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: SCN Aerospace

Petroc College  Barnstaple    Yhdistynyt kuningaskunta 17   2 / 0


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Meille annettiin tehtäväksi suunnitella kuun leiri. Toimeksianto oli täysin avoin, ja saimme päättää vapaasti leirin toiminnoista. Ryhmäni päätti, että leiri olisi kolmen kuukauden mittainen ja että siinä asuisi neljä astronauttia, joilla olisi kemian, insinööritieteiden, lääketieteen ja kasvitieteen tausta. Leiri rakennettaisiin tämän tehtävän suorittamista varten, mutta sitä voitaisiin käyttää uudelleen mahdollisesti pidemmissä tehtävissä tulevaisuudessa. Leirin suunnittelussa olemme pyrkineet tekemään mahdollisimman realistisia päätöksiä, joten tehtyihin päätöksiin ovat vaikuttaneet seuraavat seikat: suurten osien laukaisemisesta aiheutuvat kustannukset, astronauttien turvallisuus, saavutettava tieteellinen arvo ja mahdollisesti syntyvä kiinnostus. Leiriin rakennetaan asuin- ja työskentelytilat neljälle astronautille. Heidän tehtäviinsä kuuluu retkiä leirin ulkopuolelle sekä kokeita ja muuta sellaista leirin sisällä, joten he tarvitsevat useita Rovereita itse leirin lisäksi, mukaan lukien pienen perävaunun kaltaisen Roverin laitteiden kuljettamista ja moduulien manipulointia varten kokoonpanon aikana, pitkän matkan Roverin, joka on suunniteltu toimimaan "pelastusveneenä" hätätilanteessa, ja joitakin maisemointirobotteja, jotka lähetettäisiin ennen astronauttien saapumista valmistelemaan laskeutumispaikkaa. Meillä on ollut onni luoda VR-maailma tukikohdan kanssa osoitteessa https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 käyttäen Occulus Headsets Quest 2:ta.

Joidenkin moduulien kohdalla 4 esitetyt suunnitelmat ovat pohjan vanhempaa versiota, joten vaikka ne ovat hyvin samankaltaisia kuin lopullinen versio, ne eroavat hieman toisistaan.

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Jos avaruusalus sijaitsisi päiväntasaajalla, sillä olisi jatkuva näköyhteys Maahan, mikä olisi selvä etu, mutta se tarkoittaisi, että astronautit eivät voisi nähdä kuun takana olevaa taivaanosaa. Valitettavasti päiväntasaajan läheisyydessä pintalämpötilat vaihtelevat rajusti, mikä vaikeuttaa pintatukikohdan ylläpitämistä tässä asennossa. Lähellä napoja altistuminen auringolle on paljon vähäisempää. Itse asiassa napojen lähellä on useita paikkoja, joihin aurinko ei kirjaimellisesti koskaan paista. Tämä tarkoittaa sitä, että vaikka siellä on selvästi kylmä, lämpötilan vaihtelu näissä paikoissa on minimaalista. Näin ollen tukikohdan materiaalit ja rakenne voidaan optimoida napojen lähellä vallitsevia kylmiä lämpötiloja varten. Koska pintalämpötilat ovat lisäksi paljon alhaisemmat, jäätä voi muodostua napojen lähellä. Nämä tekijät huomioon ottaen olemme valinneet kraatterin lähelle etelänapaa 42° itäistä pituutta ja 84,25° eteläistä leveyttä.

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

Ennen kuin kuuleiri voidaan rakentaa maan pinnalle, laskeutumisalue on valmisteltava. Tätä varten laskeutumispaikalle lähetetään miehittämättömiä mönkijöitä, jotka raivaavat alueen ja tasoittavat rinteitä tarpeen mukaan, jotta leirille saadaan sopiva paikka. Pääleirin muodostavat kymmenen moduulia, ja lisäksi kraatterin reunalle on sijoitettu viestintätorni ja kokeilumoduuli, joita käytetään etänä. Katastrofaalisen vikaantumisen riskin pienentämiseksi osa moduuleista rakennetaan Maassa ja asennetaan Kuuhun telakoimalla ne muihin moduuleihin. Tämä johtuu siitä, että moduulien luotettavuus on paljon helpompi varmistaa Maassa kuin Kuussa. Maassa valmistettaisiin seuraavat moduulit: ilmalukko-, asumis-, laboratorio-, WC-, kokeilu- ja hyötymoduuli sekä solmupisteiden ja viestintätornin välinen joustava käytävä (myös hydraulisesti toimivat jalat rakennettaisiin Maassa). Molemmat keskukset pilkottaisiin pienempiin osiin, koska ne ovat aivan liian suuria laukaistaviksi yhtenä kappaleena. Vesiviljelymoduuli valmistettaisiin yksinkertaisten osien (kuten titaaniliuskojen ja PE-HD-tiilien) ja Maassa valmistettujen osien (kuten telakointilaitteen) yhdistelmästä. Kaikki nämä osat rakennettaisiin käyttäen materiaaleja ja tekniikoita (vesiviljelymoduulia lukuun ottamatta), jotka ovat tyypillisiä olemassa oleville asumiskelpoisille moduuleille.

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

Kuten kohdassa 2.1 mainittiin, valittu sijainti tarjoaa jo nyt merkittävää suojaa. Koska leiriä ei koskaan valaise suoraan aurinko, se on suojattu auringon säteilyltä varsin tehokkaasti. Ainoat muut säteilylähteet ovat leirin voimanlähteenä toimiva ydinreaktori ja kosminen säteily. Reaktori on suojattu asianmukaisesti, ja mahdollinen kosminen säteily on suojattu vähintään 20 senttimetriä paksulla PE-HD-levyllä riittävän suojan varmistamiseksi. Toinen vaara on kuupöly, joka tarttuu pintoihin ja aiheuttaa erilaisia ongelmia, kuten mahdollisia vaurioita astronautin keuhkoille, pintojen vaurioitumista sen hankaavien ominaisuuksien vuoksi, herkkien osien, kuten tiivisteiden, tehokkuuden heikkenemistä ja avaruuspukujen vaurioitumista. Ympäristöjärjestelmissä olevat suodattimet varmistavat, että leiriin joutunut pöly poistetaan, ja avaruuspukujen ja laitteiden huolellinen huolto tukikohtaan paluun jälkeen estää pölyn pääsyn tukikohtaan.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Jotta luonnonvarojen louhimiseen liittyviä riskejä voitaisiin vähentää, vettä varastoidaan Artemis-avaruusasemalle rutiininomaisten huoltomatkojen aikana. Se otetaan pois laskeutumisen aikana. Voimme täydentää tarjontaa ottamalla vettä Kuun jäästä.

Vähentääksemme luonnonvarojen louhintaan liittyviä riskejä, varastoimme ruokaa Artemis-avaruusasemalle valmistautuaksemme tehtävään, ja hydroponiset kokeet täydentävät ruokavarastoja (vaikka nämä kokeet eivät yksinään pystyisi elättämään miehistöä).

Virranlähteenä käytetään pientä ydinreaktoria, jonka mallina on Westinghousen suunnittelema eVinci-reaktori. Tärkeimpänä energian varastointimenetelmänä käytetään vauhtipyörää, koska se kestää ääriolosuhteita, mutta käytämme myös vetypolttokennoja, koska niitä käytetään nykyisin avaruuslennoilla.

Artemis-avaruusasemalle varastoidaan myös ilmaa, ja jälleen kerran voimme täydentää tarjontaa ottamalla happea Kuun pinnalta pelkistämällä sitä vedyllä, joka on noin 45% happea massaltaan.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Leirin tarkoituksena on löytämistehtävä. Tavoitteena olisi testata ja demonstroida teknologioita ja tekniikoita, joita voitaisiin käyttää tulevaisuudessa pidemmissä tehtävissä ja lopulta pitkäaikaisessa asumisessa. Tämä johtuu siitä, että miehitettyjen avaruuslentojen osalta olemme lähettäneet ihmisiä Kuuhun muutamaksi päiväksi ja astronautteja on ollut ISS:llä useita kuukausia, mutta astronautit eivät ole koskaan olleet Kuun pinnalla pitkiä aikoja. Näin ollen ensimmäinen huolenaihe, ennen kuin voimme vakavasti alkaa miettiä kaupallisia tai matkailutoimintaa, on se, voimmeko todella ja aidosti asua kuussa. Käynnistettäviä hankkeita olisivat muun muassa kasvien kasvattaminen (siksi kasvitieteilijä), tehokkaiden menetelmien tutkiminen hapen ja muiden resurssien talteenottamiseksi kuun maaperästä ja erilaisten esineiden valmistaminen valmistusmoduulin työkaluilla.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Kuuleirillä on tarkoitus selvittää, onko pitkäaikainen asuminen kuussa mahdollista. Tätä varten astronauttien päivän on oltava mahdollisimman "normaali". Useimmat meistä aloittavat päivänsä aamiaisella, jota seuraa henkilökohtainen hygienia ja pukeutuminen. Näin astronautit aloittaisivat päivänsä. Sen jälkeen olisi lyhyt kokous, jossa keskusteltaisiin päivän suunnitelluista tehtävistä ja siitä, miten eilinen työ sujui. Kun nämä toimet on hoidettu, astronautit jakautuvat kahteen "tiimiin". Ensimmäisellä ryhmällä on harjoitusjakso keskuksessa A. Liikunta on tärkeää, jotta matalassa painovoimassa elämisen aiheuttama lihasten surkastuminen olisi mahdollisimman vähäistä ja jotta sydän- ja verenkiertoelimistö pysyisi vahvana. Ryhmä kaksi puolestaan huolehtii leirin yleisestä kunnossapidosta, kuten siivoamisesta, kasvien tarkistamisesta jne. Tämän jälkeen ryhmät vaihtavat paikkaa, jolloin ryhmä yksi hoitaa yleisiä huoltotehtäviä ja ryhmä kaksi harrastaa liikuntaa. Tämä jako johtuu siitä, että keskus A:ssa ei ole tilaa, jossa kaikki neljä astronauttia voisivat harjoitella samanaikaisesti. Molemmat tiimit kokoontuvat yhteen työstämään päivälle asetettuja projekteja. Kolmen kuukauden aikana olisi monenlaisia tehtäviä, ehkä EVA:n valmistelu, huolto, näytteiden analysointi, Hub B:n valmistustilojen käyttö ja niin edelleen. Nämä tehtävät suunniteltaisiin ennen tehtävän alkua, jotta astronautin aika käytettäisiin mahdollisimman tehokkaasti, vaikka tehtävän aikana tehtäisiinkin todennäköisesti muutoksia ennakoimattomista syistä. Esimerkkipäivänämme astronautit valmistavat korvaavan hydrauliventtiilin varapumpun korjaamiseksi. Jotta työpäivä pysyisi mahdollisimman "normaalina", ryhmät pitäisivät lounastaukoa noin puolen päivän aikaan. Tiskaamisen jälkeen astronautit siirtyvät seuraavaan tehtäväänsä, joka tänä päivänä on huomisen EVA:n suunnittelu maaperänäytteiden keräämiseksi. Tämä työjakso olisi pidempi kuin aamupäivän jakso, ja se päättyisi ajoissa iltapalalle, jonka jälkeen heillä olisi aikaa rentoutua, ennen kuin he sulkisivat kaiken, tekisivät viime hetken tarkastukset (ehkä ne kasvit taas) ja menisivät nukkumaan. Itse kellonaika synkronoitaisiin GMT:n mukaan.

Muut hankkeet:

  Hanke "Aeneas"

 

  Lukio "P. Kr. Yavorov"
    Bulgaria
  Jade kani

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Auringonnousu

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Club Astro Lycée Lafayette

 

  lycée général et technologique LAFAYETTE
    Ranska