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: Floreat Kendricka

Kendricki gümnaasium  Bracknell    Ühendkuningriik 17-18-aastased

3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

[42]

Kirjeldage oma Moon Campi projekti.

Meie Kuulaagri projekt on Kuu peal asuv baas, mis mahutab kuni kolm inimest. See kasutab ära Kuu kohalikke ressursse, et tagada hingamiskõlblik õhk, puhas vesi, toit ning kaitse kiirguse ja meteoriitide eest. Oleme kavandanud meie Kuulaagri nii, et see oleks jätkusuutlik ja ökonoomne, tagades samal ajal astronautide ohutuse ja täieliku varustuse kõigi nende vajaduste rahuldamiseks, nii ellujäämiseks kui ka teadustööks. Usume, et meie laagrit võiks kasutada ka NASA Kuu värava projekti potentsiaalse maapealse baasina (kui Kuu värava pardal peaks tekkima hädaolukord ja nad vajavad laagrist varusid). Samuti tuleb märkida, et meie Fusion 360 projekt on 80 korda väiksem, et seda oleks mugav 3D-printida.

Kuhu sa tahad ehitada oma kuulaagri?

Me püstitame oma kuulaagri Peary kraatri põhjapoolsel serval, sest siin on neli mägist piirkonda. Need nimetamatud "igavese valguse tipud" on meie valitud asukoht, sest püsiva päikesevalguse olemasolu tähendaks, et see koht sobib päikesepargi rajamiseks, mis oleks usaldusväärne energiaallikas. Kuigi meie päikesepaneelid ja põllumajanduslik kuppel asuvad mägiste piirkondade pinnal, kaevame oma peamise baasi (sealhulgas eluruumid, laborid, spordisaal) jaoks maa alla. Maa-aluse baasi eeliseks on see, et me oleme kaitstud meteoriitide ja kiirguse eest. Lisaks tähendab igavese valguse tippude juures olemine, et temperatuur on suhteliselt stabiilne (keskmiselt -50 °C; võrreldav selliste talviste tingimustega nagu Siberis ja Antarktikas).

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

Esimesena pakkus Larry Beyer Pittsburgi Ülikoolist välja Lunarcrete'i, mis on betooni sarnane ehitusmaterjal ja mis on valmistatud regoliitist. Meie baas ehitatakse peamiselt sellest ja alumiiniumist. Kuubetoon on ideaalne materjal, sest see on Kuu laagris kergesti kättesaadav ressurss ja sellel on ka ligikaudu sama tihedus kui alumiiniumil (~3g/cm³), mis tähendab, et see peab vastu selle kohal oleva maapinna raskusele. Õhulukk asub pinnal, et võimaldada hõlpsat juurdepääsu baasi ja sealt välja ning meie põllumajandusfarm on uputatud nii, et lagi on päikesevalguse suhtes avatud, kuid samas kaitstud. Astronaudid hakkavad ruumide vahel liikuma tunnelite abil ja iga ruum on õhulukuga, et juhul, kui ühes ruumis on mõni kahjustus, ei satuks kogu baas ohtu. 

Vesi
Toiduained
Elekter
Air

Vesiniku kütuseelemendid võiksid lisaks päikesepaneelidele pakkuda nii joogivett kui ka varuenergiavarusid. Nad on väikesed toodetud elektrienergia koguse kohta. Selle puhul oleks vaja hapniku (võib saada kuu tolmust/farmist) ja vesiniku varu. Lisaks, kuna meie baas asuks Kuu põhjapoolusel, oleks meil tõenäoliselt võimalik kasutada selle Kuu jääd veeallikana. Klooritilkade abil saab seda steriliseerida, et tappa haigustekitajaid, ja seda oleks vaja korralikult filtreerida, et eemaldada kemikaalide kõrge kontsentratsioon.

Kultuurid kasvatatakse hüdropoonilises keskkonnas. Põllumajandustootjad kasutavad hüdropoonikat kaubanduslikult, sest see toodab tervislikke taimi lühema ajaga kui traditsioonilised meetodid ning neid ei ole vaja pidevalt kasta, sest vett saab uuesti kasutada ja toitaineid saab kontrollida, lahustades neid vees. Mitmesuguste kultuuride kasvatamine tähendab, et nende kasvatamiseks on vaja erinevaid tingimusi, nii et farmis oleksid kõik korrused päikesevalguse käes, kuid kontrollitud temperatuuri ja niiskusega. Toidu valmistamine toimuks baasis, kus elektrienergiat annavad paneelid/kütuseelemendid.

Nagu juba mainitud, on meie asukoha uskumatu eelis see, et see asub igavese päikesepaiste tsoonis. Meie baasi pinnal asuvatel päikesepaneelidel oleks pidev energiaallikas (tänu sellele, et nad asuvad igavese päikesepaiste tipus) ja nad suudaksid pakkuda usaldusväärset energiaallikat, mis võimaldaks baasil tõrgeteta toimida. Varuallikaks on vesiniku kütuseelemendid, mis ühendavad vesiniku ja hapniku ning vabastavad seejuures energiat. Nende ainus jäätmeteke on vesi, mida kasutatakse toiduvalmistamiseks, puhastamiseks jne.

ESA hapnikutehas ekstraheerib kuutolmuga seotud hapnikku ja saab seega meie peamiseks hapnikuallikaks. Taimed on fotosünteesi tõttu sekundaarne hapnikuallikas, mis aitab säilitada osa hapnikku. Me püüame viia õhurõhu vastavusse maapealse maa-aluse rõhuga, et vältida implosiooni. Atmosfääris on 30-40% hapnikku ja ülejäänud lämmastikku, mida transporditakse vedela lämmastikuna. Jäätmete ja mürgiste gaaside kogunemise vältimiseks kasutatakse süsihappegaasi absorbeerimiseks naatriumkalki ja aktiivsöefiltreid, et eemaldada metaan ventilatsioonisüsteemidest.

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.

Kuubetoonil on samasugune tõmbetugevus nagu maapealsel betoonil, mistõttu on see tugev materjal, mis suudab vastu pidada ümbritseva maapinna raskusele. Kuna baas on ehitatud maa alla, on see hästi kaitstud meteoriitide ja kiirguse eest. Päikesepaneele ja talu katust ei ehitata kaubanduslikust klaasist, sest see on liiga habras. Kuuklaas kaitseb päikesepaneele ja farmi, sest sellel on palju samu omadusi kui klaaskiududel, kuid kuna see on valmistatud regoliitist, vähendab see klaaskiu Kuule transportimise kulusid. Kuna see on läbipaistev, võimaldab see ka päikesevalguse fotosünteesiks farmi jõuda. Tagades, et astronaudid säilitavad enda ja baasi kõrge hügieenistandardi, on nad kaitstud mis tahes mikroobide eest, mis võivad olla muteerunud kiirgusest väljaspool baasi.

Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Astronaudid ärkavad 8-tunnise une järel GMT-le seatud äratuskella abil. Pärast värskendamist söövad nad enne päeva alustamist valgurikka hommikusöögi.

Igapäevaselt kontrollitakse elutegevust toetavaid süsteeme, sealhulgas masinaid, regulaatoreid (säilitavad püsiva õhukompositsiooni) ja filtreid (hoiavad kahjulikud osakesed eemal), et tagada kõigi tingimuste ohutus. Astronaudid peavad iga päev 2 tundi treenima jõusaalis; väiksema gravitatsioonivälja tugevuse tõttu on liikumiseks vaja vähem jõudu. Kui nad ei järgi seda ranget treeningrežiimi, kaotavad nad lihasmassi ja luutihedust, mis oleks nende tervisele kahjulik, kui nad Maale tagasi jõuavad. 

 

Astronaudid riietuvad kuppelalaos, mis on kahe uksega õhulukk, et vältida jaama sees oleva õhu väljapääsu. Ülikonnad on rõhu all ja varustatud puhta hapnikuga (aitab kopsude puhastamisel) ja 1,9 liitri veega, mis on joogiks kättesaadav toru kaudu, mis võimaldab pikemaid kuutõusu. Väljas olles koguvad astronaudid kuunäidiseid, et teha katseid ja teadusuuringuid. Kui nad peavad sõitma teistesse Kuu piirkondadesse (nt kraatritesse või Kuu jääga aladele), kasutatakse navigatsioonisüsteemidega varustatud Kuu pöörlevat sõidukit. Kui töötatakse laagri lähedal, pöörduvad astronaudid tagasi köögis valmistatud lõunasöögiks. 

 

Igapäevane söömisgraafik võib olla ebakorrapärane, sest jalutuskäigud või liikuruuringud võivad kesta korraga 5-8 tundi. Nad võivad süüa täisväärtuslikku toitu ainult enne ja pärast kosmoselendu. Astronaudid võivad pikkadel kuurännakutel vahepalaks kaasa võtta puuvilju või teraviljapatareid (mida süüakse kohe pärast avamist, et vältida hõljuvate purude tekkimist). Toitlustamine kogu päeva jooksul koosneb värsketest, farmis kasvatatud toodetest ja toidulisanditest. Olemasolev köök võimaldab söögi soojendamist ja valmistamist sarnaselt Maal toimuvale. Kogutud proovid transporditakse laborisse, kus neid analüüsitakse keemilise koostise osas erinevate seadmete, näiteks spektromeetrite abil. Andmed teisendatakse digitaalselt ja saadetakse seejärel Maa peale edasiseks arvutamiseks ja salvestamiseks. Astronaudid kasutavad astronoomia jaoks observatooriumi, kus on mitu võimsat teleskoopi, et uurida peamisi tähti, galaktikaid ja planeete, mida on parem jälgida Kuult. Pärast pikka päeva Kuul naasevad nad laagrisse ja külastavad farmi, et kasvatada taimi õhtusöögiks. Paar tundi pärast õhtusööki veedetakse lõõgastumiseks, tehes vaba aja tegevusi, näiteks mängides kaarte, tehes trenni või suheldes perega.



← Kõik projektid