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: Fly Me To The Moon

Stefan Żeromski Keskkool  Ełk    Poola 17-18-aastased

3D-projekti väline vaataja

Projekti kirjeldus

[42]

Kirjeldage oma Moon Campi projekti.

Me soovime, et meie baas koosneks kolmest moodulist, millele pääsevad ligi peamoodulist hargnevad koridorid. Lisaks sellele plaanime ehitada garaaži roomikute jaoks, mida kasutatakse meie baasi regoliitkatte loomiseks. Muud seadmed, mis asuvad väljaspool varjualust, on päikesepaneelid ja DC-AC muundur, kuna päikesepaneelid toodavad alalisvoolu, samas kui kõik meie baasi seadmed peavad saama toite alternatiivvoolust. Peamoodul saab olema mitmeotstarbeline - astronaudid hakkavad seal magama, sööma, treenima, hoolitsema oma sanitaartingimuste eest ja puhkama. Ülejäänud moodulid teenivad erinevaid eesmärke. Üks neist saab olema laoruum, kus hoitakse anorgaanilisi jäätmeid. Teine saab olema koht taimekasvatuseks. Viimane saab olema teadusuuringute läbiviimise koht ja sisaldab järelevalvesüsteeme.

Kuhu sa tahad ehitada oma kuulaagri?

Meie baas asuks Kuu lõunapoolusel - täpsemalt Shackletoni kraatri serval. Peaaegu pidev päikesevalgus annaks päikeseenergiat, mida koguksid päikesepaneelid. Selle piirkonna kraatrite sisemused on külmad lõksud, mis sisaldavad vesiniku, veejää ja muude lenduvate ainete fossiilseid varemeid, mis loob võimaluse nende väärtuslike ressursside hankimiseks. Vee saamiseks võiks kasutada veejää lähedust baasi ümbritsevates püsivalt varjatud piirkondades. Selle asukoha valik oleks leevenduseks ülejäänud Kuu äärmuslikele kuumuse ja külma ekstreemsustele.

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

2013. aastal tõestas ESA, et 3D-printimine Kuu materjalist on põhimõtteliselt teostatav. Meie meeskond otsustas seda ideed proovida. Meie baasi 3D-printimise ajaks elaksid astronaudid elamiskapslis. Konstruktsioon koosneks neljast omavahel ühendatud täispuhutavast tellingust, mis oleks meie baasi kujul üles puhutud. Neli 3D-printeri robotit koguksid regoliiti ja kataksid ehitise sellega. Vahepeal hakkaks viies robot ehitama garaaži, kus hoiustada rovereid. Enamik meie baasis leiduvatest esemetest oleks 3D-trükitud, sest suurte materjalikoguste transportimine Maalt ei ole majanduslikult tasuv. Uurisime ka kõige kergemaid ja samas kõige tugevamaid materjale ning otsustasime, et grafeen on just see, mida me otsime. See on 95% tihedusega terasest ja umbes 10 korda tugevam. Lõpuks otsustas meie meeskond, et grafeen on meie peamine 3D-trükimaterjal.

Vesi
Toiduained
Elekter
Air

Kuu vesi on olemas ainult jää kujul. Meie meeskonna idee selle saamiseks on eraldada jää, sulatada ja puhastada see. Seejärel teeksime katse, et teha kindlaks, kas see on joogikõlblik. Teine asi, mida me peame oluliseks, on veevarude taastamine. Meie meeskond tahab kasutada tõestatud kvaliteediga lahendust, milleks on MSFC-s välja töötatud vee taaskasutussüsteem. See võtab vett tagasi uriinist, suuhügieenist ja kätepesust ning õhuniiskuse kondenseerimisest. Kogutud vesi jaotatakse torustike kaudu kõikidesse moodulitesse.

Suurem osa toiduvarustusest tuuakse Maalt. Loomulikult peaks see eelnevalt läbima lüofiliseerimise ja termilise stabiliseerimise protsessid. Astronaudid peaksid oma sööki ainult soojendama, kas sooja vee või toidutoojendajaga. Üks baasi moodul on mõeldud taimekasvatuseks. Missiooni algfaasis kasutatakse seda peamiselt hapnikku rohkesti tootvate taimede kasvatamiseks, kuid tagantjärele on kavas luua söödavate taimede kasvatamine. Värsketest toodetest valmistatud toidud tõstavad meeskonna moraali ja loovad koduse õhkkonna. Värskete toitude valmistamine oleks võimalik, kasutades madalama gravitatsioonitaseme jaoks mõeldud ahju. See ei kasuta mitte ainult konvektsiooni, vaid ka ahju metallseinte juhtivust, mis soojendab sees olevat õhku.

Meie meeskond leppis kokku, et parim lahendus Kuu baasi varustamiseks energiaga, eriti arvestades asjaolu, et meie baas asub piirkonnas, kus on peaaegu pidev päikesevalgus. Meie varjualune on koormatud seadmetega, mis vajavad korralikuks tööks tohutult energiat. Meie arvutuste kohaselt piisab kolmest päikesepaneelist - igaüks 4,8kWp võimsusega -, et varustada kogu baasi piisava elektrienergiaga. Me peame ehitama ka alalisvoolu ja vahelduvvoolu muunduri, kuna päikesepaneelid toodavad alalisvoolu, samas kui kõik meie baasis olevad seadmed peavad saama toite alternatiivvoolust.

Nagu eespool mainitud, kasutatakse taimede moodulit missiooni varajases etapis peamiselt hapnikku tootvate taimede kasvatamiseks. Otsisime võimalikult palju hapnikku tootvaid taimi ja meie valik oli spirulina. See on äärmiselt tõhus - 8m^2 sellest taimest piisab ühe inimese hapnikuga varustamiseks. Meie baas on mõeldud kolmele või neljale astronautile, seega piisab 32m^2 kogu meeskonna hapnikuga varustamiseks. Kogutud hapnik kombineeritakse lämmastikuga Maa õhust saadavale hapnikule vastavates proportsioonides ja jaotatakse torustike kaudu kõikide moodulite vahel.

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.

Kuu turvaliseks asustamiseks tuleb lahendada suur hulk takistusi. Kõige ohtlikumad tegurid Kuu keskkonnas on Kuu tolm, kiirgus, temperatuurikõikumised ja meteoroidid. Meie baas on kaetud regoliitkihiga. Koorik on kerge ja samas uskumatult tugev. Sees olles on astronaudid kaitstud meteoriitide, kiirguse ja kõrge temperatuuri kõikumise eest. Kahjuks ei ole selle missiooni puhul võimalik suurema osa ajast baasi sees veeta. Seetõttu mõtlesime välja mõned ideed, mis kaitseksid astronaute väljaspool varjendit. Et vältida kuutolmu saastumist baasi, paigaldaksime kõikidesse sissepääsudesse õhulukud. Baasi tagasi sisenevate astronautide kosmoseriided tuleks jätta õhulukkude sisse. Kosmose jalutuskäikude aeg oleks piiratud, kuna need on halvasti kaitstud nii kiirguse kui ka temperatuuri eest. Aja jooksul paraneb kosmoseriietuse kvaliteet ja meeskond veedab rohkem aega õues.

Kirjeldage oma Kuu laagri astronaudi meeskonna päeva Kuu peal.

Meie meeskonna poolt kirjeldatud päev on seatud meie missiooni kaugeleulatuvasse etappi. Astronautide meeskonnal on juba õnnestunud edukalt kasvatada söödavaid taimi hüdropoonikasüsteemi abil. Nüüdseks on paigaldatud ka kõik varjualuse moodulid koos päikesepaneelide ja garaažiga. Hea päev algab maitsva hommikusöögiga ja sama kehtib ka meie meeskonna kohta. Üks astronaut valmistab singi ja juustu võileibu, millele on lisatud taimekasvatuskambrist korjatud värsket salatit. Samal ajal kontrollib ülejäänud meeskond elutähtsaid süsteeme ja koristab baasi. Seejärel kogunevad nad peamoodulisse, et ühiselt süüa. Pärast söömist on neil vaba aega lõõgastumiseks. Meie baas pakub mitmesuguseid vahendeid lõõgastumiseks, näiteks e-raamatuid, filmide vaatamist, tipptasemel tehnoloogia abil toiduvalmistamist ja isegi videomängude mängimist. Kuu gravitatsioonikiirendus on umbes kuus korda väiksem kui Maal, seega peavad astronaudid amüotroofia vältimiseks trenni tegema. Meeskonnale on ette nähtud kolme tüüpi treeningseadmed: jooksulint, statsionaarne jalgratas ja treeningpink koos hantlitega. Pärast mõningast tuulest puhkamist teeb meeskond nüüd 2,5 tundi harjutusi. Pärast intensiivset treeningut suunduvad astronaudid oma hügieeni eest hoolitsema. Seejärel jaguneb meeskond kahte rühma. Kaks astronauti valmistuvad kosmoserännakuks - nad panevad kosmoseriided selga ja lahkuvad baasist läbi pealuugi. Nende eesmärk on koguda proove mineraalidest, mida saaks kasutada uute elanike jaoks ulatusliku asula ehitamiseks. Neid saadavad kaks proovide kaevamise ja ladustamise roverit. Nende kosmoserännak kestab umbes 4 tundi. Pärast töö lõpetamist pöörduvad nad tagasi baasi õhulukku ja võtavad oma kosmoseriietuse seljast, et mitte saastata varjualuse sisemust kuutolmuga. Seejärel viivad nad kogutud proovid laborisse ja ühinevad ülejäänud meeskonnaga. Samal ajal projekteerivad baasi jäänud astronaudid sõiduki, mis võimaldaks kogu meeskonnal läbida pikki vahemaid. Varsti kogunevad nad, et valmistada õhtusööki, milleks on ahjukana ja seda süüa. Kogu päeva jooksul suupistavad nad puuvilju, želeesid ja šokolaaditahvleid. Õhtu kulub astronautide eluparameetrite kontrollimisele ja online-kommunikatsioonide kaudu sugulastega suhtlemisele. Pärast väsitavat, kuid uimastavat päeva läheb meeskond magama.



← Kõik projektid