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: Harmonia

"Tudor Vianu" Kansallinen tietotekniikan lukio  Bukarest    Romania 16, 17   4 / 3


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Harmonia Moon Camp on tutkimuksen ja uusien löytöjen paikka. Tukikohdan keskeisenä arvona on majoittaa ihmiset mahdollisimman hyvin, mutta samalla se tarjoaa myös keskittymiskeskuksen, joka sopii harmonisesti mille tahansa hyödylliselle tutkimusalueelle.

Kuuleirin epäsymmetrinen muotoilu mahdollistaa ainutlaatuisen ulkoasun, sillä kaikki käytävät haarautuvat komentokeskuksesta, joka on nimensä mukaisesti sijoitettu rakennuksen keskelle. Harmonia tarjoaa tilat, jotka ulottuvat yleisimmistä tarpeista (kuten kylpyhuoneista, suihkuista ja keittiöstä) erityisiin tutkimus- ja kestävyysmenetelmiä varten luotuihin tiloihin.

Tukikohdassa on kaksi Roverin säilytystilaa, jotka on yhdistetty tiedelaboratorioon, jota käytetään suurimpaan osaan tutkijoiden tekemistä tutkimuksista. Loput tieteellisistä tutkimuksista liittyvät kestävyyteen ja keskittyvät pääasiassa selenic-farmiin. Harmonian maatila koostuu keskuskupolista ja kahdesta sitä ympäröivästä toruksesta, ja siinä yhdistyvät perinteinen ja vesiviljely. Tämä johtaa monipuolisiin satoihin, mikä edistää merkittävästi tukikohdan kestävyyttä.

Toinen tärkeä alue on lääkintäkupoli, jossa miehistön jäsenten elintoiminnot tarkistetaan ja rekisteröidään päivittäin. Siellä he myös harjoittelevat yhtä usein. Tällä alueella tukikohta on varustettu kaikilla tarvittavilla lääkinnällisillä esineillä ja se on myös kalustettu sen mukaisesti.

Oleskelualue on suunniteltu yksinkertaisesti ja tehokkaasti, ja makuuhuoneet ovat pienikokoisia, mutta niissä on runsaasti säilytystilaa.

Käytävät ovat valoisia ja kohtuullisen pitkiä, ja ne kokoavat pohjan tasapainoisesti yhteen.

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Leiriydymme Claviuksen kraatteriin, joka sijaitsee Kuun eteläisellä ylängöllä. Olemme valinneet tämän paikan sen tarjoamien resurssien vuoksi: auringonvalo ja vesi. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kraatterissa ei ole pysyvästi varjossa olevia alueita, ja ainoastaan etelä- ja länsirinteiden ulkosivulla sijaitsevat paikat ovat vähemmän valaistuja kuun päivän aikana. Tämän vuoksi aiomme perustaa tukikohtamme sen pohjoisosaan. Kun kuu kiertää täyden kiertoradan, aurinkopaneelimme muuttavat kahden viikon auringonvalon sähköksi, joka toimii tukikohtamme polttoaineena ja varmistaa sen toimivuuden pidemmän ajanjakson ajan. Lisäksi käytämme kraatterin maaperästä löytyvää jäätä nestemäisen veden saamiseksi, jolloin leiriin varastoidut määrät maksimoituvat.

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

Rakennusvaihe jaetaan kolmeen vaiheeseen. Ensin lähetämme robotit kaivamaan putkia ja tekemään lopullisen laukaisualustan raketeille käyttämällä vain kuupölyä betonin valmistamiseen 3D-tulostuksen avulla. Toisessa vaiheessa Maasta lähetetään raketteja, joiden kanssa tukikohdan osat on jo valmistettu, minkä jälkeen robotit yhdistävät ja asentavat ne paikoilleen. Osat valmistetaan materiaaleista, jotka voivat suojata astronautteja, mutta jotka ovat myös kevyitä, joten kustannukset pienenevät. Tukikohta valmistetaan titaanista, joka on metallia, joka voi torjua suurimman osan vaaroista ja kestää 63 000 psi:n paineen. Seinien koostumuksessa käytetään lisäaineena myös alumiinia, joka on kevyt metalli, joka auttaa pysäyttämään säteilyä ja jota käytetään jo taivaallisesti ISS:llä ja avaruudessa. Tukikohdan ikkunat tehdään karkaistusta lasista. Ja lopuksi maan alla olevat putket koostuvat kahdesta kerroksesta paremman suojan takaamiseksi. Niiden väliin jää tila, johon robotit pääsevät sisään ja jossa niitä voidaan korjata.

Loppuvaiheessa ihmiset saapuvat perustuslain kannalta tarpeettomien esineiden, kuten huonekalujen, kanssa. Ne suunnitellaan niin, että ne ovat mahdollisimman tehokkaita, jotta ne eivät peittäisi liikaa tilaa, mutta eivät myöskään vaikeuttaisi astronauttien elämää.

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

Ensinnäkin astronauttien ja itse tukikohdan suojaamiseksi se on rakennettu 0,8 metrin paksuisilla seinillä, jotka takaavat sekä fyysisen että lämpösuojan. Seinäkerrosten väliin jäävä tila (jota käytetään putkia ja sähkökaapeleita varten) voi toimia ylimääräisenä lämpöeristeenä.

Kuuleirin suojaamiseksi avaruusromulta tehokkain ratkaisu on käyttää Whipplen puskurisuojia. Nämä voidaan asentaa rakennuksen tärkeimpien alueiden tai sellaisten tilojen ulkopintaan, jotka saattavat sisältää vaarallisia (räjähdysalttiita) aineita. Toinen mekaaninen suojaustoimenpide on monoliittisten suojien käyttö, jotka ovat pienempiä ja joita voidaan käyttää tukikohdan muissa tiloissa.

Toinen ongelma olisi avaruuden säteily, joka voidaan ratkaista käyttämällä polyeteeniä kuuleirin seinien eristämiseen. Korkean vetypitoisuutensa ansiosta se absorboi ja hajottaa säteilyä erittäin tehokkaasti.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Aluksi astronautit tuovat mukanaan tarvittavan määrän vettä, jotta kuutukikohta toimisi kahden viikon ajan. Tänä aikana tukikohta käy läpi täysin automatisoidun prosessin, jossa se tuottaa itselleen vettä kemiallisten reaktioiden avulla. Näin saatu vesi sekä kraatterista löytyneistä jäähiukkasista saatu vesi johdetaan putkien kautta ja varastoidaan mallimme 14 säiliöön, joiden kapasiteetti on 60 m`3 moduulia kohti. Veden jakelu on tehokasta putkistojen ansiosta, jotka yhdistävät säiliöt maatilaan, terveyskeskukseen ja keittiöön.

Astronauttien ruokavalio perustuu vihanneksiin ja hedelmiin. Mutta ennen kuin he voivat tuottaa niitä tukikohdassa, heidän on käytettävä pakattuja ja säilöttyjä elintarvikkeita Maasta. Kahden kuukauden kuluttua he voivat syödä vesiviljelykasvihuoneessa tuotettua ruokaa. Kasvit tullaan polarisoimaan robottien avulla, ulvila-farmi on automaattinen.
Istutetaan pääasiassa bataattia ja pinaattia niiden suuren A-vitamiinipitoisuuden vuoksi, mansikoita niiden suuren sokeri- ja C-vitamiinipitoisuuden vuoksi, kurkkuja ja tomaatteja niiden sisältämän vesimäärän vuoksi. Myös proteiinit korvataan pavuilla, joissa on erittäin paljon kaloreita. Päivittäiset 2000 kaloria, jotka henkilön tulisi kuluttaa, saadaan tasapainoisilla aterioilla, jotka valmistetaan käyttämällä vakioreseptejä.  

Energia on keskeinen osa pohjaa, ja sen tuottamiseen käytämme auringon tuottamaa valoa. Koska tukikohtamme sijaitsee lähellä napoja, siihen tulee kuun aikana valoa, joka otetaan talteen ja muutetaan energiaksi aurinkopaneeleilla. Energian talteenoton jälkeen se lähetetään SSU:hun ja sen jälkeen 150 voltin voimakkuudella DCSU:hun. Sieltä virta voi kulkea kahteen suuntaan, MBSU:hun ja sieltä tukikohtaan, mutta myös BCDU:hun ja sieltä akkuihin. Tarvittaessa akut auttavat valaisemaan ja pitämään tukikohdan toiminnassa yöjakson aikana. Niistä olisi myös apua aurinkopaneelin toimintahäiriön sattuessa, koska ne on säilytetty turvallisesti.

Tukikohdan ilmanvaihtojärjestelmissä on kaksi komponenttia: piiri, joka tuottaa ihmisille happea, ja toinen piiri, joka poistaa hiilidioksidia ja kuljettaa sen tilalle.
Säiliöissä on pysyvästi varastoituna vähintään 70,8 kg O2:ta säiliöissä, joissa on (noin 30 000 Pa) / korkea paine tilavuuden vähentämiseksi. Tämä määrä riittää 12 henkilölle 7 päiväksi.
Prosessin automatisointi on mahdollista robottien ja putkistojen avulla. Happea saadaan kahdesta lähteestä: kemiallisista reaktioista ja kasvihuoneesta. 
H2O:n elektrolyysi on viimeinen vaihe hapen tuotannossa. Ennen tätä vaihetta veden saamiseksi toteutetaan kemiallisia reaktioita, joihin sisältyy FeO tai FeTiO3 ja H₂. Sivutuotteet, kuten Fe ja TiO3, käytetään muissa Kuuleirin toiminnoissa, kun taas happi kuljetetaan astronauteille.
Fotoliittien prosessissa syntyy happea, joka on tärkeä resurssi. Kasvihuone poistaa hiilidioksidia.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Kuuleirillä on tieteellinen tarkoitus keskittyä teknologian ja astrobotaniikan tutkimiseen, jotta saadaan lisää tietoa tulevia tehtäviä varten. (Kuun kolonisointi olisi mahdotonta, jos ihmiset eivät simuloisi tilanteita).

Mönkijät ja robotit (luotaisiin ja) testattaisiin todellisissa olosuhteissa ennen kuin niitä tuotettaisiin teollisia määriä. Lisäksi niiden rakentaminen paikallisista resursseista on ensimmäinen askel kohti kestävyyttä. Insinöörit ja ohjelmoijat työskentelevät uusien mallien parissa ja parantavat niiden tehokkuutta.

Kasvien viljelyyn käytetään avaruudessa erilaisia tekniikoita kuin Maassa. Geologisilla kokeilla saadaan tietoa kuun maaperän koostumuksesta ja muiden kivien ominaisuuksista. Kasvitieteilijät tutkivat kasvien sopeutumista ja yrittävät luoda ihanteellisen ympäristön tehokkaalle kasvulle.

Lisäksi tukikohdassa voi majoittua 2 astronauttia, jotka eivät kuulu ryhmään, jos he tarvitsevat majoitusta työskennellessään muissa tehtävissä tai hätätilanteissa.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Kaikkien päivä alkaa paremmin, kun he ovat nukkuneet riittävästi, eikä Harmonia Moon Campin miehistö poikkea tästä. Vaikka ajan kertominen voi olla vaikeaa kuussa, astronautit noudattavat tarkkaa nukkumisaikataulua, joka takaa parhaan tuottavuuden.

Aamurutiinien jälkeen jokaiselle miehistön jäsenelle esitetään päivän tehtävät. Roolin mukaan miehistön jäsenten tarkistuslistat vaihtelevat suuresti. Rakennusinsinöörit ovat aloittaneet työnsä jo hyvissä ajoin ennen kollegoidensa saapumista ja varmistavat, että tukikohta tarjoaa tehokkuutta ja mukavuutta. Sen lisäksi he valvovat tukikohdan kulkureita. Heidän rinnallaan sähköinsinöörit luovat tehokkaan sähköjärjestelmän ja ylläpitävät sen toimivuutta. Lisäksi he valvovat komentokeskusta (mukaan lukien turvakamerat).

Kemistin ensisijaisena tehtävänä on valvoa hankkeen kehitystä (erityisesti kemiallisesti hankittujen resurssien osalta). Hän voi myös osallistua roverien keräämien luotainten analysointiin. Samaan aikaan geologi tutkii ja pitää kirjaa maaperäluotaimista ja tekee raportteja kaikista mahdollisesti ilmenevistä vaihteluista.

Kasvitieteilijöiden tehtävänä on seurata kuun leirifarmin toimintaa, hoitaa kasveja, korjata satoa, mutta myös analysoida niitä säännöllisesti, jotta voidaan tutkia mahdollisia sopeutumismahdollisuuksia seleeniseen elämään. Ohjelmoijat luovat tietokantoja jokaisesta miehistön jäsenten tarpeesta ja itse tukikohdasta ja täydentävät niitä jatkuvasti uusilla tiedoilla. Lääkärin tärkeimpänä tehtävänä on skannata kaikkien elintoiminnot päivän päätteeksi sekä toisinaan diagnosoida mahdollisia potilaita ja hoitaa heitä.

Lopuksi kapteenin tehtävänä on valvoa joukkueen toimintaa ja arvioida jokaista yksilöä. Tämän lisäksi hän jakaa tehtäviä ja tekee toimeenpanevia päätöksiä.

Kaksi nimettyä miehistön jäsentä valmistaa ateriat joka päivä, ja koko joukkue tarjoilee ne yhdessä, jolloin aikaa käytetään myös seurusteluun.

Työskentelyjaksojen kesto vaihtelee tukikohdassa mahdollisesti tapahtuvien tapahtumien mukaan, mutta keskimääräinen työohjelma ei kuitenkaan ylitä kuutta tuntia, ja se ulottuu kello 8.00-16.00. Jäljelle jäävän ajan voi viettää haluamallaan tavalla, joko erillään tai sosiaalisessa yhteydessä, ja ainoa pakollinen toiminto on liikunta.

Päivän päätteeksi astronautit menevät nukkumaan noin klo 22.00 valmistautuakseen seuraavaan päivään.

Muut hankkeet:

  D.h

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Löytäjät

 

  Colégio Vasco da Gama
    Portugali
  Selene

 

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

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina