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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    Prantsusmaa 16, 17   4 / 2   Esimene koht - ESA liikmesriigid


3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

Konstantin Tsiolkovski kirjutas 1911. aastal: "Maa on inimkonna häll, kuid hällis ei saa elada igavesti". See, mida inimkond on viimase 60 aasta jooksul saavutanud, on täiesti uskumatu tänu inimestele, kes pühendavad kogu oma elu sellele, et võimaldada kosmoseuuringuid. Ja nüüd tahame taas lahkuda "hällist", et teha midagi suuremat : viibida kuude kaupa pidevalt Kuu peal.

Meie missiooni peamine eesmärk nimega "Siin me oleme tagasi !" ( HWAB-I ) on võtta kõige rohkem ettevaatusabinõusid, vastavalt teadlaste ja uurijate järeldustele, et hoida meie astronautid kogu aeg turvaliselt. Meie baas hakkab koosnema 5 ruumist, sealhulgas kasvuhoonest, mis on paigutatud väikesele mäele, et taastada suur hulk valgust, ja loomulikult rahuldab kõik astronautide elulised vajadused. Me planeerime seda missiooni 8 aastaks, kusjuures meeskond vahetub iga 145 maise päeva tagant. Lisaks sellele põhineb meie missiooni ambitsioonikusel kohapeal ressursside kasutamine. Tõepoolest, kõigi vajalike ressursside saatmine Maalt oleks väga kallis ja kasutaks liiga palju lende, arvestamata stardirikkeid.

Lisaks sellele kasutame me täiel määral ära suurejoonelisi tehnoloogilisi edusamme, näiteks saadame astronaudid Ariane 6-ga Orioni mooduli pardal, kasutame Kuu väravat ( LOP-G ), mis mängib missioonides suurt rolli, ja saadame palju maastikuautosid ning ülimalt keerukaid õhukindlaid konstruktsioone.

2.1 Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada?

Me otsustasime paigutada oma baasi Kuu lõunapoolusele Shackletoni kraatri lähedal asuva pisikese mäe kõrvale mitmel põhjusel:

Et kasutada ära päikesevalgust, mis on olemas umbes 90% ühe kuu jooksul. Tõepoolest, me suudame muundada piisavalt päikeseenergiat elektriks, et varustada kogu baasi ja rändurite energiat. Asetades meie kasvuhoone mäele, saame energiat veelgi kauem tagasi.

Temperatuurikõikumised on korrektsed ja pind võimaldab meil leida läheduses mõned püsivalt varjatud piirkonnad ( PSR ).

2009. aastal, kui sond LCROSS kukkus Cabeuse kraatri PSR-i, mitte kaugel meie baasist, avastati väljapaiskunud tolmust huvitav kogus veemolekule. Kuu regoliit sisaldab ka suures koguses hapnikku. Seega on lõunapoolus meie jaoks parim koht elutähtsate ressursside ärakasutamiseks nii kraatrites kui ka maapinnal.

2.2 Kuidas te kavatsete oma Kuu laagri ehitada? Kirjeldage tehnikaid, materjale ja oma konstruktsioonivalikuid.
  • Esimene etapp "αlpha" :

Üks esimene rändur saadetakse kaevama väikesesse mäeossa, et valmistada ette selle sisemuses oleva elutähtsa ruumi paigaldamine. Peale selle kaevatud regoliit kaevandatakse välja, võetakse tagasi ja kasutatakse ülejäänud baasi katmiseks.

Sel hetkel tarnitakse 4 välja volditavat õhuga toetatud struktuurimoodulit. LOP-G pardal olevad astronautid jõuavad baasi asukohta mitme missiooni jooksul, et ühendada struktuurid omavahel tunnelühenduste abil ja paigaldada kõik elutähtsad süsteemid ( eelnevalt missioonide edenedes Euroopa suure logistilise maanduri ( EL3 ) abil Gateway'st üle kantud). Need samad astronautid on ka jaamast alates vaieldamatult tõesti olulised, jälgides ja kontrollides suurt osa roveri paigaldustest.

Tulevase maanduri Heracles pardale saadetakse ka 3D-trükkimisega rändur. See rändur muudab mäest kaevandatud regoliidi koos uriiniga 3D-trükitavaks tahkeks materjaliks, et printida kaitsev kiht aluskonstruktsioonidele.

Eeldame, et praegu ei ole meie kasvuhoone paigaldamiseks veel ühtki piisavalt võimsat robotkäe roverit projekteeritud, kuid selle teostatavus on lähiaastatel täiesti kindel.

  • Teine etapp "βêta" :

Meie jäämurdja "Neptune" maandub ja alustab oma väljavõtteprotsessi, et valmistada ette astronautide saabumist.

Kui laager on täielikult töökorras, maanduvad astronaudid pärast Ariane 6-ga Orion-mooduli pardale tõusmist ja dokkimist LOP-G-ga baasi ja alustavad missiooni.

2.3 Kuu keskkond on astronautidele väga ohtlik. Selgitage, kuidas teie Kuu laager neid kaitseb. (maksimaalselt 150 sõna)
  • Alust katab 1,5-meetrine kiht uriini ja regoliidi kombinatsioonist valmistatud äärmiselt vastupidavast materjalist, mis kaitseb astronaute mikrometeoriitide ja kosmilise pluss päikesekiirguse eest. Samamoodi seisab väikese mäe sees elutähtis kosmosekuppel, mis pakub palju suuremat kaitset.
  • Kuu õhuvaba on veel üks suur probleem. Seega jagatakse baas 2 sektsiooniks tänu 1 õhulukule elutähtsa ruumiühenduses, mis võimaldab ühe sektsiooni õhulekke korral varjuda. Lisaks sellele, et hoida stabiilset ja elamisväärset temperatuuri, isoleeritakse baas termiliselt räniaerogeeliga. Selle isoleerimisvõime on suurepärane, kuid ennekõike võiks seda teha regoliitis sisalduva räni ja hapniku abil.
  • Astronaudid on 29,5/29,5 telekommunikatsioonis Maaga, mis võimaldab erakorralist toetust ja koostööd missiooni meeskonnaga ja perekonnaga, aga ka hoiatada neid ähvardava ohu korral.
2.4 Selgitage, kuidas teie kuulaager tagab astronautidele:

Vesi
Toiduained
Võimsus
Air

Astronaudid vajavad vett mitmeks eri otstarbeks: joogiks, köögiviljade kasvatamiseks, raketiergoolide tootmiseks tänu selle elektrolüüsile tulevaste missioonide jaoks ja selleks, et teada saada rohkem teavet Kuu ajaloo kohta.
Nii et meie Rover "Neptune" kasutab jäävett alalise varjatud piirkondades baasi lähedal ( Shackleton, de Gerlache ja kraater nende kahe vahel ), ja toob selle jää tagasi, et pärast vedelaks sulamist ja filtreerimist varuda. Selleks ühendatakse liikur päikesekiirte peegeldustorniga, mis on eelnevalt paigaldatud ekspeditsioonikraatrite servale : Neptun ja torn on tänu oma antennile omavahel ühenduses ja peegel liigub automaatselt, et peegeldada päikesepaneeli trajektooril olevaid päikesekiiri.
Kasutame ka mikroökoloogilist elutegevuse tugisüsteemi Alternatiiv ( MELiSSA ), et taaskasutada ja puhastada igapäevaelu vett : uriin, hügieenitarbed, higi...

Plaanime paigaldada mäele kasvuhoone, mis on jagatud 2 ruumi. Esimeses hakkavad köögiviljad kasvama viljakas mullas ( toodetud anaeroobse kompostimise teel ). Valisime mikrotomatid nende kiire kasvu tõttu ja kurgid ( ei vaja keetmist ). Teine on hüdropooniline kamber, kus kasvab bataat, kuna see sisaldab palju vitamiine ja süsivesikuid. Me täiustame hüdropoonilist kasvatust, kuna teame, et see oleks ideaalne viis kasvatada köögivilju pika aja jooksul, kasutades palju vähem vett.
Kasvuhoone võimaldab taimedel järgida oma päevatsüklit : 9 tundi päikese käes, 15 tundi "öösel", kasutades origami paneelide paigaldussüsteemi. Kasvuhoone klaas vähendab saadud päikeseenergiat ja laseb läbi ainult fotosünteesiks vajalikke lainepikkusi. Lisaks sellele säästavad peegelditega LED-id kuuvarjundite ajal taimede kasvu järjepidevust.

Kuna päikesekiired on meie asukohas peaaegu kogu aeg olemas, on see parim energiaallikas, et toota elektrit baasi ja liikurite varustamiseks.
Palju fotogalvaanilisi paneele paigaldatakse ümber baasi, kasvuhoone ( paneelide paigaldussüsteem ) ja mäe peale. See moodustab rohkem kui 80% meie elektriressurssidest.
Samuti kasutame vee elektrolüüsi, et jagada selle molekul hapnikuks ja divesinikuks, et toota elektrit kütuseelemendi abil. Kuid see ei kujuta endast peamist energiatootmist, kuna vesi on väga väärtuslik.
Kuna aga umbes 3,5 päeva jooksul on kuu öö, siis kavatseme elektrienergiat ladustada superkondensaatorite akudesse, et kasutada seda kaudselt ja varustada baasi ka siis, kui päikesevalgus ei jõua paneelideni. Lisaks sellele võib see kaitsta astronaute mis tahes energiavarustussüsteemi ettenägematu talitlushäire eest.

Õhk on kindlasti kõige olulisem ressurss. Lisaks vee taaskasutamisele muudab mikroökoloogiline elutoetussüsteem alternatiiv ka astronautide poolt vabaneva CO2 tänu mikrovetikatele O2-ks, et võimaldada neil saada pidev autonoomne ring. Isegi kui selle süsteemi täieliku rakendamiseni on veel aastaid, on see meie jaoks kõige tõhusam viis, kuidas võimaldada pikaajalist mehitatud kosmosemissiooni.
Lisaks paigaldame õhuventilatsiooni, et hajutada õhku ja kaitsta astronaute õhu konvektiivse nähtuse puudumise eest mikrogravitatsioonis. Astronaudid võivad tõepoolest surma saada, kui nad pidevalt oma väljapaisatud CO2 sisse hingavad.
Nimelt saavad ka Maa missioonirühmad igal ajal teatada astronautidele ebanormaalsest õhurõhu muutusest.
( Jälgime jätkuvalt Thales Alenia Space'i Rover projekti arengut hapniku eraldamise/töötlemise kohta regoliidist ).

2.5 Selgitage, mis oleks teie kuulaagri peamine eesmärk.

HWAB-I on peamiselt teaduslik missioon, mida toetavad kogu aeg Maa meeskonnad ja astronaudid LOP-G pardal. See on täiesti täielik ettevalmistus tulevasteks Marsile suunduvateks missioonideks, sest me saame aru, milline on missiooni psühholoogiline mõju sellisel kaugusel Maast, ja kuna pikaajalise kasutamise käigus saame kohandada iga süsteemi nii, et see oleks võimalikult mugav tulevikuks. Lisaks testime raketiergoolide tootmise teostatavust, kasutades kohapealseid ressursse : miks ei võiks Kuu olla tulevaste missioonide lähtepunktiks ?

Samuti lubame valmistada ette ajakirjanikureise ( 2 või 3 ), et avalikult kajastada, kuidas astronaudid elavad, mida nad teevad igapäevaelus, ja näidata kogu maailmale, et sellel missioonil on tegelik kasu.

3.1 Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

On tõsi, et pidevalt aktiivne baas oleks produktiivsem, kuid koostöö 2 astronauti vahel on kõige olulisem punkt vaimse tervise ja ohutuse seisukohalt. Seetõttu on nende päeva ajaline mahajäämus vaid 2,5 tundi.

Pärast ärkamist kontrollib esimene astronaut armatuurlaual, et kõik töötab korralikult ( õhurõhk ja ventilatsioon, elektrivarud, veekoguse reserv... ). Kui kõik on töökorras, läheb ta üles kasvuhoonesse, et kontrollida taimede kasvu ja koguda igapäevaseid köögivilju. Seejärel võib ta astuda töökupli juurde, et eksperimenteerida regoliitist ergooli tootmise kohta.

On aeg, et teine astronaut ärkaks üles. Mõlemad meeskonnakaaslased pesevad end korraga puhtaks ja söövad koos hommikusööki : hetk, mil nad arutavad ja mõistavad uut koostööpäeva.

Tund hiljem valmistuvad nad ekstrabaasitegevuseks ( EBA ) : teine astronaut saab abi oma kaaslaselt, et panna EBA ülikond selga ja minna sissepääsu õhuluku kaudu välja. Tänu antennile on ta alati raadiosides teise astronautiga ja ta : võtab regoliitproovid strateegilistes kohtades, kontrollib ja parandab vajadusel baasisüsteeme, võtab tagasi Neptunuse poolt toodud kaevandatud jääpaagi ja vahetab selle teise tühja paagiga, et võimaldada roveril tagasi minna missioonile. Kui kõik on tehtud, naaseb ta õhuluku kaudu baasi ja mõlemad astronaudid panevad jääpaagi automaatse sulatamise ja filtreerimise masinaprotsessi.

Pärast söömist on 2 tundi pühendatud sportimisele, mis on astronautide rutiinis kohustuslik. Mikrogravitatsiooni tõttu on kaal väga erinev, seega on varustus loodud spetsiaalselt sellistes tingimustes kasutamiseks. Kui nende treening on lõppenud, kohtuvad nad ekraani ees, et teha videokõne meeskondade ja nende perekonnaga. Isegi kui nad esindavad ajaloo kõige paremini ettevalmistatud astronaute, ei tohi me unustada, et nad on ennekõike inimesed ja peavad hoidma ühendust oma lähedastega.

Siis, kui teine astronaut jätkab tööd, arvestades 2,5-tunnist ajalist viivitust, jääb esimene astronaut magama, vaadates Kahvatu sinine punkt pilt, et meenutada talle, et isegi kui meie häll on Maa on kvark universumis, siis Kuu peal Ta ilmub teine Päike, mis jääb ikka veel tema lähedale ja paneb astronautide silmad särama.

Muud projektid:

  Ületada

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina
  Harmonia

 

  "Tudor Vianu" Riiklik arvutikõrgkool Teadus
    Rumeenia
  Nelikümmend kaks

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Hiina
  CFS Deep Dark

 

  IX Liceum Ogólnokształcące im. Klementyny Hoffmanowej w Warszawie, XIV Liceum Ogólnokształcące im. Stanisława Staszica w Warszawie, XLI Liceum Ogólnokształcące im. Joachima Lelewela, III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni
    Poola