moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleria 2021-2022

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.

Team: Lunastro 11

Albert-Einstein-Gymnasium  Berliini    Saksa 16   6 / 2


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Kuussa lähellä pohjoisnapaa asumme lasikupolissa, joka on kuun kraatterin sisällä lähellä pohjoisnapaa. Kraatterin halkaisijan pitäisi olla noin 50 metriä. Tuohon kupoliin rakennamme alustan istutuksia varten ja akvaariojärjestelmän, jossa akvaario ulottuu asuinalueelle ja aiheuttaa harmonisen ilmakehän. Koko sisätila täytetään hengitettävällä ilmalla. Kupolista lähtee yksi tunneli kohti nestepeiliteleskooppia maailmankaikkeuden tieteellistä tutkimista varten ja toinen johtaa talousalueellemme, josta viemme helium-3:a Maahan. Kuukraatterin pohjalla on asuinalueemme enintään 8 hengelle. Siellä meillä on makuuhuoneet, joissa on väliseinät, jolloin voimme päättää, haluammeko nukkua rauhassa vai lähellä olevien seuralaisiemme kanssa, sekä suuret kylpyhuoneet hygieniasta huolehtimista varten.

 

 

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Aiomme rakentaa kuuleirimme lähelle pohjoisnapaa, sillä siellä aurinko paistaa lähes jatkuvasti, joten voimme helposti käyttää aurinkojärjestelmiä energianlähteenä. Huomasimme, että siellä on myös paljon kraattereita ja että joistakin paikoista löytyy jopa vesijäätä. Voisimme purkaa ja käyttää tätä. Ja koska kraatterit tarjoavat jo itsessään jonkinlaisen suojan, olemme päättäneet rakentaa tukikohtamme osittain kraatteriin. Sen halkaisijan pitäisi olla noin 50 metriä ja syvyyden 20-30 metriä. Näin suuret kraatterit eivät ole epätyypillisiä kuussa kaikkien meteoriittitörmäysten vuoksi. Pohjoisnavan haittapuolena on myös se, että aurinko paistaa sinne aina, joten siellä on kraattereita lukuun ottamatta erittäin lämmintä, ja se vaikuttaa pahasti astronauttien päivä-yö-rytmiin.

2.2 Miten aiot rakentaa kuuleirin? Kuvaile tekniikoita, materiaaleja ja suunnitteluvalintojasi.

Aiomme rakentaa tukikohtamme pääasiassa betonista, koska kaikki betonin ainekset löytyvät Kuusta, ja sementtiin tarvittavat metallit ovat kaikki Kuun maaperän ainesosia. Mutta koska käsin rakentaminen olisi liian työlästä, kuljetamme monikäyttöisen rakettimme avulla asemallemme jättimäisen betonin 3D-tulostimen osia.

Havaintoasemallamme on tärkeä rooli tieteellisen tutkimuksen kannalta, koska kuussa ei ole ilmakehää, mikä on etu maapalloon verrattuna. Se antaa meille mahdollisuuden tehdä entistä tarkempia havaintoja ilman valosaastetta, ja siksi se on ihanteellinen työtila uusille tieteellisille tutkimuksille. Lisäksi päätimme käyttää nestepeiliteleskooppia, koska niitä on helpompi kuljettaa kuin tavallisia teleskooppeja ja ne ovat myös halvempia. Nestepeiliteleskooppi käyttää juoksuhopeaa valon heijastamiseen. Juoksuhopea asetetaan pyörimään ja se saa paraboloidin muodon. Kaukoputkessamme on siis kolme peiliä: juoksuhopeapeili pääpeilinä ja kaksi pienempää peiliä, jotka heijastavat valon ilmaisimeen, joka välittää
tiedot langatonta yhteyttä kohti tietokoneeseen. On kuitenkin muistettava, että tavallinen juoksuhopea haihtuisi välittömästi kuun lämpötilan muutosten vuoksi. Siksi käytämme juoksuhopean sijasta ionista nestettä nimeltä "Ecoeng 212". Se pysyy juoksevana myös kylmemmissä lämpötiloissa eikä haihdu huoneenlämmössä.

2.3 Kuun ympäristö on astronauteille hyvin vaarallinen. Selitä, miten Kuuleirinne suojelee heitä. (enintään 150 sanaa)

Tarvitsemme myös suojaa siltä varalta, että meteoriitit osuvat tukikohtaan. Tätä varten olemme rakentaneet tukirakenteet vakauttamista varten Kuun pinnan yläpuolella olevaan ylempään renkaaseen. Lisäsuojaa antaa kupoli, joka on valmistettu alumiini-oksinitridistä, joka on kolme kertaa terästä vahvempaa ja jota on tarkoitus käyttää myös ISS:n ikkunana. Alumiini-oksinitridiä voidaan valmistaa paikan päällä käyttämällä Kuun maaperän alumiinia ja akvaponisen järjestelmän tuottamaa happea. Prosessi ei tarvitsisi lisähappea, koska alumiinioksidi on osa kuun kiveä.

Käytävien ja päärakennusten seinät valmistetaan titaanista, koska tämä materiaali pysyy kiinteänä jopa 400 °C:n lämpötiloissa ja on kestävä pienempiä meteoriitteja vastaan. Lisäksi titaani säätelee hyvin lämpötilaa sisätiloissa, joten lämmitystä tai ilmastointia ei juurikaan tarvita.

Täydellisen säteilysuojan varmistamiseksi seinät päällystetään ohuella luumuilla, jotka tarjoavat täydellisen säteilysuojan. Astronauttien turvallisuuden vuoksi asuintilat sijaitsevat maan alla.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Puhdasta vettä saataisiin louhimalla ensin jääesiintymiä pohjoisnavan ympäriltä. Sitten lämmittäisimme vesijäätä, keräisimme syntyvän vesihöyryn, jäähdyttäisimme sen, ja näin saisimme puhdasta vettä, jota voisimme käyttää jokapäiväisessä elämässä, eli vesiviljelyjärjestelmässä.
Lisäksi jaamme veden hapeksi ja vedyksi hydrolyysin avulla. Varastoimme tämän erityisiin säiliöihin kupolin ulkopuolella. Käytämme happea ensisijaisesti hengitykseen ja vetyä energian tuottamiseen.

Rakennamme vesiviljelylaitoksen varmistaaksemme ruokamme kuussa. Aquaponics-laitos on sekoitus kala- ja kasvikasvatusta. Sitä varten tarvitsemme kaksi isoa säiliötä, toisen kaloille ja toisen kasveille, vesipumpun, joka tekee kasvien kasvatuksen automaattisesti, putket säiliöiden yhdistämiseksi toisiinsa ja rikkipitoisen ravinnon kaloille (esim. lehtokasvit tai ristikkäiskukkaiset vihannekset). Lisäksi bakteerit tulevat tuottamaan lannoitetta kasveille. Ruokkimalla kaloja rikkipitoisella ravinnolla niiden uloste sisältää ammoniumia, joka voidaan hajottaa bakteerien avulla nitraatiksi, ja tämä nitraatti kuljetetaan vesipumpun avulla kasveille, jotka imevät nitraattia. Kasvit puolestaan tuottavat kalojen tarvitsemaa rikkipitoista ravintoa.
Tukikohdan ylimmässä kerroksessa on maatalousalue, jolla viljellään viljelykasveja elintarviketurvaa varten.

Kuun kraatterin ympärille, johon aiomme sijoittaa kupolin ja rakentaa rakennuksen, jonka sisällä voimme elää rauhassa ja turvallisesti, sijoitamme suuren määrän aurinkopaneeleita, jotka imevät pohjoisen napaan jatkuvasti paistavan auringonvalon. Estääksemme sähkökatkon kuunpimennyksen aikaan varastoimme auringonvaloa polttokennoihin. Aurinkopaneeleista nyt saatua energiaa voidaan käyttää veden jakamiseen energiaksi ja lämmöksi. Toinen mahdollisuus voisi olla ydinfissio tyhjiössä, joka nopeutensa ja tehokkuutensa vuoksi jäljittelee olemattoman ilmakehän ja lämpötilan vaihtelua. Ydinfission ainoa haittapuoli on se, että meidän on pakko tuoda tarvittavat komponentit Maasta.

Luomme vesiviljelyjärjestelmän, jossa pystymme kasvattamaan kasveja, erityisesti sini- ja viherleviä vedessä kalojen tuottamien typpiyhdisteiden ansiosta. Sitten meillä on happea hengitysilmaa varten kasvien fotosynteesin avulla, ja kaloistamme peräisin oleva hiilidioksidi ja typpiyhdisteet tuottavat meille happea. Typpiyhdisteiden toinen käyttötapa on se, että voimme lisätä niitä muihin ilman komponentteihin, joita voimme löytää kuun kivistä. Koska ihmiset hengittävät noin 12,5 kuutiometriä päivässä, aiomme säästää jonkin verran ilmaa säiliöissä. Metallin oksidien pilkkominen extremofiilisten mikro-organismien avulla on toinen mahdollisuus, joka ei vaadi lainkaan sähköä, tarvitsemme vain bakteereja tähän prosessiin. Voimme myös suodattaa hapen vedestä, joka on peräisin pohjoisnavan lähellä sijaitsevasta jäästä.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Tukikohtamme on jaettu kolmeen alueeseen: pääalueeseen (asuintilamme) ja kahteen sivualueeseen. Ensimmäinen pienempi on rakennettu tähtitieteellisiä havaintoja varten: käyttäisimme kaukoputkea vaikeisiin tutkimuksiin, joita emme voisi tehdä maan päällä. Vähäisen valosaasteen vuoksi teleskooppi olisi etuoikeutetussa asemassa aurinkokunnan tutkimiseksi ja sen ulkopuolella. Tulokset hyödyttäisivät meitä maan päällä ja antaisivat meille lisätietoa tulevia tehtäviä varten. Toisessa kupolissa on louhintalaboratoriomme. Tukikohdan perustaminen kuuhun ei tule olemaan halpaa, joten meidän oli mietittävä myös joitakin kaupallisia näkökohtia. Meillä oli ajatus käyttää Rovereita kuun pölyn sisältämän helium-3:n talteenottoon. Tämä harvinainen kaasu, jonka kilohinta on noin 15 miljoonaa dollaria, on yksi maapallon kalleimmista aineista. Tällä rahoitettaisiin tehtävämme, ja samalla sitä voitaisiin käyttää moniin eri tarkoituksiin (fuusioenergiaan, tieteellisiin tai lääketieteellisiin tarkoituksiin). Tulevaisuudessa voisimme myös toimia eräänlaisena "varikkopysäkkinä" kaukaisempaan kohteeseen suuntautuville tehtäville. Meistä tulee logistiikkatukikohta, joka tarjoaa polttoainetta, tukea ja huoltoa.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Nykyisten astronauttien päivittäinen rutiini ei riipu heidän erityistehtävistään. On kolme ryhmää, joilla on mukautettu aikataulu. Seuraavassa kuvataan ensimmäisen ryhmän päivittäistä rutiinia. On otettava huomioon, että kaksi muuta ryhmää ovat kukin kahdeksan tuntia myöhässä.

Hyvän yölevon jälkeen pitäisi aloittaa työt seitsemältä aamulla... Siksi jokaisen astronautin on suunniteltava aamurutiininsa sen mukaisesti. Näin ollen jokainen astronautti päättää itse, milloin hän nousee ylös. Neljän tunnin työskentelyn jälkeen on tunnin tauko. Tämä voidaan käyttää toiseen aamiaiseen tai lounaaseen. Tämän jälkeen on kolme tuntia töitä. Loppupäivä koostuu vapaa-ajasta ja tunnin mittaisesta läsnäolosta. Ensimmäisessä vuorossa läsnäoloaika on klo 19.00-20.00 välisenä aikana. Yleisesti ottaen läsnäolo ei juuri eroa vapaa-ajasta. Hätätilanteessa tai pyynnöstä ensimmäisen vuoron on reagoitava, koska toinen vuoro on lounaalla ja kolmas vuoro nukkuu tähän aikaan. Päivystyksen jälkeen jokainen voi aloittaa omat iltarutiininsa ja mennä nukkumaan, jotta hän voi levätä hyvin seuraavaa päivää varten.

ensimmäinen vuoro:

  • 07:00 - 11:00: työskentelyä
  • klo 12:00 - 15:00: työtehtävät.
  • Kello 19:00 - 20:00: läsnäolijat

 toinen vuoro:

  • Kello 15:00-19:00: työskentely
  • Kello 20:00 - 23:00: työskentelyä
  • Kello 03:00 - 04:00: läsnäolo.

 kolmas vuoro:

  • klo 23:00 - 03:00: työskentelyä
  • klo 04:00 - 07:00: työskentely
  • Kello 11:00 - 12:00: läsnäolo.

Muut hankkeet:

  Kuun etsijät

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Terra nova

 

  Bertrand Russell College
    Alankomaat
  RAKETTITIEDE 3

 

  I.E.S. JOSÉ JIMÉNEZ LOZANO
    Espanja
  Marianasin astronautit

 

  IES Mariana Pineda
    Espanja