkupaneku ja veo ajal kahjustada.

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

Kuubaasi moodulite kütte-/jahutussüsteem tagab hea elutemperatuuri. O2-salvestussüsteem ja CO2 pesur hoiavad hapniku voolu läbi moodulite ja koguvad üleliigset CO2. Moodulite seinad kaitsevad astronaute teatud määral kosmilise kiirguse eest, seda saab parandada, kui moodulite seinte peale lisada pinnast, ning lennundusklassi alumiiniumsulam 6061 võib kaitsta baasi väikeste kokkupõrgete eest. Simulatsiooni põhjal suudab moodulite korpus taluda 3 atm rõhku. Baas on varustatud ka akvapoonikasüsteemiga, mis suudab säilitada toiduvarusid isegi siis, kui varustusmissioonid on tugevalt mõjutatud. Peamine aken on klaasist/plastist, mis kaitseb meeskonda võimaliku purunemise eest.

2.4 Selgitage, kuidas teie kuulaager tagab astronautidele:

Vesi
Toiduained
Võimsus
Air

Baas varustab meeskonda veega, kasutades vee ringlussevõtu süsteemi (sarnane süsteem, mida kasutatakse ISS-is), filtreerides kasutatud vett spetsiaalsete filtrite abil, muutes selle isemajandavaks. Samuti saab see muuta uriini joogiveeks. Veesüsteem koosneb mooduli vannitoa all olevast põhipaagist ja akvakeskuse mooduli kalamahutis olevast avariiveevarustusest. Vett saab ka konditsioneerimissüsteemist kondensaadina välja võtta, kasutades selleks kliimaseadme juurde kuuluvaid kollektoreid.

Toitu hoitakse peamiselt hapnikupaakide lähedal iga mooduli põranda all. Toit koosneb peamiselt kuivatatud toodetest, mida saab veega rehüdreerida. Peamine toidu valmistamise viis on akvapoonikasüsteem, mis kasvatab kala, mereande ja vetikaid koos muude köögiviljade ja maitsetaimedega sümbioosis. Kalaakvaariumi jäätmeid kasutatakse köögiviljade kasvatamisel loodusliku väetisena; taimede poolt pakutavaid toitaineid ja hapnikku kasutatakse akvaariumi jaoks.

Energiasüsteem koosneb fotogalvaanilistest paneelidest, akudest ja vastavast elektroonikast. Süsteem kasutab 22 455-vattist paneeli, mis võivad toota kuni 10 kWp koguvõimsust, ja 16 liitiumipõhist LiFePO4-elementi, mis on paigutatud turvalisse konteinerisse. Akutehnoloogia valiti, sest see on võrreldes teiste keemiatüüpidega väga ohutu, kuid suurema kaalu arvelt. Sellide nimipinge on 3,2 V ja nende summaarne energia on 48 kWh. Lisaks sellele on süsteemis ka mitmesugune muundamis- ja juhtimiselektroonika, näiteks inverter ja BMS, mida kasutatakse vastavalt alalisvoolu muundamiseks vahelduvvooluks ja akude kaitsmiseks.

Alusel on elektriline kliimaseadme süsteem, mis puhastab õhku ka CO2-st. Kõik filtrid on vahetatavad ja hõlpsasti eemaldatavad ning ilma tööriistadeta konstruktsiooniga. Iga mooduli põranda all on kuus hapnikutanki, mida juhib mooduli peamine elektrooniline juhtseade (ECU), mis tajub hapnikutaset ja kompenseerib seda vajaduse korral. Samuti kontrollib juhtseade mooduli siserõhku. Süsteem tagab, et aluses säilib optimaalne hapnikutase, mis kaitseb astronautide tervist.

2.5 Selgitage, mis oleks teie kuulaagri peamine eesmärk.

Meie kuulaager võib teenida kõiki kolme eesmärki: ärilist, teaduslikku ja turismitegevust, sest see on modulaarne ja seda saab varustada vastavalt vajadusele. Vaikimisi konfiguratsioonis on Moon Camp algselt ette nähtud teaduslikuks otstarbeks.

Kasutades Lunar Rover'i, mis on multifunktsionaalne ehitus- ja teaduslik tööriist, saame me transportida ja manipuleerida materjale, et laiendada Kuu baasi edasiseks laiendamiseks kõigile vajalikele eesmärkidele.

3.1 Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Astronaudid ärkavad oma puidust narivooditel ja teevad oma hommikused rutiinid, sealhulgas söömine, hügieen ja tervisekontroll, kusjuures baasi puidust sisustus annab neile loodetavasti mugavuse ja koduse tunde. Seejärel kontrollivad nad Kuu laagri toimimiseks vajalike põhisüsteemide, nagu elektrisüsteem, õhusüsteem, veesüsteem ja akvapoonikasüsteem, seisundit. Nende kontrollide hulka kuuluvad päikesepaneelide (osa elektrisüsteemist) puhastamine, hapnikutaseme, CO2 taseme ja rõhu jälgimine baasis, vee PH- ja hapnikutaseme kontrollimine akvakultuurisüsteemis ning pinnases leiduvate toitainete sisalduse kontrollimine.

Iga meeskonnaliige peab tegema vähemalt 30 minutit trenni siseruumides või jalutama sama kaua väljaspool baasi, et vältida lihaste atroofiat.

          Pärast esialgset kontrollimist võtab Kuu baasi meeskond ühendust Maal asuva juhtimiskeskusega, et teatada olukorrast pardal ja küsida teavet uurimisülesannete kohta, mida nad peavad täitma.

Vähemalt 2 meeskonnaliiget viibib kogu aeg pardal, jälgides kriitiliste süsteemide tööd ja hoides baasi turvalisust. Ülejäänud astronaudid võivad täita mitmesuguseid ülesandeid, näiteks uurida Kuu pinnast, luua uusi baase 3D-printimise abil, teha katseid taimede ja loomade kasvatamiseks Kuu pinnal vesiviljelussüsteemi abil, teha katseid Kuu pinnasega, teostada kaevandamistöid tööstuslikel eesmärkidel või teadusuuringuteks ning tulevikus isegi teha ekskursioone ja tegutseda baasina tulevaste missioonide jaoks kaugemal Päikesesüsteemis.

Päeva lõpus pöördub kogu personal tagasi baasi, pakib kõik baasist väljapoole jäänud tööriistad ja instrumendid, sööb ja naudib vaba aega. Nad saavad rääkida oma perekonna või sõpradega Maal, vaadata videosid või siseserverist eelnevalt alla laetud meediat, otsida ja avaldada dokumentatsiooni ning palju muud, kasutades suure ribalaiusega sidesüsteemi.

Muud projektid:

  Üks tormi vastu

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina
  HORA

 

  "Andrei Saguna" Riiklik kolledž
    Rumeenia
  Dream Wings meeskond

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina
  Fantastiline reis Kuulaager

 

  郑州轻工业大学
    Hiina