discovery interactive image

Moon Camp Explorers 2022 – 2023 Project Gallery

In Moon Camp Explorers each team’s mission is to 3D design a complete Moon Camp using Tinkercad. They also have to explain how they will use local resources, protect astronauts from the dangers of space and describe the living and working facilities in their Moon Camp.

Robogrammers

Πειραματικό Δημοτικό Σχολείο Πανεπιστημίου Πατρών Πάτρα-Αχαϊα Greece 12, 11 0 / 2 Greek

External link for 3D Design

1.1 – Project Description

Το δικό μας Moon Camp αποτελείται από 5 διακριτά τμήματα.

Το 1ο τμήμα θα είναι ο χώρος διαβίωσης των αστροναυτών με κοιτώνες, μπάνια, χώρο ψυχαγωγίας με γιγαντοοθόνη και γυμναστήριο και γήπεδο μπάσκετ για προπόνηση και διασκέδαση
Το 2ο τμήμα είναι ο χώρος εστίασης όπου εκεί θα γίνεται η προετοιμασία και το σερβίρισμα του φαγητού
Το 2ο τμήμα θα είναι το θερμοκήπιο όπου εκεί θα καλλιεργούνται φρούτα, λαχανικά, όσπρια και ταυτόχρονα θα υπάρχει ένα εκτροφείο εντόμων για τις πρωτεϊνούχες ανάγκες.
Το 4ο τμήμα θα είναι ο χώρος εργασίας όπου θα πραγματοποιούνται όλα τα πειράματα, οι μετρήσεις και η επικοινωνία με τη γη.
Τέλος το ανοικτό τμήμα αποτελείται από τη βάση προσγείωσης και απογείωσης με έναν πύραυλο, ένα όχημα Rover το οποίο θα αξιοποιηθεί από τους αστροναύτες για μετακινήσεις και εξερεύνηση και μεγάλες κεραίες που θα υποστηρίζουν την επικοινωνία με τη γη.

Τα παραπάνω τμήματα θα ενώνονται μεταξύ τους με κοίλους διάφανους ημικυκλικούς διαδρόμους. Όλες οι κατασκευές θα είναι υπέργειες και διάφανες για να εκμεταλλεύονται το φως και τη θερμότητα των ηλιακών ακτινών και προστατευμένες με τιτάνιο και τεφλόν για να προστατεύουν τους αστροναύτες από την πτώση μετεωριτών και την κοσμική ακτινοβολία. Σε κάθε μία από αυτές θα βρίσκονται ηλιακά πάνελ για να εξασφαλιστεί η απαιτούμενη ενέργεια. Στο 3D σχέδιο υπάρχει σημείωση για κάθε ξεχωριστό τμήμα με αναλυτικές λεπτομέρειες.

1.2 – Why do your astronaut want to go to the Moon and build a Moon Camp?

Η σεληνιακή μας αποικία θα αποτελείται από 6 αστροναύτες (3-3). Ο άρτιος αριθμός μελών βοηθά στη δυναμική και την αποτελεσματικότητα της ομάδας ενώ η ίση κατανομή και από τα δύο φύλα προάγει την αλληλοσυμπλήρωση και την κοινωνικοποίηση.

Η ομάδα θα έχει κυρίως 3 βασικούς στόχους:

Χαρτογράφηση κάθε εκατοστού της σελήνης, ενδελεχής μελέτη της χημικής σύστασής της και των φυσικών φαινομένων που τη διέπουν καθώς και η αλληλεπίδρασή της με γήινα φαινόμενα (παλίρροιες και άλλα).
Διεξαγωγή ενός κοινωνικού πειράματος που θα μελετήσει την σωματική και ψυχοσυναισθηματική επίδραση που θα έχει στους αστροναύτες η ζωή σε ένα περιβάλλον με πολλές αντιξοότητες και αισθητά μικρότερη βαρύτητα (1/6 της Γης).
Προετοιμασία του εδάφους για τη δημιουργία ενός ενδιάμεσου σταθμού επανδρωμένων αποστολών προς τον Άρη.

Με σωστό καταμερισμό εργασιών θα εκτελούνται καθημερινά επιστημονικές δραστηριότητες, πειράματα, συντήρηση και επισκευή της βάσης, καλλιέργεια τροφής και λοιπές δραστηριότητες που απαιτούνται για τη συμβίωση.

2.1.a – Where do you want to build your Moon Camp?

Close to the lunar poles

2.2.b – Why did you choose this location?

Στο Νότιο Πόλο της σελήνης ανάμεσα στον κρατήρα Sackleton και τον κρατήρα Cabeus. Και οι δύο κρατήρες είναι πλούσιοι σε παγωμένο νερό το οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί μετά από φιλτράρισμα για τις ανάγκες της βάσης και των αστροναυτών. Ωστόσο ο κρατήρας Cabeus έχει πολύ μεγάλο βάθος σε σχέση με τον Sackleton, γεγονός που θα δυσκολεύει την εξόρυξη αλλά μπορεί να αξιοποιηθεί σε περίπτωση ανάγκης. Oι κοιλότητες αυτές δεν λαμβάνουν ποτέ άμεσο ηλιακό φως, γνωστές ως μόνιμα σκιασμένες περιοχές, γεγονός που τις καθιστά ικανές να διατηρήσουν το παγωμένο νερό χωρίς αυτό να κινδυνεύει να εξατμιστεί από τις ακτίνες του ήλιου. Αυτό συμβαίνει λόγω της ύπαρξης υψώματος περιμετρικά του κρατήρα το οποίο δημιουργεί φωτοσκιάσεις σε όλη την περιοχή. Έξω από αυτές τις κοιλότητες όμως, οι συνθήκες είναι αρκετά ήπιες. Το φεγγάρι περιστρέφεται σχεδόν κάθετα σε σχέση με το επίπεδο της τροχιάς του γύρω από τον Ήλιο. Έτσι, στους πόλους ο ήλιος δεν δύει ποτέ. Η συνεχής φωτοχυσία στα σημεία αυτά διατηρεί σταθερή τη θερμοκρασία στους -50^ο C. Το γεγονός αυτό θα δώσει τη δυνατότητα στην αποικία μας να παράγει την ενέργεια που χρειάζεται και επιπρόσθετα να καταναλώνει λιγότερη ενέργεια για διατήρηση της θερμοκρασία στο εσωτερικό της βάσης.

2.2 How do you plan to build your Moon Camp? Describe how you can use the Moon’s natural resources, and which materials you would need to bring from Earth.

Αρχικά θα σταλεί ένα διαστημόπλοιο με γεωτρύπανα και ένα μεγάλο 3D εκτυπωτή. Τα γεωτρύπανα θα σκάψουν το χώρο και θα εξάγουν σεληνιακό χώμα το οποίο θα αποτελέσει το βασικό δομικό υλικό της βάσης. Ο 3D εκτυπωτής με την κατάλληλη επεξεργασία θα αξιοποιήσει το σεληνιακό έδαφος για να εκτυπώσει τα πάντα. Από μελέτες έχει προκύψει πως το σεληνιακό έδαφος, ιδιαίτερα στις σεληνιακές πεδιάδες, είναι πλούσιο σε ιλμενίτη (περίπου σε ποσοστό 10%). Ένα πέτρωμα που περιέχει σίδηρο, τιτάνιο και οξυγόνο. Τρία συστατικά πολύ χρήσιμα για τις κατασκευές μας και όχι μόνο. Ιδιαιτέρως το τιτάνιο είναι πολύ χρήσιμο καθώς είναι εξίσου ανθεκτικό με το ατσάλι αλλά έχει το μισό μόνο βάρος και επιπλέον δεν διαβρώνεται. Αυτό θα αποτελέσει το βασικό υλικό προστασίας του περιβλήματος της βάσης. Επίσης θα μεταφέρουμε λίγο χώμα για τα δέντρα του θερμοκηπίου, ενώ τα υπόλοιπα φυτά θα καλλιεργηθούν σε υδροπονική καλλιέργεια. όλοι οι σπόροι θα μεταφερθούν από τη γη. Τεφλόν επίσης θα μεταφερθεί από τη γη για την κάλυψη των κτιρίων και την προστασία των αστροναυτών από την κοσμική ακτινοβολία. Τα θερμαινόμενα γεωτρύπανα θα αξιοποιηθούν αρχικά στον κρατήρα Sackleton για την εξαγωγή νερού. Αφού καλυφθούν οι πρώτες βασικές ανάγκες, τότε οι αστροναύτες θα ασχοληθούν με την κατασκευή του rover και των υπολοίπων αντικειμένων που θα βοηθήσουν στην πιο άνετη διαβίωση ή τη διασκέδαση.

3.1 – How does your Moon Camp protect and provide shelter to your astronauts against the Moon’s harsh environment.

Όλη η αποικία θα είναι καλυμμένη με ημιδιάφανο υλικό το οποίο θα είναι ενισχυμένο με τιτάνιο (από σεληνιακούς πόρους) για να αποκτήσει ένα ανθεκτικό περίβλημα σε περίπτωση πτώσης μετεωριτών. Επίσης όλες οι κατασκευές θα είναι μονωμένες με τεφλον και άλλα σύγχρονα υλικά που παρέχουν προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία. Τέλος όλα τα κτίσματα θα έχουν ημικυκλικό σχήμα που βοηθά στη διατήρηση σταθερής πίεσης του αέρα. Ένας άλλος τρόπο προστασίας θα είναι η δημιουργία ημιυπόγειων χώρων ώστε οι αστροναύτες να μην έρχονται συνεχώς σε επαφή με την ακτινοβολία. Τέλος η συστηματική εναλλαγή των αστροναυτών με καινούριες ομάδες θα μπορούσε να αποτελέσει έναν έμμεσο τρόπο προστασίας ώστε η όποια επιρροή να μην είναι μόνιμη αλλά περιστασιακή.

3.2 – On the Moon, resources are very scarce, but during long Moon missions, astronauts cannot rely on resupply missions from the Earth. Explain how your Moon Camp will provide astronauts with sustainable access to basic needs like water, food, air and power.

Η βασική πηγή ενέργειας της βάσης μας θα είναι η ηλιακή ενέργεια και αυτός είναι ένας από τους δύο βασικότερους λόγους επιλογής της θέσης στον Νότιο πόλο της σελήνης καθώς τα ηλιακά πάνελ θα είναι μόνιμα «εκτεθειμένα» στο ηλιακό φως. Για κάλυψη μεγαλύτερων ενεργειακών αναγκών θα μπορούσε να αξιοποιηθεί το Ήλιον-3 που μεταδίδεται με τους ηλιακούς ανέμους και υπάρχει σε αφθονία. Το πλεονέκτημα παραγωγής ενέργειας από το Ήλιο-3 μετά από σύντηξη είναι ότι δεν υπάρχουν καθόλου ραδιενεργά προϊόντα κατά την αντίδραση που θα μπορούσαν να βλάψουν την υγεία των αστροναυτών. Η τεχνογνωσία υπάρχει στη γη αφού στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison έχουν ήδη πραγματοποιηθεί με επιτυχία πειράματα σύντηξης που συνδυάζει δύο πυρήνες του Ηλίου-3.

Η βάση θα εγκατασταθεί στις όχθες του κρατήρα Sackleton ο οποίος αποκαλείται κρατήρας ωκεανός. Μετά από εξόρυξη με θερμαινόμενα τρυπάνια, θα αφαιρούνται κομμάτια από τον κρατήρα, τα οποία θα επεξεργάζονται ανάλογα και θα απομονώνουν το νερό τους. Επιπρόσθετα, κανένα υγρό δεν θα πηγαίνει χαμένο… Με το εξελιγμένο σύστημα ανακύκλωσης και καθαρισμού του νερού που ήδη διαθέτει ο ISS θα ανακυκλώνουμε το υπάρχων νερό για κάθε χρήση.

Βασική πηγή τροφής θα αποτελέσει το θερμοκήπιο στο οποίο θα καλλιεργούνται όσπρια, φρούτα και λαχανικά. Για τα οπωροφόρα δέντρα θα μεταφέρουμε μια μικρή ποσότητα χώματος από τη γη, το οποίο θα εμπλουτίζεται συνεχώς, ενώ τα υπόλοιπα λαχανικά θα παράγονται με τη μορφή της υδροπονικής καλλιέργεια. Η πρωτεΐνη που θεωρείται επίσης βασική για την φυσιολογική ανάπτυξη του οργανισμού θα παρέχεται από την εκτροφή εντόμων (ακρίδες, κατσαρίδες κ.λ.π.) τα οποία έχει αποδειχθεί επιστημονικά ότι περιέχουν μεγάλες ποσότητες πρωτεΐνης αναλογικά με τη μάζα τους και η εκτροφή τους είναι εύκολη και σχεδόν ανέξοδη. Τέλος συμπληρώματα διατροφής θα υποστηρίζουν τη φυσική λειτουργία του ανθρώπινου σώματος.

Ο αέρας θα δημιουργείται μετά από επεξεργασία του νερού αλλά και του ιλμενίτη όπως προαναφέρθηκε. Βασικό μέλημα θα είναι η διατήρησης της πίεσης σε σταθερά επίπεδα και γι αυτό το λόγο όλα τα κτίσματα είναι ημικυκλικά, χωρίς αιχμές.

4.1 – What would you include in your astronaut training programme, to help prepare the astronauts for a Moon mission?

Ένας αστροναύτης πριν πάει σε μία αποστολή για το φεγγάρι πρέπει να προετοιμαστεί αναλόγως. Έτσι λοιπόν το πρόγραμμα προπόνησης του αστροναύτη μας θα περιλαμβάνει διάφορες δραστηριότητες που θα τον προετοιμάσουν κατάλληλα για την αποστολή του στο φεγγάρι αλλά και πολλές βιολογικές εξετάσεις για να ελεγχθεί ότι βρίσκεται σε άριστη φυσική κατάσταση.

Στην προπόνηση θα περιλαμβάνονται δραστηριότητες με μηδενική βαρύτητα και με ειδικές στολές. Επίσης θα πρέπει να υπάρχει σκληρή γυμναστική και πειθαρχημένη διατροφή. Στο πρόγραμμα γυμναστική θα περιλαμβάνονται και οι κλασικές ασκήσεις ενδυνάμωσης του σώματος. Στην προπόνηση θα υπάρχουν και δραστηριότητες που θα περιέχουν, προπόνηση και διασκέδαση.

Οι ασκήσεις ενδυνάμωσηες της ψυχικής του υγείας είναι εξίσου σημαντικές καθώς θα κληθεί να βιώσει ασυνήθιστες και ακραίες καταστάσεις για τις οποίες απαιτείται ιδιαίτερο ψυχικό σθένος.

Ο αστροναύτης θα πρέπει να μελετά και να εξασκείται ώστε να αποκτήσει γνώσεις αστρονομίας και μηχανικής για να αντιμετωπίζει κάθε πιθανό πρόβλημα. Επίσης πρέπει να ξέρει να πιλοτάρει. Η προπόνηση του αστροναύτη θα γίνεται σε διάφορα μέρη και θα γίνεται για τουλάχιστον δώδεκα μήνες πριν την αποστολή του στο φεγγάρι.