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: Discoverers

Colégio Vasco da Gama  Sintra    Portugali 18, 17   4 /


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Discoverer's Moon Camp mahdollistaisi astronauttien asumisen ja työskentelyn Kuussa, ja siinä olisi myös useita toissijaisia rakenteita, joiden tehtävänä olisi taata kaikkien laitteiden energiansaanti, - aurinkopaneelit - astronauttien välinen sekä Kuun ja Maan välinen viestintä, - antennit - sekä energian ja resurssien varastointi - tehokkaat akut ja säiliöt vedelle, polttoaineelle, regoliitille ja kaasuille.

Kustannusten alentamiseksi ja kestävyyden edistämiseksi tiimi suunnitteli tukikohdan, joka tarjoaisi maksimaalisen mukavuuden ja joka veisi mahdollisimman vähän tilaa ja vaatisi mahdollisimman vähän resursseja.

Asuintilat sijaitsisivat maan alla, ja ne olisi jaettu kahteen alueeseen, joista toinen olisi työ- ja toinen vapaa-aikaa varten, jotta työ- ja lepoajat voitaisiin erottaa selvästi toisistaan. Keittiö olisi yhteinen alue, jossa astronautit voisivat viettää osan lepoajastaan yhdessä, mutta jokaisella heistä olisi erillinen makuuhuone yksityisyyden lisäämiseksi.

Pinnalla sijaitsisivat vain ilmalukko ja kulkijan varastointi- ja huoltomoduuli, jossa myös kuunäytteitä säilytettäisiin ennen niiden analysointia laboratoriossa. Maanalaisiin osastoihin pääsisi päähissillä, jossa kuljetettaisiin ihmisiä ja rahtia, ja toissijaisella hissillä, jossa kuljetettaisiin vain ihmisiä hätätilanteissa.

Käytettävissä olisi myös useita miehitettyjä mönkijöitä, joiden avulla astronautit voisivat suorittaa tehtäviä Kuun maaperällä ja kulkea suurempia matkoja. Avaruusalusten laukaisualusta mahdollistaisi tavaroiden ja ihmisten kuljettamisen Maan ja Kuun välillä.

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Kuuleirin sijaintipaikka olisi Claviuksen kraatteri. Tämä kraatteri sijaitsee Kuun etelänavalla, ja siinä on vettä jään muodossa. Astronautit voisivat hyödyntää tätä vettä esimerkiksi henkilökohtaiseen tai maataloudelliseen käyttöön, mutta lisäksi tämä paikka tarjoaa myös hyvän altistumisen auringonvalolle, mikä takaa Kuun tukikohdan energiansaannin.

Claviuksen kraatterista tulee ihanteellinen paikka kaikista edellä mainituista syistä ja myös sen varmistamiseksi, että lämpötila ei kärsi valtavista vaihteluista.

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

Kuuleirin rakentamiseksi Kuuhun lähetettäisiin ensiksi itsenäisiä kulkureita ja porakoneita, sillä suurin osa leiristä sijaitsisi maan alla. Porakoneet vastaisivat kuun maaperän kaivamisesta, kun taas kulkukoneet rakentaisivat ja kokoaisivat eri perusmoduulit paikan päällä. Sisäosien, kuten putkien, valmistuksessa käytettäisiin 3D-tulostimia ja kaikkien ulkoseinien, myös maanalaisten osastojen, betonia valmistettaisiin kuubetonista. Kuubetonin valmistuksessa käytetään kuun regoliittia ja ihmisen virtsasta saatavaa ureaa, joka toimii pehmittimenä ja vähentää Kuun rakentamiseen tarvittavan veden määrää. Sen lujuuden ansiosta sitä voidaan käyttää rakenteiden perustuksissa. Lisäksi se tarjoaa astronauteille lisäsuojaa Kuun ankarilta olosuhteilta, kuten äärimmäisiltä lämpötiloilta ja tappavilta säteilytasoilta.

Kun tukikohdan rakenteet ovat valmiit ja ympäristö on sopiva, laitteet ja kevyet kalusteet kuljetettaisiin Kuuhun yhdessä ensimmäisten astronauttien kanssa, jotka järjestäisivät ne tukikohtaan. Tässä vaiheessa Kuuhun lähetettäisiin myös isompia miehitettyjä kulkuneuvoja astronautteja varten. Tarvittaessa avaruusasemaan voitaisiin tulevaisuudessa lisätä lisää moduuleja, jotta siihen mahtuisi enemmän astronautteja, valmistamalla kuubetonia ja 3D-tulostamalla uusia komponentteja.

Rakentamalla tukikohta paikan päällä, käyttämällä kuun materiaaleja ja kevyitä kalusteita, kuljetus- ja rakennuskustannukset vähenisivät huomattavasti.

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

Kuutukikohdan olisi suojeltava astronautteja ankarilta kuun olosuhteilta ja vaaroilta, lähinnä äärimmäisiltä lämpötilavaihteluilta, meteoriittien iskuilta, haitalliselta säteilyltä ja ilmakehän puuttumiselta.

Ensinnäkin, koska leiri sijaitsisi etelänavalla, astronautit altistuisivat huomattavasti pienemmille lämpötilan vaihteluille kuin muilla Kuun alueilla. Lisäksi auringonvalon jatkuvan altistumisen vuoksi energiaa tuotettaisiin jatkuvasti, ja osa siitä voitaisiin käyttää lämmitykseen.

Suurin osa tukikohdasta sijaitsisi maan alla, mikä tarjoaisi pysyvän suojan meteoriittien iskuja ja tappavaa säteilyä vastaan. Vaikka tähän vaihtoehtoon liittyy korkeampia kustannuksia, tukikohdan rakentamiseen vaadittavien kaivausten vuoksi turvallisuus on huomattavasti parempi.

Tärkein rakennusmateriaali, kuubetoni, tarjoaisi lisäsuojaa haitalliselta säteilyltä, lämpötilan vaihteluilta ja ulkoiselta tyhjiöltä.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Aluksi vesi tuotaisiin Maasta, sillä Kuussa ei olisi laitteita, joilla vesi voitaisiin ottaa talteen. Myöhemmin sitä saataisiin Kuun jäästä. Olisi kuitenkin tehtävä asianmukaisia tutkimuksia, jotta voitaisiin arvioida Kuun jään louhinnan vaikutuksia. Veden kierrätys tapahtuisi jatkuvasti.

Aluksi kaikki ruoka tuotaisiin Maasta. Myöhemmin kuussa kasvatettaisiin pääasiassa vihanneksia maan alla sijaitsevissa kasvihuoneissa. Näin ollen käytettäisiin keinotekoista valaistusta, jonka avulla voitaisiin säätää sitä aikaa, jonka kasvit altistuvat valolle, mutta joka myös suojaisi niitä haitalliselta säteilyltä, koska ne eivät altistuisi suoralle auringonvalolle. Astronauttien jätteitä voitaisiin käyttää lannoitteena, mikä edistäisi tukikohdan kestävyyttä. Ihmisten ruokavalion täydentämiseksi muilla ravintoaineilla, lähinnä proteiineilla, joitakin elintarvikkeita tuotaisiin jatkuvasti Maasta.

Suurin osa Kuun tukikohdan käyttämiseen tarvittavasta energiasta saataisiin pinnalla sijaitsevista aurinkopaneeleista. Koska kuutukikohta sijaitsee etelänavalla, auringonvalolle altistuminen olisi periaatteessa jatkuvaa. Jotta kuitenkin vältettäisiin tilanteet, joissa aurinkopaneelit eivät olisi käytettävissä, kuten toimintahäiriöt tai kuunpimennykset, tukikohtaan asennettaisiin tehokkaat akut, jotka tuottaisivat kaiken tarvitsemansa energian lyhyeksi tilapäiseksi ajaksi, kunnes aurinkopaneelit olisivat jälleen käytettävissä. Maasta tuotaisiin myös jonkin verran polttoainetta, jota varastoitaisiin säiliöihin hätätilanteita varten.

Aluksi tukikohdan hengitettävä ilmakehä tuotaisiin Maasta, ja kaasut kuljetettaisiin Kuuhun paineilmasäiliöissä. Myöhemmin, kun kaikki laitteet ovat jo toiminnassa, happea voitaisiin saada veden tai kuun regoliitin elektrolyysistä. Vaikka hapen talteenotto regoliitista on erittäin tehokasta, se vaatii suuria määriä energiaa ja kehittyneitä teollisuuslaitteita, joten se olisi aluksi otettava käyttöön kokeellisena prosessina. Myös hiilidioksidi olisi tärkeä kaasu. Viimeaikaiset tutkimukset vahvistavat kuun hiilidioksidin kylmäloukkujen olemassaolon, mutta ne eivät takaa, että niissä on kiinteää hiilidioksidia, joten astronauttien olisi tehtävä tutkimuksia sen selvittämiseksi, onko hiilidioksidia olemassa ja olisiko sen talteenotto mahdollista. Jos näin ei ole, sitä voitaisiin tuoda Maasta, kuten typen kanssa aina tapahtuu.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Kuuleirin päätarkoitus olisi tehdä kuun tieteellistä tutkimusta. Sitä voitaisiin käyttää esimerkiksi kuunäytteiden tai ympäristöolosuhteiden tutkimiseen muiden tärkeiden näkökohtien ohella. Astronautit tekisivät yhteistyötä, jotta he onnistuisivat tuomaan hyödyllistä tietoa Maahan. Se antaisi heille myös mahdollisuuden elää pidemmän aikaa avaruudessa, mikä antaisi ratkaisevan tärkeää tietoa siitä, millaista elämä olisi kaukaisilla planeetoilla.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Kuuleirillä on tarkoitus asua aluksi viisi astronauttia: kaksi insinööriä, lääkäri, biologi ja geologi.

Päivä alkaa noin kello 7.00. Astronautit heräävät, poistuvat huoneistaan ja menevät kylpyhuoneeseen, jossa he huolehtivat henkilökohtaisesta hygieniastaan. Sitten he menevät kuntosalille pitääkseen itsensä kunnossa ja harrastavat tunnin verran liikuntaa lääkärin antamien suositusten mukaisesti. Myöhemmin he kokoontuvat keittiöön syömään aamiaista.

Sen jälkeen astronautit aloittavat työnsä. Yksi insinööreistä valvoo veden ja regoliitin elektrolyysiä. Toinen insinööri seuraa aurinkopaneeleita ja akkuja ja vastaa niiden huollosta ja suorituskyvystä. Lääkärin on laadittava astronauttien ruokavalio- ja liikuntasuunnitelma. Hän voi myös tutkia kuun painovoiman vaikutuksia ihmiskehoon pitkien ajanjaksojen aikana. Biologin on huolehdittava kasveista ja valvottava niiden lämpötilaa ja kosteutta. Geologi kerää ja analysoi kuunäytteitä laboratoriossa.

Noin kello 13 astronautit syövät lounaan ladatakseen akkujaan. He viettävät aikaa yhdessä keittiössä. Kun he tuntevat olonsa valmiiksi, he palaavat töihin kello 18.00. Tähän aikaan astronautit käyvät suihkussa ja syövät päivällistä. Kun ilta lähestyy, he menevät henkilökohtaiseen huoneeseensa, jossa he voivat rentoutua ja keskustella perheidensä kanssa ja luoda yhteyden Maahan. He menevät nukkumaan noin kello 22.00, jotta he saavat riittävästi lepoa seuraavaa päivää varten, jotta se olisi vielä tuottavampi kuin edellinen.

Muut hankkeet:

  Sinnikkäät vaeltajat

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  NormiX

 

  Zespół Szkół Ogólnokształcacych i Technicznych w Sompolnie
    Puola
  Middle Ground -leiri

 

  XXXVII Liceum Ogólnokształcące im. Jarosława Dąbrowskiego
    Puola
  Mustalaisvaara

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina