moon_camp
avastus interaktiivne pilt

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projekti galerii

 

Moon Camp Pioneers võistlusel on iga meeskonna ülesanne 3D-disainida täielik Moon Camp, kasutades selleks enda valitud tarkvara. Samuti peavad nad selgitama, kuidas nad kasutavad kohalikke ressursse, kaitsevad astronaute kosmoseohtude eest ning kirjeldavad oma Kuulaagri elu- ja tööruume.

Aphrodite

Tudor Vianu riiklik arvutiteaduse keskkool  Bukaresti linnaosa 1    Rumeenia 16, 17   5 / 5 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Fusion 360


3D projekti väline vaataja


1.1 - Projekti kirjeldus

Projekt Aphrodite on teaduslik uurimiskoht, mis asub Kuu lõunapoolusel, ühe selle 4000 kraatri keskme lähedal.
Meie alus on konstrueeritud nii, et seda on lihtne kokku panna ja laiendada. Mis puutub selle paigutusse, siis tõhususe huvides koosneb põhikonstruktsioon kahest korrusest, millest kumbki koosneb mitmest üksteise kõrvale paigutatud kuuekandilisest lahtrist - lahtrid, mida saab üksteise peale laduda ja omavahel ühendada. Need on kaitstud klaaskupliga. Meil on kasvuhoone vajalike taimede kasvatamiseks, mis tagavad meie astronautide ellujäämise, samuti on siin roomikud Kuu elanike abistamiseks.

1.2 - Miks sa tahad ehitada kuulaagrit? Selgitage oma Kuulaagri põhieesmärki (näiteks teaduslikel, ärilistel ja/või turismieesmärkidel).

Meie peamine eesmärk on näidata, et inimesed võivad tegelikult kogu elu Maa satelliidi peal veeta, ning hõlbustada teaduslikke uuringuid. Kuna Kuu ei ole kunagi allunud ilmastikutingimustele ja erosioonile, on seal säilinud tõendeid Päikesesüsteemi evolutsiooni tekkimise kohta, mida me püüame mõista. Peale selle on meie looduslik satelliit hüppelaua edasiste ettevõtmiste jaoks. Infrastruktuuri rajamine Kuule hõlbustab reisimist sellistesse sihtkohtadesse nagu Marss.

2.1 - Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada? Selgitage oma valikut.

Võttes arvesse nii tõhusust kui ka astronautide ohutust, jõudsime järeldusele, et kõige soodsam asukoht meie kuubaasi jaoks oleks Shackletoni kraater. Üle 12 km sügavuse ja 20 km läbimõõduga kraater asub Lõuna-Pooluse-Aitkeni basseini servas. Hoolimata oma tagasihoidlikust välimusest on sellel palju eeliseid, näiteks kraatri serva peaaegu aastaringselt päikest nautivate osade ja kraatri põhja vahel, mis on alati pime. Selle omaduste edasine uurimine võib anda kasulikke andmeid Kuu sisemuse kohta.

2.2 - Kuidas te kavatsete ehitada oma Kuu laagri? Mõelge, kuidas te saate kasutada Kuu loodusvarasid ja milliseid materjale peaksite Maalt tooma. Kirjeldage tehnikaid, materjale ja oma konstruktsioonivalikuid.

Alus on valmistatud 3D-trükitud rakkudest, mida saab hõlpsasti kaasas kanda ja kokku liita. Nende kuusnurkse kuju inspiratsiooniks oli meekärgede struktuur, mis on kõige tugevam kuju, mistõttu on see looduses nii levinud. See suudab hoida suurt kaalu, samas ei võta see palju ruumi (nagu mesilase oletus). Kärgede tooraineks on kuubetoon. See on betooniga sarnane täitematerjal, see on mittepoorsest, tugev ja ei vaja vett, mida Kuu peal napib. Lisaks on see tugev, vastupidav ja suure varjestusomadusega. Kasutada saab ka klaastooteid, samas kui rauast ja niklist saab teha elektrijuhte. Mis puutub varustusse, siis kasutame elupaikade kaevandamiseks vajalikku mullaparandusseadmeid, samuti tooraine transportimiseks sulatus- või tootmiskohtadesse ja jäätmete eemaldamiseks.

2.3 - Kuidas kaitseb ja pakub teie Kuu laager teie astronautidele kaitset ja kaitset Kuu karmi keskkonna eest?

Kaljusse ankurdatud, kaks kuni kolm meetrit paksune S-klaasist väliskuppel kaitseb ruume, kasvuhooneid, O2-, H2O- ja H2-paake, mis on ehitatud masinate poolt ilma inimkontrolli kasutamata. Nimetatud klaas on valmistatud kihtidena, et võimaldada soojuspinge kontrollimist. Kogu aeg on vähemalt üks ärkvel olev meeskonnaliige ja kõike jälgitakse pidevalt ja tähelepanelikult. Ka kogu hooldus toimub autonoomselt. Igasuguse rikkumise korral kehtivad ranged ohutusprotokollid.

3.1 - Kuidas tagab teie Kuu laager astronaudidele jätkusuutliku juurdepääsu põhivajadustele, nagu vesi, toit, õhk ja energia?

Kraatrites, kuhu valgus ei ulatu, on jää ladestunud - see on meie peamine veeallikas. Jääd kaevandama ja koguma saadetakse rover, mis hiljem sulatatakse ahjude abil. Samuti hakkame taaskasutama uriinist, higist ja õhust saadud vett. Seda hoitakse bakterivabana uue hõbeioonidel põhineva puhastustehnoloogia abil.
Florida ülikooli teadlaste rühma juhitud katsete tulemusena jõuti järeldusele, et hoolimata regoliidi ja Maa mulla erinevustest - teravate osakeste ja orgaanilise materjali puudumise tõttu - saab Kuu pinnast tõepoolest kasutada taimekasvatuseks. Seetõttu on võimalik kasvatada enamikku maitsetaimi ja köögivilju tasakaalustatud toitumiseks. Hädaolukorras on meie varudes alati varutoitu.
Esialgu peavad nad küll kasutama Maalt toodud suruõhku, kuid see on neile liiga kallis, et nad saaksid seda teha kogu ülejäänud asula kasutamise ajal. Vesinikku võib leida sügavate kraatrite jääst ja kasutada seda siis vee elektrolüüsiks, et saada hapnikku. O2 tootmiseks võiks potentsiaalselt kasutada ka mikrovetikate liiki Chlorella Vulgaris.
Peamine energiaallikas on päikesepaneelid. Nad toodavad alalisvoolu elektrit. Päikesevalgus jõuab neile tõhusamalt kui Maal, kuna Kuu taevas on pidevalt selge. Selleks, et öösel elektrienergiast kasu saada, laadivad päikesepaneelid päeval akusid. Samuti saame kasutada Kuu regoliiti soojuse salvestamiseks. Kuigi see on üsna kulukas, on Kuu pinnal rohkesti leiduv heelium-3 võimeline kütuseks mitte-radioaktiivsetele tuumasünteesi reaktsioonidele, mis toodavad suures koguses tõhusat energiat.

3.2 - Kuidas kavatseb teie Kuu laager tegeleda astronautide poolt Kuu peal tekkivate jäätmetega?

Me kavatseme vabaneda astronautide jäätmetest tõhusal viisil. OSCAR-projekt on lahendus, mille juurde me oleme jõudnud. Selle eesmärk on muuta prügi ja inimjäätmed süngaasiks, mis on kombinatsioon kasulikest gaasidest, nagu metaan, vesinik ja süsinikdioksiid. See tehnoloogia hõlmab väikeste jäätmetükkide töötlemist kõrgtemperatuurilises reaktoris, mis võimaldab ära visatud materjalide taaskasutamist pikaajaliste, sügavate kosmosemissioonide ajal. Selle rakendamisega saab vähendada missiooni massi, suurendada kasutatava kosmoseaparaadi ja eluruumi mahtu ning parandada missioonide usaldusväärsust ja vastupidavust. see protsess on oluline, et saavutada inimkeskkonna kosmoselendude suletud süsteem, sest see võimaldab vähendada logistilisi nõudeid ja taaskasutada materjale.

3.3 - Kuidas teie Kuu laager hoiab sidet Maa ja teiste Kuu baasidega?

On mõned viisid, kuidas me kavatseme säilitada sidet Maa ja teiste Kuu baasidega. Parim viis on laserside, kuna laserkiired on fokuseeritumad ja vajavad vähem energiat, et edastada teavet pikkade vahemaade taha. Seda tehnikat on testitud NASA Lunar Laser Communications Demonstration'i raames, mis on tunnistanud selle teostatavaks. Teine võimalus oleks otseside, kasutades raadiolainete abil. See on praktiline viis, sest NASA süvakeskuste võrgustikul on Maa ümber kolm antenni, mis võtavad teateid vastu ja saadavad neid Kuu lõunapoolusele. Need antennid asuvad Californias, Hispaanias ja Austraalias. Lõpuks kavatseme kasutada satelliite, sest need suudavad tagada katkematu side, töödelda suuri andmemahte ja edastada reaalajas signaale.

4.1 - Millise(te) teadusliku(te) teema(de) uurimisvaldkonda(d) teie Kuu laagris keskenduks(id)? Selgitage, milliseid katseid kavatsete Kuu peal teha (näiteks geoloogia, madala gravitatsiooniga keskkonna, bioloogia, tehnoloogia, robootika, astronoomia jne teemadel).

Kuu inimkeskkonna uurimiseks vajalike jätkusuutlike elutegevussüsteemide väljatöötamiseks on vaja viia läbi olulisi bioreaktoriuuringuid. Bioreaktorid on suletud ahelaga süsteemid, mis kasutavad bioloogilisi protsesse, et toota astronautidele hapnikku ja toitu ning samal ajal taaskasutada jäätmeid. Bioreaktorite töövõime seisukohalt on oluline temperatuuri, niiskuse ja toitainete taseme täpne kontroll ning nende muutujate optimeerimise katsed Kuu keskkonnas võivad parandada nende tõhusust.

Samuti kavatseme uurida, kuidas saaksime mesilasperet kasvatada. Kuna putukad on maailma tähtsaimad tolmeldajad, on mõistlik eeldada, et neil võib olla oluline roll jätkusuutliku põllumajanduse loomisel pikemate kosmosemissioonide jaoks. Kuigi mesilased ei suuda lennata õhurõhu juures, mis on madalam kui umbes 66,5 kilopaskalit, näitas Ontario Guelphi ülikooli teadlaste uuring, et tavalised idakimalased (Bombus impatiens) suudavad tõhusalt tolmeldada ka 52 kilopaskali juures, mis on NASA soovitatud rõhk maavälise kasvuhoone jaoks (seda on lihtsam säilitada kui 101 kilopaskalit, mis on Maa merepinnal, kuid siiski piisav, et taimed saaksid areneda). Seepärast püüame me nimetatud kimalased kaasa võtta. Võib-olla saame nende abiga lähitulevikus panna aluse tõelisele ökosüsteemile Kuu peal.

5.1 - Mida sisaldaks teie astronautide koolitusprogramm, mis aitaks valmistada astronaudid ette Kuu missiooniks?

Lisaks astronautide juhendamisele keeruliste ja spetsiaalsete lennuvahendite, seadmete ja ülikondade kohta peavad koolitajad looma mikrogravitatsiooni töötingimuste simulatsiooni, et tagada astronautide piisav ettevalmistus. Selleks, et vältida süstiku käivitamise ja maandumise ajal tekkivat liikumispuudulikkust, treenivad pilootidest astronaudid Gulfstream reaktiivlennukis, mis on spetsiaalselt ümber ehitatud vibratsiooni, müra ja vaateid simuleerima. Kuu tegeliku elustiiliga kohanemiseks läbivad astronaudid simulaatorid, mille temperatuur võib kõikuda -20 kraadist kuni 60 kraadini, samuti sellised, mis suudavad tekitada rõhku, mis on kuus korda suurem kui tavaline atmosfäärirõhk (mis vastab 60 meetri sügavusele merevees), ja suudavad isegi jäljendada rõhutingimusi 100 000 jala kõrgusel, mida sageli peetakse kosmose läveks. Lisaks sellele suudavad kuiva hõljumise simulaatorid jäljendada mikrogravitatsiooni ning astronaudid läbivad treeninguid tsentrifuugides ja tsentrifuugipõhistes simulaatorites, et suurendada nende võimet taluda G-jõudu. Astronaudid harjutavad kosmoselkäike vee all suures basseinis. Nad veedavad 7-10 tundi vee all iga tunni kohta, mille nad veedavad kosmoses kõndides.

5.2 - Milliseid kosmosesõidukeid vajab teie tulevane Kuu missioon? Kirjeldage oma Moon camp-s leiduvaid sõidukeid ja mõelge, kuidas te reisite Maale ja Maalt ning uurite uusi sihtkohti Kuu pinnal.

Meie Kuu asulas on meil hulgaliselt maastikuautosid. Need on valmistatud alumiiniumist ja neil on kolm ratast parema stabiilsuse tagamiseks. Kokpit on täielikult klaasist, et pakkuda juhile täielikku nähtavust. Lisaks on meie liikuritel puurimisseadmed, mille eesmärk on võtta teaduslikke proove, mida teadlased laagris edasi analüüsivad. Maale ja Maalt reisimine toimub täiustatud kosmoselaevade abil. Neil peavad olema järgmised omadused: aerodünaamiline konstruktsioon, modulaarne konstruktsioon paindliku disaini tagamiseks, soojuskilbid soojuse ja kahjustuste kaitseks, dokkimisportid, elektroonika ja meeskonna kaitsmiseks mõeldud kiirgusvarjestus ning tõukejõusüsteem. Tulevikus kavatseme kasutada õhupalle, et uurida Kuu atmosfääri veelgi rohkem.

Muud projektid: