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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Rumeenia 17   3 / 1 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Fusion 360



1.1 - Projekti kirjeldus

Kuu pakub teadlastele suurt huvi haruldaste muldmetallide saamise potentsiaali, selle mõju elusorganismidele ja geoloogia tõttu. Meie eesmärk on anda ülevaade Kuu baasist, mis on kavandatud kaheksa astronauti majutamiseks ja REEde kaubanduslikuks keskuseks.

Asula koosneb kolmest korrusest. Esimesel korrusel ja vahekorrusel asuvad sissepääs, õhulukk, haiglaruum, kaks magamistuba koos vannitoaga ja katlaruum. Köök ja puhkeruum asuvad vahekorrusel. Juhtimiskeskus ja laboratoorium asuvad maa all, kus on lift, mida kasutatakse proovide toomiseks väljastpoolt. Ülemises saalis, mida katab taimede kuppel, asuvad akvakapoonilised farmid, samas kui alumises saalis ja komandokeskuses asuvad LED-valgusfarmid. 

Baasiga külgnevas laos hoitakse valuplokke enne nende Maale saatmist, kusjuures sinna lisatakse parkimisala sõidukite jaoks, masinad asuvad kraatri põhjas. Enamiku energiast annab tuumareaktor. See asula on kavandatud toetama teadusuuringuid Kuu mõju kohta elusorganismidele ja selle geoloogiale, olles samal ajal ka haruldaste muldmetallide kaubanduslikuks keskuseks.

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

Kuu asustamine ei tähenda mitte ainult tohutut teaduslikku saavutust inimkonna jaoks, vaid oleks ka samm edasi tulevaste kosmosemissioonide jaoks. Lisaks sellele on Kuu industrialiseerimisel märkimisväärne majanduslik mõju.

Asula rajamine Kuule ei oleks mitte ainult märkimisväärne teaduslik saavutus, vaid ka oluline samm edasi tulevaste kosmosemissioonide jaoks. Lisaks teaduslikule potentsiaalile oleks Kuu industrialiseerimisel ka märkimisväärne majanduslik mõju. Seetõttu oleks kavandatava asula peamine eesmärk äriline, keskendudes haruldaste muldmetallide, sealhulgas tseeriumi, ütriumi, neodüümi, düsprosiumi, lantaani, europaiumi, skandiumi, praseodüümi, terbiumi, gadoliiniumi, erbiumi ja ütterbiumi kaevandamisele, rafineerimisele ja turustamisele. Eesmärgiks on kehtestada Kuu kui teine peamine tarnija selliste tööstusharude jaoks nagu nutitelefonid, elektrisõidukid ja tuuleturbiinid, mis sõltuvad nendest haruldastest muldmetallidest, kuna Maa varud vähenevad kiiresti. Asunduse teisejärguline eesmärk oleks uurida Kuu pinda, Kuu geoloogiat, Kuu keskkonda ja Kuu mõju taimedele, kaladele ja seal elavatele astronautidele.

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

Kuu lõunapoolusel asuv Shackletoni kraater on määratletud kui sobiv asukoht Kuu laagri rajamiseks, kuna seal leidub suures koguses vett ja lenduvaid aineid. Kraatri serva pidev valgustus võimaldab kasutada päikeseenergiat elektrienergia tootmiseks, samal ajal kui pidevalt varjus olevaid piirkondi saab kasutada jää kaevandamiseks vee ja hapniku tootmiseks.

Lisaks asub Shackletoni kraater Aitkeni basseinis, mis on üks kõige ulatuslikumaid kokkupõrke moodustisi Päikesesüsteemis. Selle basseini uurimine võib anda väärtuslikke teadmisi Kuu geoloogilise koostise kohta. Lisaks võib Kuu geoloogia uurimine anda olulist teavet planeetide tekke, Päikesesüsteemi ajaloo ja Maa-Kuu süsteemi arengu kohta. Seetõttu pakub Shackletoni kraater võimalust nii teaduslikeks uuringuteks kui ka Kuu laagri rajamiseks.

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.

Me saadame rakette viies etapis. Esimene etapp sisaldab roboteid, mis tasandavad ala ja hakkavad maa all kaevama, et valmistada ette alumise korruse baasi rajamine. Samuti alustavad nad jää ja hapniku väljavõtmist regoliidist tööstuspiirkonnas ja hoiustavad need astronaudide saabumiseks. Järgmises etapis valmivad seinad ja baasi struktuur, sealhulgas kuppelkonstruktsioon. Me teeme need kokkupandava meetodi abil, nii et robotid suudavad asula lühikese ajaga ise kokku panna. Kolmas ja neljas etapp hõlmab veetorusid, elektroonikat, 3D-printereid, mida kasutame mööbli ja sisseseade loomiseks, seemneid ja kalamune, mida koorime Kuu peal, aga ka mõningaid toiduvarusid, kuni farmid saavutavad tõhusa määra. Lõpuks, kui baas on üles seatud ja kõik kommunaalteenused toimivad, saadame kaheksa astronauti. Meie asula on ümmarguse kujuga, mille keskel on tugev keskpunkt ja trepp. Me valisime selle lähenemisviisi, kuna see pakub meile lihtsat ja kiiret juurdepääsu kõigile ruumidele ning annab meile lihtsama võimaluse paigutada ühiselamud ja rajatised. Baas on jagatud kolmele tasandile, millest kaks ülemist saavad otsest päikesevalgust magamistubade ja farmide jaoks ning viimane on turvaline maa-alune koht, kus meeskond saab pidada koosolekuid koos hädaväljapääsuga.

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

Kuu kiirguse vastu võitlemiseks ehitasime oma välisseinad, kasutades kuus kihti järjestuses alates välisilme: regoliit, alumiinium, RCC, tühimik, RCC, rajatiste kiht, aerogeel ja alumiinium, et saada sisustus. Koos kiirguskindla klaaskupliga, mis on kaetud rippuvate taimedega, ja baasi ümber asuvate farmidega loovad need niisket ja püsivat keskkonda. Baasi peasissepääsu jaoks projekteerisime kaks ruumi, millest ühes võtavad astronaudid oma kostüümid maha ja teises toimub desinfitseerimine. Samuti on lift, mida kasutatakse materjalide ja muude ainete toomiseks väljastpoolt laboratooriumi teadusuuringuteks, varustatud integreeritud desinfitseerimissüsteemiga. Need kaks meedet tagavad, et meie asula või Kuu pind ei saastu. Meie tuumareaktor on teistest rajatistest eraldatud ja rikke korral ei mõjuta see eluruumi või teisi rajatisi. Uksed on tehtud ruumi täielikuks isoleerimiseks ja komandopunktis projekteerisime välja viiva tunneli, sest see on kõige tähtsam ruum, kuna enamik koosolekuid toimub siin. Seetõttu paigutasime selle ka maa alla, sest kui meteoriit peaks meie baasi tabama, saab komandopunkt vähem kahjustada ja see võib olla meeskonna jaoks põgenemistee. Hädaolukorra puhuks võtsime tarvitusele ettevaatusabinõud ja tegime mahutid külma ja sooja vee, hapniku ning meil on ladustamisruum liitiumpatareide jaoks, mida varustavad tuumareaktor ja päikesepaneelid.

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

Meie peamine hapniku- ja veeallikas on regoliidi kaevandamine. Tööstustsoonist ,kus kaevandatakse regoliit ja toodetakse jääd ja hapnikku, suunatakse torud laagrisse sulatatud jää puhastamiseks ja hapnik laboratooriumisse. Kaheksa astronauti jaoks vajame nende vajaduste ja ülesannete täitmiseks umbes 1210 liitrit vett ja 4400 liitrit hapnikku päevas .

Meie teiseks hapnikuallikaks on ülemises peahoones ja puhkealal asuvad akvapoonika-farmid, kus geneetiliselt muundatud paprika on astronautide toiduallikaks ja kupplit katvad rippfarmid Chain of Hearts'iga aitavad hapnikuga varustamisel. Samuti hakkab basseinides kasvama ja hapnikku tootma ligikaudu 40 kg klorellat. Kokku toodavad nad umbes 500 liitrit hapnikku päevas ja aitavad filtreerida CO2. Kuna meil ei ole alumisel korrusel otsest päikesevalgust, siis on meil väiksemad farmid, mis kasutavad LED-valgusteid, mis aitavad kaasa meie toidu- ja hapnikutootmisele. Basseinides hakkame kasvatama ka Arctic Char'i kalu, sest see on vastupidav vee külmumise suhtes ja kergesti kasvatatav loodus ning see ei ole mitte ainult valguallikas astronautidele, vaid sellest saavad kasu ka klorella- ja paprikafarmid toitaineterikka vesiviljelusveega.

Kuna meil on tööstuspiirkond, siis vajame suures koguses energiat ja me otsustasime kasutada tuumareaktorit. See ei ole meie ainus energiaallikas, sest meil on baasi katused kaetud päikesepaneelidega, et kasutada täielikult ära meie geograafilist asendit. Energiat salvestatakse akudesse, nii et me saame öösel või hädaolukorras hoida oma tõhusust samal tasemel.

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

Astronautide ja talude heitvesi kogutakse köögi all asuvasse jäätmemahutisse ja suunatakse seejärel laboris asuvasse eelpuhastuse jäätmemahutisse, kus toimub puhastusprotsess. Me otsustasime kasutada pöördosmoosi ja seadet, mis ühendab laboris asuva reoveepaagi teise puhta vee paagiga. Peamise filtreeritud veemahutiga on järjestikku ühendatud veel kolm mahutit, millest igaühel on hädaolukorras klapp. Kesksest mahutist käivitavad torud uuesti veeringe. Muu reovesi või jäätmed, mida me ei suutnud puhastada, suunatakse kompostina pallipiprafarmisse. Kuna meil on kogu baasi ümber vetikaveekogud ja muu taimestik, siis saab õhk hapnikuks ringlusse ja loob loomuliku keskkonna.

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

Et hoida ühendust Maaga ja teiste asulatega, on meil satelliidid, mis tiirlevad ümber Kuu ja edastavad väärtuslikku teavet. Samuti on meie baasis üks suurimaid ja tähtsamaid valdkondi komandokeskus. Seal korraldavad astronaudid aeg-ajalt koosolekuid ja tuginevad sellistele kasulikele seadmetele nagu sülearvutid, Shackletoni kraatri topograafiline kaart ja lai ekraan, mida kasutatakse erinevate plaanide kuvamiseks ja videokohtumiste pidamiseks Maa meeskonnaga. Samuti on meie astronautide jaoks koostatud ajakava hädaolukordade või ootamatute kõnede puhuks, nii et juhtimiskeskuses töötab alati üks inimene, kes on kogu aeg valvel ja valmis vastama.

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).

Me tahame analüüsida regoliiti ideaalses keskkonnas ja uurida Kuu geoloogiat, et saada rohkem teada selle varasest ajaloost. Samuti tahame uurida, kuidas taimed ja kalad reageerivad Kuu peal viibimisele. Laboris teeme katseid, et näha, kuidas mõjutab madal gravitatsioon elusolendeid. Samuti tahame teada saada, kuidas kiirgus mõjub taimedele ja kaladele. Lisaks tahame uurida, kuidas inimkeha reageerib Kuu kiirgusele ja teada saada.

Kuna meie tugipunkt asub Kuu suurimas ja vanimas moodustises, Aitkeni basseinis, keskendub meie uurimistöö üks suund seal leiduvate kivimite proovide võtmisele ja analüüsimisele, mis aitab meil rohkem teada saada Kuu koostise ja kujunemise kohta.

Lisaks sellele ei kasuta me talusid mitte ainult toidu/hapniku hankimiseks, vaid ka taimede käitumise analüüsimiseks Kuu keskkonnas. Me uurime mikrogravitatsiooni ja simuleeritud tehiskeskkonna tõttu toimuvaid muutusi nende kasvuks, samuti katsetame erinevaid meetodeid nende kasvatamiseks, kasutades erinevaid parameetreid nende kasvuks, et leida optimaalsed meetodid.

Samuti vaatleme elusorganismide, täpsemalt kalade reaktsioone vesiviljelusfarmides. Meie eesmärk on tuvastada võimalikke muutusi nende käitumises ja organismis.

Lisaks sellele keskenduvad meie teadusuuringud Kuu keskkonna mõjule astronautidele, sellele, kuidas see mõjutab nende tervist nii füüsiliselt kui ka vaimselt, ning meetoditele, kuidas neid mõjusid ületada.

Meie eesmärk on õppida võimalikult palju Kuu kohta ja selle kohta, kuidas selle keskkond meid mõjutab, ning kuidas me võiksime kohaneda, et saaksime oma meetodeid tulevastel kosmosemissioonidel täiustada.

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

Enne astronautide Kuule saatmist peavad nad läbima intensiivse koolitusprogrammi, mis arendab erinevaid oskusi. See koolitus peab olema nii füüsiliselt kui ka vaimselt raske, et astronaudid saaksid hakkama karmides oludes kosmoses ja Kuul. Koolitusprogrammi aluseks on kosmoselendude ja kosmosesõidukite süsteemide tundmaõppimine, mis annab astronaudidele teadmisi selliste süsteemide kohta nagu navigatsioon, tõukejõud, side ja elutegevussüsteemid.

Kuna Kuul puudub atmosfäär, peavad astronaudid olema koolitatud töötama kosmoseriietuses vaakumkeskkonnas. See osa koolitusest hõlmab kosmosekostüümis manööverdamist ja tööriistade kasutamist, ülikondade kasutamise ja hooldamise õppimist ning ka võimalike lekete või rebenemistega tegelemist. Üks meie peamisi eesmärke on uurida Kuu geoloogiat ja seda, kuidas elusolendid reageerivad Kuu keskkonnale, nii et astronaudid peaksid õppima Kuu geoloogilisi omadusi, kuidas võtta proove Kuust, aga ka kaladest, taimedest ja inimestest ning teha nendega katseid. Nad peavad arendama oma teadmisi bioloogias, keemias, geneetikas ja geoloogias. Kosmosemissiooni isoleeritus võib olla vaimselt raske ja meeskonnale tuleb teha psühholoogiline koolitus, et arendada toimetulekumehhanisme ja stressi juhtimise tehnikaid. Samuti peavad nad olema füüsiliselt heas vormis, et vastu pidada kosmoselendude raskustele. Astronaudid peavad õppima, kuidas meeskonnana koos töötada ning kuna astronautide hulgas on inimesi erinevatest riikidest, on vaja meeskonnatöö ja kultuurikoolitust, et missioon oleks edukas.

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.

Meil on 4 robotit, mis abistavad astronaute: 

Veoautot kasutatakse valuplokkide transportimiseks tööstustsooni ja lao vahel, kus me need enne Maale saatmist hoiule anname;
Hooldusrobot;
Rover võimaldab astronautidel lühikese aja jooksul läbida pikki vahemaid, et kontrollida seadmeid, teisi roboteid ja välisrajatisi;
Kaevandusrobot purustab maagid, regoliidi ja jää, seejärel suunab need ruumi, kus soojus tõstetakse täpselt 100 kraadini, nii et vesi läheb läbi sõela ja ülejäänud mass läheb edasi magnetitega separaatorisse, mis sorteerib metallid erinevatesse konteineritesse.

Tulevikus võiks meie baas laieneda, kui meil oleks rohkem kaevandusroboteid, rohkem kaubaveoautosid ja suuremad laod, et saata haruldasi muldmetalle sagedamini Maale ja seega suurendada asula tõhusust.