moon_camp

Moon Camp Pioneers galerii 2019-2020

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.

Meeskond: Moonwalkers

Collège Champittet  Pully    Šveits 15-16-aastased

3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

[42]

Kirjeldage oma Moon Campi projekti.

Meie Kuulaagri eesmärk on pakkuda 2-4 astronautile võimalikult tõhusat, praktilist ja ohutut keskkonda, kus nad saaksid elada pikema aja jooksul.

Me valisime laagri, mis koosnes kahest eluruumist, kolmest maa-alusest moodulist (ressursside/vee säilitamiseks ja kasvuhooneks), ühest sidekeskusest, ühest maa-alusest laborist, ühest veefusioonifiltri rajatisest, ühest tuumapatareist (mis asub ülejäänud laagrist ohutus kauguses) ja ühest päikesepaneeliväljast.

Erinevate moodulite vaheline liikumine toimuks välistunnelite kaudu, mis võimaldab ohutut ja tõhusat ühendamist. Õhulukud tagavad ka ohutuse kõigi ruumide vahel.

Laagri struktuur koosneks igast moodulist, mis on omavahel ühendatud umbes 5-10 meetri pikkuste tunnelitega, et katastroofi korral oleks kõik moodulid ohutult ohust isoleeritud.

Laager pakub kõiki elutähtsaid vajadusi süstemaatiliste rajatiste kaudu.

Kuhu sa tahad ehitada oma kuulaagri?

Pärast põhjalikku uurimistööd valisime Kuu pooluste suurte kraatrite servadel asuvad kõrged mäed, lähtudes meie asukoha kriteeriumidest (temperatuur, vee kättesaadavus, materjali kättesaadavus, päikeseenergia kogumise potentsiaal ja teaduslik huvi).

Esiteks, Kuu poolused sisaldavad väärtuslikku jääd, mis on ainulaadne poolustel ja teaduslikult väärtuslik. Samuti oleks see pärast katsetusi Kuu peal loodetavasti joogikõlblik tänu meie termofiltri rajatisele. Samuti saab vee elektrolüüsi abil eraldada vesinikuks ja hapnikuks, mis on mõeldud kütuseks ja elutegevuseks.

Teine oluline ressurss on päikesevalgus, mis oleks tänu kõrgele asukohale ja Kuu poolustele praktiliselt igavene, mis tähendab, et meie päikesepaneelid koguksid pidevalt energiat.

Lõpuks on Kuu poolustel püsivam temperatuur, erinevalt ülejäänud pinnal valitsevatest äärmuslikest temperatuurivahetustest, mis tähendab, et astronautide kohanemine uue keskkonnaga oleks palju lihtsam, nagu ka varustuse hooldus.

Kuidas te kavatsete oma Kuu laagri ehitada? Kirjeldage tehnikat ja materjale, mida kasutate.

Välishoonete (geodeetilised kupplid, tunnelid ja muud hooned) puhul kasutame 3D-printimise kontseptsiooni, mille puhul kasutatakse ehitusmaterjalina põhikomponendina Kuu pinnast. Masin koosneb robotkäest, mis trükib geopolümeerbetoonisegu, mida tuntakse nime all "Lunarcrete" ja mis koosneb peamiselt Kuu regoliidist, mida kaevatakse välja tänu LEB (Lunar Excavation Blade). Samuti saab Kuu pinnase ainulaadset ränidioksiidi ja rauat sisaldavate mineraalide segu sulatada mikrolaine abil klaasilaadseks tahkeks materjaliks.

Maa-aluste hoonete, näiteks ladude ja kasvuhoonete jaoks kasutavad astronaudid LEB-i, mis on võimeline kaevama suuri auke, mis hiljem 3D-printimise robotkäe abil seinte ehitamiseks viimistletakse. Kuu kaevetera saab kasutada ka baasi ümbritseva maa korrastamiseks ja terraformeerimiseks teiste ehitusprojektide, näiteks maandumisala ja päikesepaneelivälja jaoks.

Vesi
Toiduained
Elekter
Air

Tänu praktilisele asukohale Kuu poolustel, mis sisaldavad 600 miljonit tonni peaaegu puhast jääd, võib see olla peamine veeallikas. Meie baasi servas asuv termofiltri rajatis võtab kaevandatud jää vastu ja muudab selle joogikõlblikuks (mitmete füüsikaliste ja keemiliste protsesside abil), võimaldades astronaudidele juurdepääsu väga suurele kogusele sellest elutähtsast ressursist, mida saab kasutada mitte ainult joogiks, vaid ka muudeks hügieenitöödeks, näiteks duši all käimiseks ja tualettruumides käimiseks.

Peamine toiduallikas baasi algsete astronautide jaoks on Maalt toodud toit, mis on konserveeritud ja kuivatatud kujul. Esimeste astronautide jaoks peaks esimesel reisil toodud toidust piisama, kuni toitu saab hakata tootma kasvuhoones (spetsiaalne maa-alune moodul). Kasvuhoone ei tooda mitte ainult elutähtsat hapnikku, vaid seal saab ka kasvatada toitu, näiteks kartuleid, tomateid, peete jne. Hiljem saab kasvuhoonet laiendada, et toota rohkem kaupu, sõltuvalt kohalolevate astronautide arvust või ladustamisvõimsusest.

Esmalt on päikesepaneelid, mis on Kuu poolustel suure ja pideva päikesevalguse tõttu väga tõhusad. Päikesepaneelide kõrval asuvad kaks akut, mis salvestavad kogutud energiat.
Siis on olemas tuumapatarei, mis asub ohutusse kaugusesse peabaasist. Kuu pinnases leidub ohtralt heelium-3 (mida päikesetuul on miljardite aastate jooksul tekitanud) ja see on elujõulise termotuumareaktori põhikomponent. See ei jäta maha kiirgusjäätmeid ja selle energiakogus kilogrammi kohta on suur.

Astronautide hingamiseks vajalik hapnik kasutatakse esialgu kunstliku elutegevuse toetamise süsteemi kaudu, mis tagab neile piisavalt hapnikku, kuni kasvuhoone on piisavalt toimiv, et toota hapnikku ja saada peamiseks allikaks. Kasvuhoone sisaldab spetsiaalset ala hapnikut tootvatele taimedele, nagu areca-palm, neemipuu ja Sansevieria Trifasciata Zeylanica (madu).
Siis, Kuu pinnas on 40-45% hapniku massi järgi, mis tähendab, et seda saab kuumutada 2500 kelvini, kasutades päikeseenergiat ja avada sellest mineraalid, et tekitada 100 grammi hingamiskõlblikku hapnikku iga kilogrammi pinnase kohta.

Kuidas te kavatsete oma Kuu laagri ehitada? Milliseid materjale te kasutate?

[54]

Kuu keskkond on astronautidele väga ohtlik. Selgitage, kuidas teie Kuu laager neid kaitseb.

Pärast seda, kui kõik elutähtsad ressursid on eelnevalt kaetud meie rajatiste ja spetsiaalsete moodulitega, on peamisteks allesjäänud ohtudeks kiirgus, meteoriidid ja temperatuur.

Geodeetilised kuppelikujulised moodulid on kavandatud nii, et need leviksid ja vähendaksid kokkupõrkeid ning jäikade seinte keskmine paksus on umbes 0,5 meetrit, mis on piisav, et kaitsta väikeste asteroidide ja päikesekiirguse eest ning isoleerida külmade Kuu temperatuuride eest. Kuu pooluste ümber asub ka palju laavatorusid, mis on ammu Kuu peal voolanud basalti laavast moodustatud. Need võivad olla kuni 300 meetri laiused ja nende stabiilne temperatuur on -20 °C. Neid laavatorusid saab kasutada Kuu baasi edasisel laiendamisel või teise võimalusena juhul, kui esimene rajatis saab kahjustada või on lihtsalt töövõimetu.

Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Et jääda terveks, peavad astronaudid pidama regulaarset unerežiimi, magades 8-9 tundi ja olles ärkvel 16 tundi korraga.

Pärast ärkamist söövad astronaudid ühes eluruumides ja saavad päevakohase ülevaate. Nad peavad treenima vähemalt 2 tundi päevas, et säilitada tugevad lihased ja luud, sest Kuu nõrk gravitatsioon võib avaldada negatiivset mõju nende tagasipöördumisel Maale.

Siiski oleksid astronaudid esialgu täielikult pühendunud laagri ehitamisele. Astronaudid kaevandaksid kõigepealt Kuu pinnast/regoliiti suures koguses tänu Lunar Excavation Blade (LEB) abil ning seejärel läbiksid keemilised protseduurid, et testida selle omadusi ja muuta see 3D-printimise robotkäe abil kasulikuks "Lunarcrete'iks", et ehitada baas.

Pärast laagri lõpetamist koosneks astronautide päev peamiselt teadusuuringutest ja eksperimenteerimisest. Nad töötaksid kas meeskonnana või uuriksid individuaalselt, sõltuvalt nende iseseisvatest teadmistest ja eksperimendi enda tingimustest või nõuetest.

Näiteks võiks üks astronaut keskenduda kosmoses elamise füsioloogilistele mõjudele inimestele ja taimedele, katsetades ja katsetades astronautide peal ja kasvuhoones erinevatel kellaaegadel. Teine astronaut võiks uurida Kuu ennast, uurides ja analüüsides keskkonda (maastik, meteoriidid, polaarjää) ja katsetades Kuu pinnase/regoliidiga laboratooriumis. Veel üks astronaut oleks täielikult pühendunud laagri heaolule. Ta jälgiks laagri funktsionaalsust ja erinevaid mehhanisme, nagu päikesepaneelid, tuumapatarei, kasvuhoone, hoidla, sidevahendid jne. Kui kohal oleks ainult 2 astronauti, jälgiksid mõlemad regulaarselt baasi toimimist ja komponente.

Laagri suuruse, keerukuse ja tähtsuse tõttu on vaja pidevalt kontrollida selle seisundit. Päeva lõpus ja viimase söögikorra ajal kohtuvad kõik astronaudid eluruumides ja annavad aru. Samuti peaksid nad enne magamaminekut tegema viimase kontrolli kogu laagri üle.

Põhimõtteliselt koosneb 16-tunnine "ärkveloleku aeg" kolmest söögikorrast, mille jooksul astronaudid peavad kohtuma, 2 tundi füüsilist ettevalmistust, teadusuuringuid ja eksperimente ning pidevat hooldust Kuu baasis.



← Kõik projektid