moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleria 2020-2021

Moon Camp Pioneers:ssä jokaisen tiimin tehtävänä on 3D-suunnitella täydellinen kuun leiri Fusion 360:n avulla. Heidän on myös selitettävä, miten he käyttävät paikallisia resursseja, suojaavat astronautteja avaruuden vaaroilta ja kuvaavat asumis- ja työskentelytilat.

Joukkue: Space Hive

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Puola 16, 15

3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Tukikohtamme on perusta todelliselle itsekantavalle siirtokunnalle kuussa. Sen suunnittelussa keskityimme jokaisen elementin mahdollisimman suureen omavaraisuuteen ja toiminnallisuuteen, mutta muistimme samalla tärkeimmän eli siinä oleskelevien astronauttien mukavuuden. Lisäominaisuuksien, kuten keinotekoisesti ohjatun päivä- ja yösyklin tai kasvien läsnäolon huoneissa, pitäisi vähentää astronauttien stressiä ja huolehtia heidän mielenterveydestään. Tukikohta on suunniteltu vähintään neljälle hengelle, mutta suuremmalla määrällä neljän hengen asumismoduuleihin jakaminen voi edistää pienten yhteisöjen muodostumista, mikä helpottaa työskentelyä ja tehtävien jakamista. Sekä tukikohdan sijainti että varustus mahdollistavat lukuisten kokeiden suorittamisen ja tilojen tehokkaan laajentamisen.

Minne haluat rakentaa kuun leirin?

Olemme päättäneet rakentaa kuutukikohdan kuun etelänavalle, Shackletonin kraatterin reunalle. Parhaiden tietojemme mukaan siellä on vesijäätä ja muita haihtuvia aineita. Veden mahdollinen läsnäolo ratkaisisi sen hankkimisen ongelman eikä vaatisi sen kallista toimittamista Maasta. Tukikohdan sijoittaminen sen reunalle yksinkertaistaisi myös huomattavasti tukikohdan sähköistämistä. Kraatterin reunalla aurinkoenergiaa tulee lähes jatkuvasti, joten aurinkoenergiaa voitaisiin muuntaa käytännössä jatkuvasti sähköenergiaksi aurinkopaneelien avulla. Se tarkoittaa myös sitä, että lämpötilan vaihtelu on vähäisempää,mikä voi olla vaarallista lämpölaajenemiselle alttiille komponenteille. Alueen topografisten karttojen mukaan sen kaltevuus on noin 6-7 astetta, mikä näkyy mallissamme.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Kuvaile käyttämäsi tekniikat ja materiaalit.

Ensin paikalle lähetetään tiedustelukulkija. Kun se on löytänyt sopivan paikan, se valmistelee tasaisen alueen, jolle Workshop-osa, jonka sisällä on Rover, aurinkopaneelit ja 3D-tulostimet, laskeutuu. Mönkijät olisivat autonomisia, mutta Maan ja Kuun välisen viestinnän viive on riittävän lyhyt, jotta ihminen voi tehokkaasti ohjata mönkijää ongelmatilanteissa. Aluksi työpaja toimii tukikohtana, jossa on akut ja jossa voidaan valmistaa varaosia roboteille. Tukikohdan katto, seinät ja suurin osa kalusteista on tarkoitus tulostaa 3D-tulostamalla kuubetonia, jonka pääkomponentti on kuun regoliittia, joka on Kuun pinnalla runsaasti esiintyvä luonnonvara. Tukikohta muodostuu kuusikulmaisista huoneista, jotta materiaalin käyttö olisi mahdollisimman tehokasta ja jotta sitä olisi helppo laajentaa. Huoneiden sisätilat päällystettäisiin synteettisellä kumikerroksella, jolloin ne voitaisiin täyttää ilmakehällä. Sisällä olevan ilman paine riittäisi kantamaan noin 4 metriä paksun regoliittisäteilysuojan painon. Jotta minimoitaisiin pölyn määrä, jonka asukkaat saattavat tuoda tukikohdan sisälle, avaruuspuvut eivät koskaan menisi suoraan tukikohtaan, vaan miehistö pääsisi niihin selässä olevien luukkujen kautta. Kun painatusprosessi on valmis, muut tarvittavat varusteet voidaan tuoda Maasta yhdessä saapuvien astronauttien kanssa ja asentaa Kuun pinnalle.

Kuun ympäristö on astronauteille hyvin vaarallinen. Selitä, miten Kuuleirinne suojelee heitä.

Kuun ympäristö on hyvin vaarallinen, joten yksi tärkeimmistä tavoitteistamme on varmistaa tukikohdassa olevien astronauttien täysi turvallisuus. Yksi suurimmista vaaroista, joka ihmisiä odottaa Kuussa, on kosminen säteily, joka on jopa 200 kertaa voimakkaampaa kuin Maassa. On kuitenkin todistettu, että suurten kraatterien lähellä säteily on vähäisempää, joten tukikohtamme sijainti Shackleton-kraatterissa ratkaisee osittain tämän ongelman. Lisäsuojaa tarjoavat myös tukikohdan seinät, jotka ovat noin 4 metriä paksut ja jotka on tehty kuun maaperästä. Nämä seinät suojaavat myös mikrometeoriiteilta ja kuun äärimmäisen alhaisilta lämpötiloilta.

Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:
Vesi
Ruoka
Sähkö
Ilma

ISS:llä on 2000 litran vesisäiliö kuuden hengen miehistölle. Tukikohdassamme käytetään kuitenkin vettä myös kasvien, eläinten ja mikrobien viljelyyn sekä veden elektrolyysiin. Tämän tarpeen tyydyttämiseksi tukikohdassamme on noin 30 000 litran enimmäisvesivarastointikapasiteetti - tämä helpottaa myös tukikohdan laajentamista edelleen. Astronautit tuovat jonkin verran vettä mukanaan, mutta suurin osa vedestä hankitaan kulkuneuvoilla läheisistä haihtuvista esiintymistä Shackletonin kraatterissa. Ilmanpuhdistusyksikkö ottaa hengitetyn veden talteen ja palauttaa sen takaisin vesivarastoon. Virtsa suodatetaan ja palautetaan takaisin säiliöihin. Kaikki biojäte kierrätetään ja käytetään mahdollisuuksien mukaan kasvien lannoitteena ja eläinten tai mikrobien ravintona.

Vesiviljelyllä on keskeinen rooli aseman ruoan hankinnassa. Vesiviljelypuutarhoissa käytetään valittuja valon aallonpituuksia (eli pääasiassa punaista valoa) käyttäviä LED-valoja energianhukan minimoimiseksi. Jokaisella kuuhun menevällä henkilöllä on ennalta määrätty, yksilöllinen ruokavalio, joka kattaa hänen kokonaiskalorintarpeensa sekä makro- ja mikroelementit. Näiden tietojen perusteella voidaan suunnitella etukäteen viljeltävien kasvien osuudet. Lisäksi aiomme hankkia proteiinia niin sanotun viljellyn lihan muodossa. Tämä tekniikka on yhä kehittyneempää, joten haluaisimme käyttää sitä tukikohdassamme. Aluksi kantasoluvarasto tuotaisiin Maasta, mutta ajan mittaan, kun eläinten kasvatus tukikohdassa on hallussa, solut otettaisiin suoraan niistä. Tarjoamalla astronauttien käyttöön terveellisiä aterioita, jotka muistuttavat mahdollisimman paljon Maassa syötäviä aterioita, huolehdimme sekä heidän fyysisestä että henkisestä terveydestään.

Koska tukikohtamme sijaitsee Shackletonin reunan osassa, joka on "ikuisen valon huippu", se saa lähes jatkuvasti auringon säteilyä. Tämän seurauksena se pystyy ylläpitämään itseään suurimman osan ajasta pelkästään aurinkoenergialla. Energian varastointi on kuitenkin ratkaisevan tärkeää, kun tarvitaan paljon energiaa kuluttavia toimintoja, kuten veden elektrolyysia tai metallien jalostusta paikan päällä, ja myös yöt voivat kestää jopa seitsemän maanpäällistä vuorokautta. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tukikohdassa on useita energian varastointiratkaisuja. Aluksi tukikohdassa käytetään kevyitä litiumioniakkuja ja maapallolta lähetettäviä aurinkopaneeleita, ja myöhemmin sitä laajennetaan paikan päällä rakennettavilla aurinkopaneeleilla ja nestemäisen metallin akuilla. Jos akkujen rakentaminen osoittautuu mahdottomaksi, tukikohtaan saatetaan asentaa suuria vauhtipyöriä, jotka on valmistettu puristetusta regoliitista ja jotka on ripustettu pyörimään maglevin avulla (ilmakehän puute ja alhainen painovoima tekevät niiden käytöstä paljon helpompaa kuin Maassa).

Happea saadaan useista eri prosesseista. Sitä saadaan hydroponisissa puutarhoissa tapahtuvasta fotosynteesistä ja sivutuotteena metallioksidien jalostuksesta elektrolyysin avulla. Happea voidaan saada myös veden elektrolyysistä, mutta ilman hapetinainetta tuotettu vety olisi polttoaineena hyödytön. Koska hiili on rajallinen resurssi Kuussa, yritämme kierrättää mahdollisimman paljon hiilidioksidia fotosynteesin avulla. Inertit kaasut, kuten typpi ja argon, eivät käy läpi mitään reaktioita, joten niitä voidaan käyttää loputtomiin edellyttäen, ettei vuotoja tapahdu. Hengityksen tuottama vesihöyry otetaan talteen ja palautetaan takaisin vesivarastoon.
Hätätilanteessa happikynttilöitä voidaan käyttää nopean ja luotettavan hengitysilman lähteen tarjoamiseen.

Selitä, mikä olisi kuuleirisi päätarkoitus (esimerkiksi kaupalliset, tieteelliset ja/tai matkailutarkoitukset).

Ensimmäiset tukikohtaamme lähetetyt astronauttiryhmät pyrkivät tutustumaan kuun ympäristöön ja tekemään tarpeellisimmat tieteelliset kokeet. Tärkeässä asemassa tutkimuksessa on ihmisten ja eläinten reaktioiden tutkiminen pitkäkestoiseen oleskeluun kuussa sekä maatalousteknologian, televiestinnän ja energiantuotannon parantaminen, jota voidaan myöhemmin hyödyntää Maassa. Tukikohta toimii toivottavasti myös planeettojen välisenä solmukohtana, joka pystyy toimittamaan Marsiin matkustaville aluksille ruokaa ja polttoainetta. Tulevaisuudessa sieltä voitaisiin saada halvempaa materiaalia suurten avaruuslaitosten ja -alusten rakentamiseen, koska painovoima on pienempi. Tukikohtamme joustavuus antaa myös mahdollisuuden laajentaa tukikohtaa ja poiketa sen alkuperäisistä tavoitteista keskittymällä kaupallisiin mahdollisuuksiin, matkailuun tai suurten siirtokuntien kehittämiseen.

Kuvaile Moon Camp -astronauttimiehistönne päivää kuussa.

Avaruustukikohtaamme suunnitellessamme totesimme, että tehokkain työjärjestelmä olisi jokaisen astronautin päivittäisen aikataulun mukauttaminen. Tämä helpottaa erikoistehtävien suorittamista ja mahdollistaa sen, että vähintään kaksi ihmistä pysyy hereillä, vaikka miehistö olisi pieni. Kunkin päivän suunnitelmat lähetetään aluksi Maan valvontakeskuksesta, ja tukikohdan kehittyessä yksittäiset miehistön jäsenet vastaavat niiden tekemisestä muulle ryhmälle.

Päivän alussa, kun astronautit ovat valmistautuneet työhönsä, he käyvät tarkistamassa viimeisimmät tiedot näytöltä, joka samalla kertoo heille heidän nykyisistä tehtävistään, jotka on räätälöity heidän erikoisalansa mukaan. Joidenkin tehtävänä on tehdä tutkimusta, kokeita ja laboratoriotyötä, toiset huolehtivat eläinten hoidosta ja kasvien viljelystä, kun taas toiset valvovat tukikohdan moduulien toimintaa, korjaavat nykyisiä vaurioita ja ylläpitävät Roverien teknistä kuntoa.

Kun astronautit ovat käyneet läpi aikataulunsa, he suuntaavat yhteisöhuoneeseen syömään henkilökohtaisen aterian - kuten kaikki muutkin ateriat, aamiaisen.

Sen jälkeen astronautit tarttuvat heille annettuihin tehtäviin. Kun astronautit ovat suorittaneet ensimmäiset tehtävänsä, he menevät lääkintähuoneen yhteydessä olevaan kuntosaliin, jossa heille esitellään heidän henkilökohtainen harjoitussuunnitelmansa kuluvaa päivää varten. Harjoittelun jälkeen astronautit suuntaavat jälleen yhteiseen huoneeseen, jossa he saavat toisen ateriansa. On erittäin tärkeää suunnitella päivä niin, että astronauttien ateria-ajat ovat mahdollisimman pitkälti päällekkäin, toki jotkut syövät lounaan ja toiset päivällisen. Tarkoituksena on kuitenkin varmistaa inhimillinen kontakti ja rakentaa yhteenkuuluvuuden tunnetta astronauttien välille.

Lounaan jälkeen astronauteilla on vapaa-aikaa, jos tilanne sen sallii. He voivat viihdyttää itseään videopelien, virtuaalitodellisuuden, kirjojen tai musiikin parissa. He voivat myös soittaa perheelleen tai viettää aikaa muiden astronauttien tai eläinten kanssa. Sitten he palaavat tehtäviinsä joksikin aikaa iltaan asti. Päivän päätteeksi he menevät päivälliselle ja makuuhuoneisiinsa. Tältä näyttää tavallinen, rauhallinen päivä kuutukikohdassamme.



← Kaikki hankkeet