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.
Tudor Vianu riiklik arvutiteaduse keskkool Bukaresti linnaosa 1 Rumeenia 17 6 / 2 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Blender
Projekt Selene kujutab endast olulist verstaposti kaasaegse kosmosetehnika arengus, kuna selle eesmärk on rajada esimene mehitatud kosmoseasula Kuule. Kolmeetapilise projekti esmane eesmärk on luua iseseisev Kuu elupaik, mis keskendub teadusuuringutele. Kuu lõunapoolusel asuv Shackletoni kraater on valitud ideaalseks asukohaks Moon camp jaoks, võttes arvesse selle ressursside rohkust, kiirguskatet, elanike ohutust, elukvaliteeti ja teaduslikku väärtust.
Et kaitsta astronaute karmi kuukeskkonna eest, ehitatakse Moon camp maapinnale, kasutades valatud regoliiti kui looduslikku barjääri mikrometeoriitide vastu ja isolatsiooni temperatuurikõikumiste vastu. Suure kiirguse eest kaitsmiseks hõlmab projekt spetsiaalset ruumi, mis on tugevdatud paksemate alumiiniumseinte abil. Regoliidi kahjuliku mõju vältimiseks nii inimestele kui ka seadmetele kasutatakse spetsiaalseid kosmoserõivaid ja puhastussüsteeme.
Moon camp võimaldab astronautidele püsivat juurdepääsu sellistele olulistele ressurssidele nagu vesi, toit, õhk ja energia. Vett saadakse pooluste veejäätumise ja pöördosmoosi abil, samas kui värsket toitu toodetakse hüdropoonika ja taimekasvatuse kombineerimise teel Kuu regoliidil.
Meie meeskonna arvates kujutab Kuu laager endast kaasaegse astronautika arengu alguspunkti. Projekti Selene lõppeesmärk on Kuu elupaiga koloniseerimine. Kuid meie eesmärgi saavutamiseks pidi Kuulaager olema struktureeritud kolmeks peamiseks etapiks.
Suurte transpordikulude ja teadusuuringute eesmärgil koosneb projekti Selene esimene etapp üksnes rangelt vajalikest esimestest asukatest, kes on teadustööga tegelevad spetsialistid. Selles etapis kaardistavad ja inspekteerivad insenerid ja teadlased rangelt Kuu territooriumi, et tagada meie Moon camp edasine laienemine.
2. etapp koosneb meie baasi laiendamisest ja üldise arengu tagamisest tulevaste elanike jaoks, samas kui 3. etapp hõlmab Maa kolonistide toomist. Selle etapi lõpuks muutub projekt Selene turismi- ja kaubandusasulaks, säilitades samal ajal oma esialgse teadusliku eesmärgi.
Pärast Kuu keskkonna põhjalikku uurimist on kindlaks tehtud, et kõige paljutõotavam asukoht on kaugeltki Shackletoni kraater, mis asub lõunapoolusel. Otsuse tegemiseks tuli analüüsida mitmeid otsustavaid tegureid, nagu ressursid, kiirguskate, elanike ohutus ja elukvaliteet ning ka teaduslik tähtsus. Shackletoni kraater ületas kaugelt meie ootusi kõigis eelnevalt loetletud kategooriates, mistõttu oleme väga põnevil selle suhtes, mida projekt Selene võib saavutada, kui see siia paigutatakse.
Kraatri servale paistab peaaegu aastaringselt päike, mis annab meie Moon camp-le pidevalt päikeseenergiat. Lisaks sellele on Shackletoni varjatud sisemuse tõttu selle põrandale kogunenud jää, mis on väga oluline. Elektrolüüsi abil saab veemolekuli eraldada hapniku- ja vesinikgaasideks. Saadud vesinikku saab kasutada kütusena, samas kui hapnik on elanike jaoks kriitilise tähtsusega. Lisaks pakuvad seinad kaitset kiirguse ja kuutolmu eest, mis mõlemad on surmavad.
Kuulaagri planeerimine ja ehitamine on kogu Selene projekti kõige aja- ja ressursikulukam osa. Seega on ülimalt tähtis, et Kuu infrastruktuur võimaldaks kohalikku materjalide kaevandamist ja rahulikku üleminekut põhikoguste valmistamisele peaaegu täieliku autonoomiaga Maast. Ehituse üks kõige murettekitavamaid osi saab olema eluruumide õhutiheduse säilitamine.
Väävlirikkast regoliidist saaks aga hõlpsasti luua uut tüüpi betooni, välja arvatud kohustuslik vesi, mis on väga kulukas. Kambritele tihendamiseks ja õhukindla keskkonna loomiseks on vaja teistsugust geotekstiili, millel on vahutav tekstuur. Nende materjalide täiendusena kasutatakse valatud regoliiti, mis on materjal, mis on hämmastavalt sarnane Maa valatud basaltiga. See materjal saadakse regoliidi sulatamisel vormis, mida jahutatakse aeglaselt, et võimaldada kristallilise struktuuri moodustumist; protsessile aitab oluliselt kaasa Kuu madal gravitatsioon. Selle materjali eeliseks on selle kõrge survetugevus ja mõõdukad tõmbeomadused, mis võimaldavad ehitiste osade surve- ja tõmbetugevust kuni kümme korda suuremaks muuta kui Maa betoon.
Seetõttu kasutatakse ehitamise varajases etapis peamiselt Maa materjale, ehitades infrastruktuuri, et võimaldada regoliidi valamist, mis on erosioonile väga vastupidav materjal ja ideaalne kaitse mikrometeoriitide ja kiirguse eest.
Meie kuulaager peab kaitsma astronaute paljude ohtude eest, mida kujutavad endast karmid kuukeskkonnad: kiirgus, mikrometeoriidid, kõrged temperatuurikõikumised ja kuutolm.
Ehitades oma baasi maapinnale, kasutame betoonregoliiti loodusliku kilbina mikrometeoriitide vastu. Isegi umbes 1 meetri sügavusel võib Kuu betoon absorbeerida enamiku kosmilistest kiirtest ja ka madalama energiaga päikesepiire, mis vähendab drastiliselt kiirguskaitseks vajalike materjalide kogust ja seega ka meie asula maksumust. Siiski, et tagada astronautide ohutus kõrge kiirguse korral, näiteks päikesetormide ajal, pakub spetsiaalne paksemate alumiiniumseinadega tugevdatud ruum adekvaatsemat kaitset. Veelgi enam, tänu oma märkimisväärsetele soojusomadustele pakub valatud regoliit ka esimese isolatsioonikihi, mis vähendab energiat, mis on vajalik eluruumi sees püsiva temperatuuri säilitamiseks, hoolimata sadade kraadide temperatuurikõikumistest väljastpoolt.
Lõpuks on regoliit oma struktuuri tõttu, mis koosneb väga peenikestest ja teravatest osakestest, kahjulik nii inimestele kui ka seadmetele, kuid seda on ka raske puhastada, nagu tõestasid esimesed Apollo missioonid. Et saavutada minimaalne kokkupuude Kuu tolmuga, kasutame süsteemide kombinatsiooni: Esiteks kasutatakse spetsiaalseid kosmoserõivaid, mis ühendatakse otse õhulukkudega, minimeerides seega astronautide kokkupuudet saastunud pindadega. Lisaks sellele puhastatakse jäägid õhuvõtu abil, samal ajal kui õhus leiduvad osakesed püütakse kinni õhufiltrisüsteemi abil. Positiivne rõhkude erinevus asula atmosfääri ja õhulukkude vahel tagab ka selle, et meie Kuubaasi sisemusse satub võimalikult vähe tolmu. Teiseks pannakse kõik kogutud regoliitproovid suletud kambritesse ja neid analüüsitakse kindakastide abil, nii et nad ei puutu kunagi kokku asula puhta õhuga.
Tänu kõrgete temperatuuride tõttu vajalikule erivarustusele suudavad astronaudid eemaldada veejää poolustelt. Lisaks tekitame tervislikku joogivett, kasutades pöördosmoosi, et eemaldada veest enamik saasteaineid, surudes seda rõhu all läbi poolläbilaskva membraani. Me kavatseme seda protsessi teha kaks korda nädalas ja koguda järelejäänud vett reservuaari.
Meie idee värske toidu tootmiseks kohapeal hõlmab olulist Kuu kasvuhoonet, kus me kombineerime hüdropoonika ja taimekasvatuse Kuu regoliidis, varustades nii meie kosmoseuurijad hädavajalike toitainetega. Astronaudid annavad süsinikdioksiidi hingamise teel ja ammutavad taimedele vett oma uriinist, kasutades selleks vee taaskasutussüsteemi (Water Recycling System). Seoses hüdropoonikaga oleme oma füüsikalaboris teinud analoogse katse, uurides liblikõieliste ja lämmastikku siduvate Rhizobia-bakterite sümbiootilise suhte mõju taimede nodulatsioonile, muutes selliseid muutujaid nagu valguse värvus ja intensiivsus, magnetväli ja Rhizobia sisaldus.
Kuna oleme otsustanud paigutada oma baasi Shackletoni kraatri serva lähedale lõunapoolusel, saame kasu pidevast päikesevalgusest. Seejärel salvestame päikeseenergia kütuseelementidesse, mis on ohutumad ja tõhusamad kui tavalised patareid. Need salvestavad ka täiendavat energiat, mida saab kasutada Kuu varjutuste ajal, vältides ühtlasi Kuu varjutuste probleemi, kui Maa blokeerib täielikult päikesevalguse.
Enne Maalt lahkumist valmistame mõned "varud", mis sisaldavad piisavalt hapnikku esimesteks päevadeks Kuu peal. Seejärel töötleme hapnikurikka regoliidi: üks eksperimentaalselt tõestatud meetod on sulasoola elektrolüüs, mille käigus segatakse Kuu pinnas kõrgel temperatuuril kaltsiumkloriidiga, ja seejärel, kui segu voolu läbi ajada, koguneb hapnik anoodi ümber, kus see kogutakse.
Meie kuulaagrile tuleb spetsiaalne jäätmekäitlussüsteem, mis suudab kõrvaldada kõik astronautide poolt tekitatud jäätmed. Kõigepealt sorteeritakse kõik jäätmed orgaanilisteks ja mitteorgaanilisteks ning orgaanilised jäätmed töödeldakse ümber väetiseks, mida kasutatakse laagri aedades. Peale selle jaotatakse mitteorgaanilised jäätmed väikesteks osakesteks ja pannakse ladustamiseks suletud konteineritesse. Selleks, et jäätmed ei saastaks Kuu keskkonda, paigutatakse konteinerid laagrist ja selle tegevusest eemal asuvasse määratud piirkonda. Seejärel kogutakse konteinerid kokku robotsõidukiga ja transporditakse põletusahju, mis asub piirkonnas, kus heitmed ei kahjusta keskkonda. Põletusahju varustatakse ka filtriga, mis tagab, et ohtlikke aineid ei eraldu.
Et hoida ühendust Maaga ja teiste Kuu baasidega, toetub meie asula arenenud satelliitsidesüsteemile. See süsteem võimaldab kahesuunalist sidet, mis võimaldab meil sõnumeid saata ja vastu võtta. Lisaks sellele kasutame kombinatsiooni lühilaine- ja kõrgsagedusraadio, satelliitside ja laserside vahel.
Kaugside jaoks kasutab laager raadio- ja lasersignaalide kombinatsiooni, et saata sõnumeid üle Kuu pinna, samas kui lühikese vahemaa jaoks kasutame raadio- ja satelliitsignaale, et suhelda teiste Kuu baasidega. Meeskond kasutab turvalise suhtluse tagamiseks ka baasisisest hääle-, video- ja andmeedastussüsteemi ning andmete krüpteerimistehnoloogiat.
Lisaks sellele on süsteem ehitatud nii, et see toimib erinevates keskkondades, sealhulgas äärmuslikes temperatuurides, halva nähtavuse korral ja pikkadel vahemaadel. Lõpuks kasutatakse süsteemis erinevaid antenne, et tagada signaalide võimalikult täpne saatmine ja vastuvõtmine.
Kõigepealt on meie kuulaagri eesmärk üksnes teaduslik, kusjuures analüüsitavad teemad jagunevad järgmiselt: Geoloogia, madal gravitatsioon ja bioloogia; astronoomia; robootika ja tehnoloogia. Maksimaalse tõhususe saavutamiseks jaguneb meie pimestav meeskond väiksemateks ekspertide osakondadeks: Bioloogid, astronoomid, insenerid või keskkonnateadlased.
Esiteks, meie baasi peamine eesmärk hõlmab geoloogia ja bioloogia ühendamist, uurides seega võimalust kasvatada taimi Kuu regoliidil. Sellest hoolimata hõlmab meie kasvuhoone ka hüdropoonikaeksperimenti, mis viiakse sammu võrra kõrgemale, uurides, kuidas taimed arenevad Kuu madalas gravitatsioonikeskkonnas, võrreldes meie Maa kontrollpartiidega, nagu on selgitatud toiduainete osas.
On ütlematagi selge, et Kuu elupaiga ehitamine eeldab otseselt astronoomiliste aspektide uurimist. Seepärast on meie eesmärk selgitada põhjalikult Kuu päritolu ja arengut ning kasutada seda täiel määral ära.
Olles esimene alaline inimasula Kuu peal, on selle üks peamisi eesmärke sillutada teed inimkonna koloniseerimisele meie päikesesüsteemi teistel planeetidel, pakkudes täpset katsekohta uutele tehnoloogiatele, mille eesmärk on uute maailmade uurimine ja asustamine. Lisaks sellele on Kuu keskkonnale kohandatud robootikasüsteemide väljatöötamine väga oluline, sest Kuu transpordiks on hädavajalikud võimsad liikurid.
Kokkuvõtteks võib öelda, et meie motiveeritud meeskond teeb kindlasti murrangulisi avastusi Kuu kohta erinevates valdkondades, sest me rakendame kahtlemata üha rohkem uurimisprogramme mitmesugustel teaduslikel teemadel, millest mõnda ei ole varem uuritud. Näiteks plaanime edasi uurida teisi võtmeteemasid (füüsika, biokeemia, ökoloogia või zooloogia) või isegi immunoloogiat (COVID-19 ülekantavuse hindamine Kuu peal).
Et tagada meeskonna võimekus, tuleb teha palju katseid ja süvendatud programme, mis valmistavad teadlasi ette esimese kuubaasi säilitamiseks. Seega saab ettevalmistus olema sarnane ISSi väljaõppele, keskendudes autonoomsele juhtimisele ilma vajaduseta suhelda Maaga.
Kohapeal toimuvad õppused koos missioonide simulatsioonidega, mis valmistavad meeskonda ette raskusteks, millega nad tõenäoliselt kokku puutuvad. Lisaks õpetatakse osalejatele ka kuubaasi ressursside haldamise oskusi ning õpitakse arendama ja jagama olukorrateadlikkust keerulises missioonikeskkonnas.
Lisaks sellele lisatakse ajakavasse kursused, kus käsitletakse aktiivse õppimise oskuste arendamist, suhtlusprotokolle ja komm-kõne pakkimist. Seega oleks vaja arutada ka Gatewayga seotud operatsioone, sealhulgas nõutavat teleoperatsiooni elementi ja Kuu pinnal maandumispaikade ja traaversioonide võrdlusmissiooni.
Lisaks tuleb meeskonnal tutvuda astronautide uurimisüksusega, mis on mõeldud astronautide liikumisvõimekuse suurendamiseks. Lisaks sellele toimub simulatsioon, mille käigus integreeritakse teadustegevus ja Roveri operatsioonid juhtimisruumis, mis peab harjuma meeskonnaga, et juhtida kohapeal asuvaid Rovereid kaugjuhtimise teel.
Seetõttu peab meie meeskond osalema 3-nädalases eriprogrammis, mille eesmärk on täielikult harjuda Selene'i töö- ja ehitusviisiga.
Kuu laiade pindade tõhusaks uurimiseks kasutatakse Kuu laagris mitut tüüpi sõidukeid. Nii on ette nähtud kahte tüüpi autonoomseid liikurmasinaid: üks on mõeldud veejää kaevandamiseks ja transportimiseks, teine aga uute maastike uurimiseks. Pikamaareiside jaoks kasutavad astronautid ka mehitatud sõidukit. See peab olema varustatud rõhu all oleva mooduliga, mis suudab mahutada kuni kolm inimest ja olla täiesti iseseisev mitu päeva korraga.
Mis puutub reisimisse Maale ja Maalt, siis toimub see kahes etapis: Esmalt lahkuvad astronaudid Maalt raketiga, mis viib nad Kuu orbiidile. Seejärel kohtub kapsel NASA Kuu väravaga, kus meeskond astub maandurile, et jõuda Kuu pinnale.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 