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: Project “Aeneas”

Keskkool "P. Kr. Javorov"  Plovdiv    Bulgaaria 15   2 / 0


3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Projekt "Aeneas" kasutab tänapäeval kättesaadavat tehnoloogiat ja ei tugine peaaegu üldse tulevastele, veel tulevastele kontseptsioonidele või tehnoloogilistele täiustustele. Esimeses etapis koostasime kahe meeskonnaliikme jaoks sobiva modulaarse Kuu baasi projekti. Meie kuubaas on projekteeritud nii, et arvestada maksimaalse kasuliku koormusega transpordi, rahastamise ja logistika ajal. Esimeses faasis on põhimoodul, millel on põhilised mitteautonoomsed funktsioonid, nagu küte, elutagamissüsteemid, treeningseadmed, ladustamine jne. Seetõttu peab baas esimestel aastatel toetuma pakendatud varudele. Projekti arenedes võib lisada rohkem mooduleid. Näiteks taimemoodul, mis võimaldab kasvatada põllukultuure, või ehk veepuhastusmoodul, mis muudab Kuu jää joogiveeks. Meeskonda tuleb vahetada iga kuue kuu järel, sest mikrogravitatsioon mõjub inimkehale halvasti.

2.1 Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada?

Me usume, et parim koht meie baasile on kõrgel asuvas kohas, mis saab enamiku ajast päikesevalgust ja on põhjapooluse lähedal. Selline asukoht on ideaalne paljude tegurite tõttu. Esiteks asub selline piirkond teadaolevalt pimedate, püsivalt varju jäävate kraatrite lähedal, mida võiks potentsiaalselt kasutada Kuu jää allikana. Lisaks on selliste piirkondade temperatuur ideaalne inimasustuse jaoks. Arvatakse, et see on umbes -500 Celsiuse ja on väheste kõikumistega. Üks selline koht võib olla näiteks Whipple'i kraatri lähedal asuv peaaegu päikesepaisteline platoo. Hoolimata sellest, et platoo saab peaaegu 80% ajast päikesevalgust, tuleb meil siiski tegeleda Kuu öise aja ohtudega, nagu erakordselt madalad temperatuurid ja päikeseenergia puudumine.

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

"Aenease" aluse ehitamisel kasutatakse kergeid, kuid samas vastupidavaid materjale. Selliste materjalide hulka kuuluvad titaan, alumiinium, teras ja nende vastavad sulamid. Üks tõestatud materjal meie baasi sisemise raamistiku jaoks on näiteks 2219-T6 alumiiniumisulam, kuna see on vastupidav, kerge ja vastupidav. Nagu varem mainitud, on baas modulaarne, sest iga eraldi komponent ehitatakse Maal ja toimetatakse seejärel Kuule, kus moodulid ühendatakse üksteisega standardiseeritud dokkimisportide kaudu. Juhul, kui moodul maandub baasist märkimisväärselt kaugel, on iga moodul varustatud spetsiaalsete rehvidega, mis suudavad läbida Kuu pinda. Moodulite kaks peamist kuju on kerad ja silindrid, mis on tingitud rõhkude erinevusest sisemuse ja väliskeskkonna vahel. Silindertüüpi moodulid varustatakse kahe standardiseeritud avaga ja keratüüpi moodulid kahe kuni kolme avaga, sõltuvalt täpsest konfiguratsioonist. Moodulid ise pakuvad hulgaliselt täiustusi. Aja jooksul ja selliste moodulite, nagu taimestikumoodul või veepuhastusmoodul, lisamisega võib baas muutuda isemajandavamaks. Selline struktuur võimaldab ka paljude teadusmoodulite lisamist, mis võiksid omada erinevaid, erinevatele vajadustele sobivaid seadmeid. Potentsiaalselt võiks baasi laiendada moodulitega, mis on mõeldud meeskonna võimsuse suurendamiseks või ehk meeskonna moraali ravimiseks.

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

Meie kaks peamist keskkonnaprobleemi on temperatuur ja kiirgus. Nagu varem mainitud, on öösel ikka olemas ja me peame arvestama temperatuuriga kuni - 150 °C. 0C või isegi - 180 0C. Isolatsioon asub välis- ja siseruumi vahel ja koosneb mitmest eri soojusisolatsioonikihist, näiteks vahtpolüetüleenist või vahtpolüuretaanist. Peale selle paikneb õhuke aerogeeli kiht sisemuse ja viimase vahukihi vahel. Selline isolaatorite segu kaitseb astronaute nii madalate temperatuuride kui ka kosmilise kiirguse eest. Meie meeskond mõistab, et selline aerogeelist kate võib osutuda üsna kulukaks. Sellegipoolest usume, et see tasub end ära, sest parem isolatsioon vähendab oluliselt temperatuuri reguleerimiseks kuluvat elektrienergiat.

2.4 Selgitage, kuidas teie kuulaager tagab astronautidele:

Vesi
Toiduained
Võimsus
Air

Teise moodulina saabub veepuhastusmoodul. Seda ei kasutata mitte ainult joogivee allikana, vaid see annab ka proove keemiliseks analüüsiks. Pärast analüüsi saab vett töödelda elektrokoagulatsiooni abil, mis on peenhäälestatud vastavalt selles konkreetses Kuu jääproovis leiduvatele kemikaalidele ja metallidele. Pärast seda protsessi tuleb soovimatud ained veest filtreerimise teel eraldada. Tuginedes meie varasematele teadmistele Kuu jää kohta ja filtreerimisprotsessi tõhususe määradele, usume, et osa veest on võimalik kasutada sanitaarotstarbeliseks puhastamiseks.

Taimede mooduli saabumisel on võimalik kasvatada piisavalt põllukultuure, et meeskonda osaliselt ülal pidada. Mereandide jaoks sobiva mooduli väljatöötamine on võimalik, kuid seda tuleb teha projekti hilisemas etapis. Kui see siiski valmib, siis ei peeta baasi mitte ainult toidu osas täiesti isemajandavaks, vaid see võimaldab ka meeskonna laienemist, kuna ei ole enam vaja tarnida mittelagunevaid toiduaineid, mis omakorda optimeerib olemasolevat ruumi tarnimiseks.

Kuna meie valitud maandumispaik on valgusküllane, on peamiseks energiaallikaks päikeseenergia ja see on osa esialgsest stardist koos esimese mooduli ja varustusega. Vaatamata sellele, et piirkonnas on ligipääs päikesevalgusele peaaegu 80% ajast, peame siiski arvestama Kuu öösid. Vähendatud pimedate tundide tõttu piisab baasi energiaga varustamiseks mõeldud akude laadimisest. Baasi laienemisega on aga vaja suurendada päikesepaneelide ja akude arvu, et rahuldada kasvavat elektrivajadust.

Esimestel etappidel tuleb hapnikku importida Maalt. Me käisime läbi mitmeid viise, kuidas õhku luua, kuid enamasti saame puhta või peaaegu puhta hapniku, millest ei piisa hingamiseks. Hingatav õhk koosneb enamasti ühenditest, mida saab hankida Kuult. Hapnikku ja veeauru saab hankida Kuu jää elektrolüüsi teel ja süsinikdioksiidi saab hankida meie astronautidelt jäätmetena. Meie suurim probleem õhu loomisel Kuul on lämmastik, sest see on õhu peamine koostisosa ja seda on ka kõige keerulisem saada. Selle kontsentratsioon Kuu atmosfääris on ebapiisav ja ainus viis selle saamiseks on Kuu regoliidi kuumutamine äärmuslikele temperatuuridele. See eraldab lämmastiku regoliitist ja pärast gaaside segunemist saame hingamiseks sobiva õhu sarnase ühendi.

2.5 Selgitage, mis oleks teie kuulaagri peamine eesmärk.

Aenease peamine eesmärk on viia läbi teaduslikke uuringuid, mille eesmärk on arendada võimalikku pikaajalist elamist Kuu peal. Projekt on esimene samm täiesti isemajandava püsiva Kuu asula rajamise suunas. Baasi peamiseks probleemiks on suletud ruumi ja mikrogravitatsiooni mõju kehale ja vaimule. Projekti üks eesmärke on töötada välja lahendused nendele probleemidele, et võimaldada tulevikus püsivat asustust Kuu peal. Baasi teisejärguline eesmärk on koguda andmeid Kuu kohta ja viia läbi uuringuid, mida muidu oleks üsna keeruline saavutada, näiteks perioodiline proovide kogumine.

3.1 Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Kui alumiiniumluugid avanevad ja öine valgustus lülitub välja, täitub ruum pehme ja sooja valgusega. Heliseb äratuskell ja meeskondade magamiskotide vastas oleval ekraanil kuvatakse välistemperatuuri. Kui mõlemad suunduvad toa vastaspoolele hommikusöögi ja kohvipaki järele. Kahekümne minuti pärast lähevad nad oma päevaks määratud moodulitesse. Nad pääsevad läbi karmide õhukindlate uste kuubikujulisse ruumi ja viivad läbi lühikese hoolduse, et tagada tööohutus. Mõlemad alustavad oma 6,5-7,5-tunnist tööpäeva. Lõunaaja lähenedes kohtuvad mõlemad peamooduli eluruumides ja saavad nautida sööki, mis koosneb Maalt saadud toidust ja kohapeal kogutud põllukultuuridest. Päeva teises pooles oleks vähemalt ühel neist kõige parem oma tegevust muuta. Näiteks kui "hommikul" analüüsisid nad Kuu jääproove, siis "pärastlõunal" võiksid nad teha taimemoodulis aiatööd või ehk teostada iganädalast suurt hoolduskontrolli.

Iga päeva lõpus aga kohtuvad mõlemad veel kord koos, et teha kaks tundi trenni. Selline pikaajaline kokkupuude mikrogravitatsiooniga on hädavajalik, sest regulaarne treening aitab aeglustada luutiheduse vähenemise kiirust. Samuti on üsna tavaline, et meeskond läheb õue, olgu see siis pinnase- ja jääproovide võtmiseks või hoolduseks. Iga päeva lõpus on astronautidel lõunasöök ja vaba aeg, mis sõltub nende täpsest tööplaanist.

Kuna alumiiniumluugid sulguvad järgmiseks 8 tunniks ja ainuke asi, mis valgustab ruumi, on hämarad LED-tuled. Midagi peale ventilatsiooni pideva suminaga ei ole kuulda, kui mõlemad meeskonnaliikmed magama jäävad.

Muud projektid:

  null

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina
  Be-E

 

  Lycée polyvalent Blaise Pascal
    Prantsusmaa
  Elemental Aerospace

 

  Liceul Teoretic Benjamin Franklin
    Rumeenia
  Säde Explorers

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina