moon_camp
vuorovaikutteinen kuva

Moon Camp Explorers 2022 - 2023 Projektigalleria

 

Moon Camp Explorers:ssä jokaisen tiimin tehtävänä on suunnitella 3D-suunnittelulla Tinkercadin avulla täydellinen kuun leiri. Heidän on myös selitettävä, miten he käyttävät paikallisia resursseja, suojelevat astronautteja avaruuden vaaroilta ja kuvaavat kuuleirin asumis- ja työskentelytilat.

Lunar Patrol

Halton District School Board  Calgary-Alberta    Kanada 12   0 / 3 Englanti


Ulkoinen linkki 3D-suunnitteluun


1.1 - Hankkeen kuvaus

Kuuleirimme astronautit pysyvät tehtäviensä tasalla henkilökohtaisten ominaisuuksien avulla, erityisesti miljoonien kilometrien päässä kotoa. Lisäksi käytämme kuun resursseja välttämättömiin tarpeisiin. Niinpä leirimme sijaitsee paikoissa, joista saamme vaivattomasti aurinkoa, vettä ja resursseja. Valitsimme nimen Lunar Patrol, koska Lunar tarkoittaa kuuta ja astronautit aikovat "partioida" kuussa etsien uusia elementtejä. He viipyvät siellä 6 kuukautta, kunnes uusi "partio" saapuu. Tämä on innovatiivinen tapa kuvata uteliaisuuttamme kuun tutkimista kohtaan. Kuuleirillä on kerrallaan 16 astronauttia, 4 kutakin neljää erikoisalaa varten. Kokeet, joita tehdään, liittyvät hydro- ja aeroponiikkaan ruoan kasvattamiseksi ja elektrolyysiin hapen altistamiseksi. 

Kuupartiossa on tukikohtia asumista varten, ja loput ovat työtä tai tutkimusta varten, kuten laboratorio, observatorio, lääkintä ja maatilat. Lisäksi on autotalli isoa kuorma-autoa ja rovereita varten, rovereita käytetään tutkimukseen ja isoa kuorma-autoa hätäevakuoinnin ja suurten tavaroiden kuljetuksen varalta. Autotalli on yhdistetty varastohuoneeseen tavaroita varten, joita saatamme tarvita tai jotka saattavat loppua kesken, puolen vuoden välein varastohuoneeseen toimitetaan tavaraa, kun uusi partio saapuu. Tärkeää on, että olemme varanneet viestintähuoneen, jotta voimme pitää yhteyttä ihmisiin Maassa. Olemme lisänneet jokaiseen huoneeseen johtoja teknologista varmuuskopiointia varten, ja lisäksi on hätähuone lyhytaikaisia hätätilanteita varten.

1.2 - Miksi astronauttisi haluavat mennä Kuuhun ja rakentaa kuuleirin?

Kuu on Maata lähin taivaankappale, jota voidaan käyttää avaruustutkimuksen koekenttänä. Astronauttimme ovat edelläkävijöitä kestävän ihmisleirin rakentamisessa. Heidän tutkimuksensa viljelykasvien kasvattamisesta kuussa on vastaus pitkien matkojen ravintolisään. Kuuleirin rakentaminen on ensimmäinen askel kohti avaruusasutusta, joka auttaa ihmiskuntaa matkustamaan aurinkokuntamme ulkopuolelle.

2.1.a - Mihin haluat rakentaa kuun leirin?

Leirimme sijaitsee Kuun etelänavalla. Läheinen kraatteri, Shackleton-kraatteri, toimii laskeutumispaikkana.

2.2.b - Miksi valitsitte tämän paikan?

Tässä kohdassa on yhtenäinen pinta-ala. Sen pysyvästi varjostetuilla alueilla on huomattavia vesijääjääjäämiä, jotka on otettava talteen ja käytettävä Kuun asuttamiseen. Shackletonin kraatterissa on alueita, jotka saavat lähes jatkuvasti auringonvaloa, sekä alueita, jotka ovat pysyvästi varjossa. Tämä osoittaa tasapainopistettä, jossa molemmat kohtaavat ja pitävät yllä täydellisiä valaistusolosuhteita. Kuun tutkimisen kannalta kraatteri on suuri, halkaisijaltaan noin 21 kilometriä ja syvyydeltään 4 kilometriä, ja se sisältää mielenkiintoisia geologisia piirteitä, kuten kohoavan reunan ja terassimaiset seinämät.

2.2 Miten aiot rakentaa kuun leirin? Kuvaile, miten voit käyttää Kuun luonnonvaroja ja mitä materiaaleja sinun pitäisi tuoda Maasta.

Osa rakennusten osista 3D-tulostetaan, kuten bunkkerin klassiset osat ja aurinkopaneelit, Blue Originin mukaan aurinkopaneelit voidaan valmistaa kuussa, ja toiset osat, kuten minivarastot. Kuun maaperää, johon on sekoitettu ihmisen virtsasta peräisin olevaa ureaa, sideainetta, hyödynnetään 3D-tulostuksessa. Muut osat, kuten 3D-tulostimet, kokeet ja huonekalut, tuodaan Maasta, vaikka näin ei tule tapahtumaan kovin usein.

3.1 - Miten kuuleirinne suojaa ja tarjoaa astronauteille suojan Kuun ankaraa ympäristöä vastaan.

 Suojaus
Whipple-kilven käyttö kuussa on eräänlainen suojaus, jota käytetään avaruusaluksissa suojaamaan niitä avaruusromulta ja mikrometeoriiteilta. Se koostuu kahdesta ohuesta metallikerroksesta, jotka on erotettu toisistaan Kevlar-kerroksella tai muulla lujalla materiaalilla. Toteuttaisimme tämän rakettimme ja kuuleirimme ympärille suojatakseen sitä vaurioilta. Meillä on myös hätätila siltä varalta, että jokin menee pieleen. Siellä on sänkyjä, ruokaa, vettä ja viihdettä. Se on maan alla. Hätätilassa on myös 3D-tulostin, lautasia ja astioita. Siellä on monia varavirtaliittimiä ja asema elektrolyysiä varten. 

3.2 - Kuussa resurssit ovat hyvin niukat, mutta pitkien kuunmatkojen aikana astronautit eivät voi luottaa Maasta tuleviin täydennyslentoihin. Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille kestävän pääsyn perustarpeisiin, kuten veteen, ruokaan, ilmaan ja sähköön.

Vesi

Käytämme suurta kuorma-autoamme eli "Lunar Mobilea" jään kuljettamiseen puhdistamoon. Kun vesi on käsitelty hyytymiskemikaaleilla, se menee säiliöön, jossa on jättimäiset melat. Nämä sekoittavat kemikaalit ja veden keskenään ja mahdollistavat mikrohiukkasten muodostumisen suuremmiksi kappaleiksi, jotka todennäköisesti tarttuvat toisiinsa, jolloin vedenkäsittelyn saostusprosessi tehostuu. Tätä vettä käytetään juomavetenä, uimiseen/suihkuun, käymälöissä, kasveissa ja ruoanlaittoon.

2. Ruoka
Kuu on ankara ympäristö, jossa vallitsevat äärimmäiset lämpötilat, säteily ja ilmakehän puute. Siksi Lunar Patrol on päättänyt luoda kuuhun kasvihuoneita. Ne voidaan suunnitella niin, että ne suojaavat kasveja säteilyltä, säätelevät lämpötilaa ja kosteutta ja tarjoavat kasvulle tarvittavat ravinteet. Maasta valmiiksi pakattujen pakastekuivattujen elintarvikkeiden ohella kasvihuoneet ja vesiviljelymenetelmät tarjoavat astronauteille tuoretta ruokaa. Hydroponiikka on menetelmä, jossa kasveja kasvatetaan ilman multaa. Sen sijaan kasvit kasvatetaan ravinteikkaassa vesiliuoksessa, jolloin ne saavat kaikki tarvitsemansa ravinteet suoraan vedestä. 

3. Teho
Aurinkoenergian tuotanto on reitti, jonka olemme valmiita valitsemaan! Aurinkoenergian tuottaminen Kuussa edellyttää aurinkosähköpaneelien käyttöä auringonvalon muuntamiseksi sähköksi. Paneelit sijoitetaan Kuun pinnalle ja suunnataan aurinkoa kohti, jotta ne altistuisivat mahdollisimman paljon auringonvalolle. Paneelit imevät sitten auringonvaloa ja muuttavat sen tasavirtasähköksi. Tasasähkö lähetetään sitten invertteriin, joka muuttaa sen vaihtosähköksi. Näin voidaan tuottaa sähköä ja muita voimanlähteitä koko kuuleirille.

4. Ilma
Riippumatta happisäiliöistä, jotka ovat pakollisia tällaisissa tehtävissä, meidän innovatiivinen tapamme on elektrolyysi. Siinä käytetään sähkövirtaa veden jakamiseen kahdeksi alkuaineeksi, vedyksi ja hapeksi. Kuussa on runsaasti vesijääkerrostumia ikiroudan muodossa kuun navoilla, jotka ovat Lunar Patrol -ryhmän ensisijainen tutkimuskohde. Voimme käyttää vetyä polttoaineena ja hapen (02) osaa hengittämiseen. Ilmakehän puuttuminen ja lämpötilan vaihtelut tuovat haasteita. Tämä on kuitenkin tilaisuus esitellä osaamistamme ja teknologiaamme.

4.1 - Mitä sisältyisi astronauttien koulutusohjelmaan, joka auttaisi astronautteja valmistautumaan Kuun matkaan?

Kuuhun lähetetään neljä eri astronauttiammattia, kuten insinöörit, kasvitieteilijät, lääkärit ja tähtitieteilijät. Kukin ammattihenkilö suuntaa leirissä sijaitsevaan eri tukikohtaan päivittäistä työtään varten. Ensimmäisessä tehtävässä kokeillaan laajasti elektrolyysiä, aeroponista ja hydroponista. Astronautit saavat tehtäväkohtaista koulutusta, jossa he oppivat kasvattamaan ruokaa hydroponiikan avulla. Heille annetaan myös yleistä koulutusta, kuten kunnossa pysymistä matalassa painovoimassa, sairauksien hoitoa, hätätoimenpiteitä ja vianetsintää kaikissa laitteissa.

Astronautit noudattavat UTC-aikaa (Coordinated Universal Time), mutta heidän on seurattava myös monia muita aikavyöhykkeitä. He heräävät aamulla kello 8.00. Näemme nopeasti, miten nämä toimivat. Tarvittaessa tehdään improvisointia. Observatoriota voidaan käyttää koko päivän tähtitieteellisiin havaintoihin kuusta. Kuvia lähetetään Maahan ESA:n kautta. Kasvitieteilijät työskentelevät viljelytekniikoiden parissa. Insinöörit jatkavat kuuleirin vahvistamista kuun resursseilla ja muutamilla Maasta tuoduilla materiaaleilla. Yksi astronautti kustakin ammattikunnasta tulee olemaan viestintähuoneessa päivittäin pitämässä yhteyttä Maahan. Astronautit pitävät yhteyttä kolmeen muuhun oman ammattinsa astronauttiin ja lähettävät raportteja Maahan. Myöhemmin päivällä astronautit saavat vapaata aikaa ottaa yhteyttä perheeseen ja ystäviin ja viettää vapaa-aikaa kotitukikohdassaan, joka koostuu olohuoneesta, pesuhuoneesta, keittiöstä ja makuuhuoneesta. Leirillä on maanalainen ensiapu. 

Muut hankkeet: