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.

Xplorer

Tudor Vianu riiklik arvutiteaduse keskkool  Bukaresti linnaosa 1    Rumeenia 16   2 / 1 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Fusion 360


3D projekti väline vaataja


1.1 - Projekti kirjeldus

  • Xplorer on Kuu baas, mis on orienteeritud teadusuuringutele ja Kuu ressursside avastamisele, mida me saame hiljem kasutada oma eksperimentides või seal elavate astronautide igapäevaelus, näiteks jääsüdametes sisalduv vesi, mis võib saada energiaallikaks ja hoida astronautide vedelikku.

  • Seestpoolt püüame tagada astronaudide ohutuse ja samal ajal luua ruumi, kus nad saavad elada võimalikult sarnast elu nagu maa peal. Baas jagatakse eraldi aladeks toidu, töö ja puhkuse jaoks. Toiduala saab olema kasvuhoone, kus nad kasvatavad taimi ja hiljem söövad neid.

  • Xploreri kuubaasis saadakse energiaallikas peamiselt päikesepaneelide abil ja ühendus Maaga luuakse raadioteleskoobi abil.

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

Kuulaagri peamine eesmärk on mõista Kuu keskkonda ja kasutada sealseid ressursse. Me ei välista ka ebaõnnestumise võimalust, kuid valmistame kõik ette, et seal võimalikult kaua viibida ja tagada kõik tingimused. Kuu tingimusi uurides kasvatame kasvuhoones Arabidopsise taimi, väikseid taimi, mis on genoomi analüüsi mudeliks, ja jälgime, kuidas nad kasvavad. Saadame kolm astronauti, kes töötavad vahetustega, et kõik saaksid puhata ja saada parimaid tulemusi. Töötamise ajal on üks astronaut põllul ja kaks baasis. Tegevused korraldatakse nii, et mõne päeva pärast vahetab iga meeskonnaliige oma ülesannet teise ülesande vastu; sel viisil säilitatakse tasakaal astronaudide eluviisis ja saavutatakse ka erinevaid tulemusi, mis viivad täpsemate järeldusteni.

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

Me peame lõunapoolust ideaalseks asukohaks meie kuulaagri jaoks, nii et otsustasime selle ehitada sinna, Shackletoni kraatri lähedale. Sellel on palju eeliseid, sealhulgas pidev valgustus, mis aitab päikesepaneelide poolt toodetud elektrienergiaga ning samuti teadusuuringute ja katsete läbiviimisel. Teine eelis on varjutatud kraatrite jääkihid, mis on oluliseks veeallikaks. Ka temperatuur on siin soodsam, sest see ei ole päeval liiga kõrge, et saavutada 100 ℃, ega öösel liiga madal, et saavutada ekstreemsusi nagu -150 ℃.

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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.

Disain on tehtud nii muljet avaldavaks kui ka võimalikult kasulikuks astronautidele. Xploreri laagris on kaks korrust. Esimene teenib tehnilise ruumina, kus asub kasvuhoone, kõrvuti veeelektrolüüsi ruumiga ning köök, kus on jooksev vesi, mida toidetakse veemahutist. Teisel korrusel asuvad töö- ja puhkeruumid ning päikesepaneelid, raadioteleskoop ja kosmosesüstiku maandumispaik.

Meil on kaitsekihid aluse kohal: välimine kiht on 3,5 cm volfram; volfram on materjal, mida me tahame kasutada plii asemel, kuna selle tihedus on väiksem, vastupidavus kõrgemal temperatuuril on suurem ja see ei ole nii mürgine kui plii; see kaitseb kiirguse ja ka killustiku eest. meteoriidid. Sisemine kiht on soojusisolatsiooniks ja me otsustasime kasutada silikageelil põhinevat aerogeeli, mis koosneb rohkem kui 90% õhust, mistõttu on selle tihedus väga väike. Me vajame keskmist kihti, et kaitsta baasi ja astronaute paremini ja see kiht saab olema 10 cm alumiiniumkiht. Viimane kiht, mida me samuti kasutame keskmiseks kihiks, koosneb Kuu regoliidist. Tahtsime kasutada kergeid materjale, seega on neid lihtsam transportida, kuigi valitud materjalide kulud on suuremad kui teiste puhul.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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

  • Kuul on palju ohte: kiirgus, temperatuur, tolm ja kivipragud.

  • Kuuprahi ja meteoriitide eest kaitsmiseks katame baasi alumiiniumikihiga, kuigi poolustel on tolmu ja meteoriitide langemise tõenäosus väiksem. Samuti saab olema radar, mis aitab astronautidel võtta meetmeid, kui nad on tabamuse ohus.

  • Kiirguse ja vasakule jäänud kivimifragmentide jaoks katame baasi kuuvarjunduskihiga.

  • Temperatuuri kõikumine võib mõjutada astronautide aktiivsust ja ka nende tervist, mistõttu on vaja veel ühte kihti. Silikaater-aerogeelist kiht võib meie aluse soojusisolatsiooniks olla ja sellel on väga head omadused.

  • Astronaudid on ühenduses oma kolleegidega Maal, kui midagi juhtub ja nad vajavad abi.

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

💧 Vesi

🍴 Toit

⚡ Võimsus

🌬️ Air

Astronaudid vajavad vett ellujäämiseks ja ka oma projektide jaoks Kuu keskuses, nii et kuna Maa veest ei piisa, peame kasutama Kuu ressursse. Me saame vett kahel viisil: Kuu jääsüdamike filtreerimisel ja Kuu pinnasest. Asetame laagri lõunapoolusele, seega on baasi ümber pidevalt varju jäävaid kohti, kust saame kaevandada jäämaardlaid ja pärast jää sulamist neid filtreerida.

Pakendatud kuivtoit, mille meeskond maalt kaasa toob, kestab mõnda aega, kuid sellest ei piisa. Toit valmistatakse mikrolaineahjus ja toidu kohta jäävad tõendid, sest kui keegi midagi sööb, skaneerib ta süsteemis pakendil oleva vöötkoodi. Me mõtlesime, et meil on kasvuhoone, kus me kasvatame taimi Kuu pinnases, et astronaudid saaksid toitu, kui nad seda soovivad. Me valime tomatite, kurkide ja porgandite kasvatamise nende lihtsa ja kiire kasutamise tõttu ning nende vitamiinide ja ka bataatide kasvatamise nende vitamiinide ja valkude tõttu.

Baas on varustatud päikesepaneelide süsteemiga ja kuna piirkonnas, kuhu me kavatseme baasi rajada, on pidev valgustus, siis on see peamine elektrienergia allikas. Me tahame saada elektrit ka kütuseelemendist, kuid me vajame palju vett, mis on oluline, nii et selle meetodi abil saadakse vähem energiat ja me kasutame seda öösel, kui valgust on vähem.

Pikemaks viibimiseks on vaja hapnikku, nii et me üritame Kuu regoliidi hapnikuks muuta. Kuidas me seda teeme? Enne elektrolüütilise elemendi kasutamist paneme Kuu regoliidi sulatatud kaltsiumkloriidi, mille tulemuseks on hapnik ja metall, saame Kuu regoliiti küpsetada vesinikugaasiga, mille tulemuseks on hapnik ja vesinik. Taimed eraldavad süsinikdioksiidi, seega paigaldatakse õhufiltrisüsteem. Kuukivi kuumutamisel asendavad hapnikumullid süsinikdioksiidi. Kasutades vee elektrolüüsi, vajame palju vett, seega eelistame joota Kuu regoliiti kasutades.

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

Kõik Xploreri laagris võetakse ringlusse, nii et me ei pea muretsema selliste jäätmeliikide pärast nagu plastik või papp. Vannitoajäätmed seevastu põletatakse ja pannakse prügikottidesse, mis pannakse konteineritesse, mis ei lase õhku välja.

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

Side Maaga on alati olnud oluline iga astronautide meeskonna jaoks, sest see on suur tugi rikete või hädaolukordade korral. Side on ka viis, kuidas astronaudid saavad näha oma perekonda või postitada videoid endast, nagu näiteks seda, kus Neil Armstrongist sai esimene inimene, kes kõndis kunagi Kuu pinnal.
Seetõttu oleme paigaldanud raadioteleskoobi, mis aitab säilitada sidet Maaga, võttes ühendust mitme satelliidiga.

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).

Mõned teemad, mida me tahaksime Xploreri laagris uurida, on bioloogia ja geoloogia. Ühest küljest, uurides kuutingimusi, kasvatame kasvuhoones Arabidopsise taimi, väikseid taimi, mis on genoomianalüüsi mudeliks, ja jälgime, kuidas nad kasvavad. Teisest küljest tahame lähemalt jälgida Kuu pinnast ja teada saada, kas sellest on mingit kasu. Loomulikult on üks meie peamistest eesmärkidest peale kõigi nende uuringute mitte ainult Kuu, vaid ka teiste planeetide eluvormide leidmine. 

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

Me arvame, et Xploreri astronaudid peaksid alati olema valmis, mis tahes olukorras. Nii et meie astronautide koolitusprogramm sisaldab matemaatikat, füüsikat, geoloogiat, materjalitöötlust, bioloogiat ja orbitaaldünaamikat.
Nad peaksid olema koolitatud ka hädaolukordade, näiteks kõrge või madala õhurõhu või ebamugavuste, näiteks mikrogravitatsiooni korral.
Üks tähtsamaid koolituse osi on ametlik koolitus, mille käigus astronaudid õpivad, kuidas kosmosesüstikut juhtida ja maandada, kuidas kasutada kõiki süsteeme ja kuidas avastada rikkeid.
Lisaks formaalsele väljaõppele peaks meeskonnal olema hea füüsiline ja vaimne seisund ning ta peaks olema võimeline töötama kõrge pinge all.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm

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 ehitatud kosmosesüstik on ainus kosmosesõiduk, mida astronaudid kasutavad, et minna ja uurida erinevaid kohti Kuu pinnal.
Oleme mõelnud ka ränduri lisamise peale, kuid otsustasime, et see ei ole vajalik, sest astronautide meeskonnal ei ole vajadust liikuda Xploreri laagri piirkonnas.

Muud projektid: