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: Moon Settlers

Tudor Vianu National High School of Computer Science (kansallinen tietotekniikan lukio)  Bukarest    Romania 15

3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Kuuleirimme on suunniteltu ensimmäiseksi ihmisasutukseksi, joka on portti tulevaan Kuun tutkimukseen. Tukikohdan suunnittelu on valittu tieteellisiin tarkoituksiin, eikä siihen ole jätetty paljon tilaa millekään muulle.. Kautta historian kolonisaatio tapahtui kolmessa päävaiheessa. Onneksi ensimmäinen vaihe on jo saatu päätökseen, koska ihmiset ovat jo olleet Satelliitilla. Tukikohtamme on osa toista vaihetta, jossa ihmiset perustivat etuvartioaseman, joka on edelleen hyvin riippuvainen Maasta. Tämän vaiheen aikana on rakennettava tutkimusta ja infrastruktuuria, jotta taivaankappale voidaan valmistella viimeistä vaihetta varten, jossa siirtokunnasta, joka on nyt täysin itsenäinen, tulee riippumaton Maasta. Näimme kaikki nämä vaiheet siirtomaavallan aikakaudella Maassa, kun Euroopan vallat rakensivat koko Uuden maailman samalla tavalla kuin Kuu rakennetaan.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tukikohtamme on Kuun kolonisoinnin toisen vaiheen ensimmäinen askel, joten se on uuden avaruuden tutkimisen ja ihmisen kehityksen aikakauden alku.

Minne haluat rakentaa kuun leirin?

Kun mietimme, missä tukikohtamme pitäisi sijaita, ajattelimme heti paikkaa, jossa on jäävettä lähellä. Tieteellisen tutkimuksemme aikana tulimme siihen tulokseen, että tukikohtamme pitäisi sijaita aivan napakraatterin vieressä. Paras ehdokkaamme on Clavius, yksi suurimmista Maasta näkyvistä kraattereista Kuun eteläisellä pallonpuoliskolla. Koska sen pinnalta on löydetty jäävettä, saattaa olla mahdollista, että vesi on levinnyt koko Kuun pinnalle eikä rajoitu vain kylmiin, varjoisiin paikkoihin. Claviuksen viereen sijoitettuna miehistömme voi testata tätä hypoteesia.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Kuvaile käyttämäsi tekniikat ja materiaalit.

Kuu on Maan ainoa satelliitti. Hankkeemme hyödyntää kaikki sen resurssit ja pitää samalla kustannukset alhaisina ja astronauttien elinolosuhteet hyvinä.

Ensinnäkin kustannusten vähentämiseksi teimme tukikohdastamme modulaarisen, jotta se voidaan rakentaa nopeasti ja se on helposti vaihdettavissa. Kupolimme perustuvat viisikulmioihin, sillä ne on tehty kolmioista, jotka voidaan valmistaa valmiiksi Maassa. Huoneesta toiseen johtavat käytävät on tehty pitkistä metallilevyistä, jotka voidaan myös tuoda Maasta.

Toiseksi, rakentamisen jälkeen tukikohtamme peittyy regoliittikerroksella, joka suojaa koko tukikohtaa säteilyltä ja pieniltä meteoriiteilta. Ulos johtavissa tunneleissa on säteilynestokerros.

Suunnittelussa käytetään mahdollisuuksien mukaan samoja huonekaluja, kun otetaan huomioon hinta-laatusuhde.

Suunnitelmassa on lisäksi yhden metrin korkuinen perustus, joka vakauttaa rakennetta ja suojaa pohjaa mahdollisilta meteoriittitörmäysten aiheuttamilta maanjäristyksiltä.

Rakentaminen tapahtuu yksinomaan robottien avulla, sillä ihmistyövoima on paljon kalliimpaa ja tehottomampaa, joten rakennustyön alkuvaiheessa ihmiset eivät ole edes saapuneet työmaalle.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tukikohtamme on kustannustehokas ja helppo rakentaa, mutta sen laatu on korkea ja rakennusaika lyhyt.

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

Rakentamisen alkuvaiheessa ihmiset eivät vielä edes ole Kuussa, joten loukkaantumisriski rakentamisen aikana on täysin poissuljettu. Koska tukikohta on regoliittikerroksen peittämä, säteily ei ole ongelma tukikohdan sisätiloissa. Tukikohdasta ulos johtavilla käytävillä on säteilysuojakerros, joten ne ovat myös säteilynkestäviä. Regoliittikerros ei ainoastaan suojaa säteilyltä, vaan se suojaa astronautteja myös pieniltä meteoriiteilta, jotka putoavat kuun pinnalle. Suunnitelmassamme on myös miehistön liikkuja, joka suojaa miehistöä ja lyhentää matkoja erilaisten tieteellisten tehtävien aikana. 

Yhteenvetona voidaan todeta, että kaikkien edellä mainittujen syiden vuoksi tukikohtamme on suunniteltu suojaamaan miehistöä kaikilta kuussa esiintyviltä vaaroilta.

Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:
Vesi
Ruoka
Sähkö
Ilma

Veden tuottaminen tukikohdallemme ei ole helppo tehtävä, vaan lähetämme satelliittinavoilla sijaitsevien kraatterien sisältämän jään poistamiseksi kaivoslaitteilla varustetun mönkijän. Käytämme kuumaa ja voimakasta työkalua kuun pinnan kaivamiseen. Sitten jää viedään tukikohtaan, jossa se sulatetaan aurinkoenergian avulla. Kerätty vesi suodatetaan muista hiukkasista, jolloin siitä tulee juomakelpoista. Lisäksi tukikohdassa esiintyy monia kierrätyskelpoisen veden lähteitä, kuten virtsaa ja hygieniavettä. Veden puhdistamiseksi käytämme ensin levälajia. Tämä menetelmä yhdessä NASA:n kehittämän "Forward Osmosis Concentration" -tekniikan kanssa varmistaa, että vesi on jälleen juomakelpoista. Menetelmässä käytetään puoliksi läpäisevää kalvoa, joka erottaa suolaisen veden ja suuret orgaaniset molekyylit juomavedestä.

Jotta saisimme tarvittavat elintarvikevarastot rakentamisen alkuvaiheessa, tukikohtamme tuo lähes kaiken Maasta. Tukikohdassa on ruokakupoli, jossa kasveja kasvatetaan hyllymäisissä olosuhteissa, aivan kuten pystysuorissa tiloissa, jotka alkavat olla suosittuja Maassa energiansäästön ja kustannustehokkuuden vuoksi. Pieniä kasveja korjataan käyttämällä vain tarvittavia aallonpituuksia niiden kasvattamiseen. Lisäksi tämä tapa kasvattaa tuoretta ruokaa helpottaa veden säästämistä ja tuo tuoreutta astronauttien ruokavalioon. Kupoliin tulee myös leväallas, joka tuottaa ruokaa ja happea tukikohdallemme ja varmistaa samalla, ettei hyödyllisiä ravinteita mene hukkaan. Kaikkea ruokaa ei kuitenkaan tuoteta ruokakasvukammiosta, vaan ISS:llä käytettävän kaltaista pakattua ruokaa tuodaan maahan, jotta voidaan varmistaa, että tarvittavat vitamiinit ja kivennäisaineet saadaan.

Jotta saisimme tarvittavan energiamäärän tukikohdan ja sen eri laajennusten käyttövoimaksi, ajattelimme, että helpoin ja halvin tapa on käyttää aurinkoenergiaa yhdessä akkujen kanssa, jolloin tukikohta voi toimia kuun yön aikana. Ottaen huomioon, että aurinkoenergia on ainoa keinomme hankkia energiaa, ajattelimme, että noin 250 aurinkopaneelia, joista 50 on varapaneeleita, riittää tukikohdan virransyöttöön yötä päivää. 100 paneelia riittää ylläpitämään tarvittavan energian päivällä, kun taas loput 100 paneelia täyttävät akkuja tulevaa yötä varten. Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä on mielestämme edullinen tapa pitää leirimme täysin toimintakykyisenä ympäri vuorokauden.

Varmistamme, että ilma on hengitettävissä kahdesta vaiheesta koostuvalla suunnitelmalla. Ensimmäinen vaihe kattaa tukikohtamme alkuvaiheen. Tänä aikana ilma tulee Maasta. Lisäksi toimitetaan myös paineistettua H2:ta tulevia prosesseja varten. Toisessa vaiheessa hyödynnetään Kuun regoliitin 41-45 prosentin O2-pitoisuutta. Yhdistämällä regoliitin sisältämät oksidit Maasta kuljetettuun H2:hen ja lämmittämällä se samalla noin 950 °C:seen saadaan aikaan kemiallinen reaktio, jossa syntyy vettä ja muita metalliseoksia, joita voidaan käyttää rakentamisessa. Lisäksi vesi elektrolysoidaan, jotta saadaan O2 ja H2, jotka lopulta kierrätetään tuottamaan tulevaisuudessa tarvittavaa O2:ta. N2:sta puhuttaessa nykyiset tutkimukset osoittavat, että Kuun maaperän koostumus on vähäinen, minkä vuoksi tukikohtamme on viime kädessä pakko tuoda sitä Maasta.

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

Suunnitteluvalintamme on tehty yksinomaan tieteellisistä syistä, sillä tukikohtaan mahtuu vain neljän hengen miehistö. Tässä rakennuksessa majoittuu vain tiedemiehiä, jotka luovat infrastruktuurin tulevia suurempia tukikohtia varten ja tutkivat kuun kivien koostumusta. Käyttämällä O2:n tuotannosta saatavia metalliseoksia tukikohtamme voi luoda omia materiaalejaan. Jos löydetään alueita, joilla on runsaasti maapallolla harvinaisia mineraaleja, voi olla halvempaa louhia niitä kuussa kulkuneuvojiemme avulla, mikä viime kädessä lisää rahoitusta ja kiinnostusta avaruustutkimusta kohtaan. Koska tukikohtamme on helposti laajennettavissa, siitä voi tulla myös monimutkaisen rakenteen alku, joka pystyy ylläpitämään ihmiselämää muissakin kuin tieteellisissä tarkoituksissa. Matkailu on tähän erittäin hyvä ehdokas, koska sillä tavoin voidaan saada valtavasti rahaa.

Kuvaile Moon Camp -astronauttimiehistönne päivää kuussa.

Tukikohdassamme ollessaan miehistöllä on erittäin tiivis aikataulu, jota heidän on noudatettava pitääkseen tukikohdan toiminnassa. 

Ennen kuin he aloittavat tehtäviensä tekemisen, heillä on ensin aikaa aamurutiineihin (hampaiden harjaus, suihku, vitamiini- ja kivennäisainevalmisteiden ottaminen jne.). Ennen aamiaisen syömistä he harjoittelevat kuntosalilla, jotta alhaisemman painovoiman aiheuttamat luuvauriot jäisivät mahdollisimman vähäisiksi. Aamiainen tarjoillaan keittiökupolissa, jossa on tuoretta ruokaa ja astronauttien ruokaa varastosta.  

Toiseksi on kaksi pääasiallista työjaksoa, toinen ennen lounasta ja toinen lounaan ja päivällisen välissä. Näiden ajanjaksojen aikana miehistömme tekee tukikohdasta käsin kaivostoimintaa, tutkimusta ja kaukaisia tehtäviä. Kallion koostumustutkimuksia tehdään tutkimusmoduulin mikroskoopeilla. Kaukolennot suoritetaan käyttämällä henkilökunnan rovereita, joissa on useita hapen täyttöputkia. Kaivostoiminta kaivosmönkijöillämme tapahtuu tukikohdasta käsin kauko-ohjauksella käyttäen monilla eri antureilla varustettuja erikoismönkijöitä. On tärkeää, että kaivostoiminta ja tehtävät suoritetaan aamulla, koska tehtävät ovat monimutkaisia ja vaativat miehistön täyden huomion ja keskittymisen. 

Lounas tarjoillaan keittiön kupolissa, jonka jälkeen on pieni vapaa-aika. Tehtävät alkavat heti sen jälkeen, ja vuorossa on Roverin huoltoa ja kasvien keräämistä (vain tähän soveltuvat kasvit). Aurinkopaneelit ja vesi- ja happijärjestelmä tarkistetaan myös sen selvittämiseksi, pitäisikö jokin osa poistaa tai vaihtaa. Tämä huoltotarkastus on erittäin tärkeä, jotta varmistetaan, että tukikohta on toimintakunnossa. 

Ennen päivällistä on aikaa treenata kuntosalilla samoista syistä kuin aamulla. Päivällisen jälkeen on vain vapaa-aikaa sekä aikaa perheen kanssa kotonaan. Yhteisessä tilassa on perhepelejä hauskoja iltapäiviä varten, kirjoja lukemista ja opiskelua varten, shakkilauta sekä televisio, jossa on astronautin suosikkiohjelmia ja -elokuvia.  

Lisäksi kerran kuukaudessa tehdään terveystarkastus, jossa seurataan miehistön työkykyä. 

Yhteenvetona voidaan todeta, että miehistömme aikataulut täyttyvät ääriään myöten toiminnoista ja tehtävistä, jotka kattavat kaikki tarvittavat työt tukikohdan ylläpitämiseksi.



← Kaikki hankkeet