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: Space Bound

Bertrand Russell College  Krommenie    Alankomaat 18   2 / 2


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Tässä hankkeessa korostamme kuuleirin omavaraisuuden merkitystä. Tämä toimii esimerkkinä maapallolle. Kuun tukikohta on pääasiassa tutkimuskäyttöön. Sen lisäksi, että siellä tutkitaan eliöiden kehitystä kuun olosuhteissa, siellä tutkitaan myös kuun maaperää. Näin saamme laajemman näkökulman eliöiden kehitykseen ja olosuhteisiin avaruudessa. Tämä auttaa kehittämään avaruusmatkailua tulevaisuudessa.

Astronauttiryhmään kuuluu 6 henkilöä. Saapuessaan kuutukikohtaan astronautit tuovat mukanaan omat elintarvikkeensa ja resurssinsa, ja tulevaisuudessa kuutukikohta on omavarainen. Astronautit säilyttävät Maan päivä-yö-rytmin. Päivisin he jakautuvat kahteen ryhmään suorittamaan tutkimuksiaan ja tehtäviään. Tämän vuoksi astronautit ovat aina hereillä ja hoitavat kuutukikohtaa. Päivän aikana astronautit kokoontuvat useita kertoja pohtimaan edistymistään.

Suurin osa kuutukikohdastamme rakennetaan maapallolle, samaa reittiä kuin ISS:llä. Kuutukikohta koostuu vahvoista ja kevyistä geokupoleista. Valitsimme kolmiorakenteen, koska kupoli ei tarvitse sisäistä tukea ja kolmiot jakavat painon tasaisesti koko rakenteelle. Kupolit sijoitetaan Kuun etelänavalle, joka on jatkuvasti valaistu. Kuutukikohta on osittain maan alla ja osittain maan päällä.

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Päätimme sijoittaa kuuleirimme Kuun etelänavalle, Shackletonin kraatterin reunalle. Siitä tulee toimiva paikka asua, työskennellä ja tehdä tutkimusta. Kraatterin reunalla on lähes jatkuvasti auringonvaloa. Sijoitamme sinne aurinkopaneelimme. Kraatterin sisällä on aina pimeää ja erittäin kylmää. Joidenkin tutkimusten mukaan kraatterin näissä osissa on jäätä. Nämä luonnonvarat tarjoavat monia etuja elämän tarpeisiin. Tärkein niistä on varma sähkön ja veden lähde. Tämän vuoksi kuutukikohta on lopulta täysin omavarainen. Lämpötila tällä alueella on vakaampi, mikä on hyödyllistä mahdollisia ulkotöitä varten. Kuuleirimme sisällä luomme oman miellyttävän ilmaston. Suurin osa tukikohdastamme on maan alla. Näin astronautit ovat suojassa meteoriiteilta ja säteilyltä.

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

Tukikohta on osittain maanalainen ja osittain maanpäällinen, ja se koostuu geokupolista. Miehistö asuu ja tekee tutkimusta pääasiassa maan alla. Kuun päällä olevan kuuhiekan ja kuutukikohdan sisäpuolella olevan demronin ansiosta miehistö on paremmin suojattu säteilyltä ja meteoriiteilta.

Kuutukikohdassa on maanpäällinen sisäänkäynti, jossa on pukujen ja varusteiden puhdistusjärjestelmä, jotta tukikohtaan ei pääse kuuhiekkaa. Turvallisuuden vuoksi jokaisesta maanalaisesta osastosta on hätäuloskäynnit.

Ennen kuin astronautit tulevat kuuhun, robotit kaivavat reikiä maanalaista osaa varten. Suurin osa osista rakennetaan maan päällä, samaa reittiä kuin ISS:llä. Nämä osat kuljetetaan Kuuhun, ja astronautit kokoavat ne robottien avustamina.

Tehtävän ensimmäisessä vaiheessa astronautit asuvat siinä raketissa, jolla he tulivat. Toisessa vaiheessa tukikohta valmistuu, ja astronautit muuttavat sinne.

Seinät tehdään kaksinkertaisesta titaanikerroksesta, jonka välissä on aerogeeli-eristysmatot. Titaanilla on suotuisa lujuuden ja massan suhde. Aerogeeli on erittäin hyvä eriste ja kevyt. Ikkunoissa käytämme läpinäkyvää silikaattilasikuitua. Näiden materiaalien ja kolmiosta koostuvan muodon ansiosta rakenteesta tulee kevyt ja vahva. Tästä on hyötyä, kun kuutukikohdan osia kuljetetaan Maasta Kuuhun.

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

Suunnitteluvalintoja tehdessämme otimme huomioon seuraavat seikat: kuuhiekka, maisema, säteily, meteoriitit ja lämpötila. Tukikohta on täysin suljettu, ja sen sisäänkäynneissä on puhdistusjärjestelmät, jotta sinne ei pääse vaarallista kuuhiekkaa. Jotta astronautit tuntisivat maiseman, kuusta tehdään topografinen korkeuskartta.

Alustan seinät tehdään titaanista, koska se on vahvaa, kevyttä ja kestää äärimmäisiä lämpötiloja. Käytämme aerogeelimattoja, joiden lämmönjohtavuus on 0,0135-0,017 W/m K. Näin ollen tukikohta on suojattu meteoriiteilta ja äärimmäisiltä lämpötiloilta. Demron on säteilysuojamateriaali, ja se sijoitetaan tukikohdan sisäpuolelle. Sen säteilysuoja on hieman heikompi kuin lyijysuojuksen, mutta se on joustavaa ja kevyttä. Kuutukikohdan maanalainen osa peitetään kuuhiekalla, joka myös suojaa tukikohtaa säteilyltä.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Veden tuottamiseen ISS käytti veden talteenottojärjestelmää. Tämä on osa ISS:n ympäristönhallinta- ja elintoimintajärjestelmää. Vesi kerätään ISS:n sisällä. Ne tuottavat puhdasta vettä kierrättämällä miehistön virtsaa, hikeä, muita matkustamossa syntyviä kondensaatteja ja lentokoneen ulkopuolisesta toiminnasta syntyviä jätteitä. Tämä vesi suodatetaan ja sitä voidaan käyttää juomavetenä tai kasvien vedeksi.
Kuu sisältää todennäköisesti jäätä kratereissa, joissa on pysyviä varjoja. Tämä vesi louhitaan ja suodatetaan. Sitten vettä voidaan käyttää juomavetenä ja kasvien kasvattamiseen.
Jäljelle jäävä käytetty vesi otetaan veden talteenottojärjestelmään. Näin vesi voidaan kierrättää. Näin syntyy kiertävä järjestelmä.

Tehtävän alussa astronautit syövät maasta otettua ruokaa. Myöhemmin he voivat syödä kasvihuoneesta saatuja vihanneksia. Miehistö elää enimmäkseen kasvispainotteisella ruokavaliolla. Se koostuu soijasta, palkokasveista, maissista, pinaatista, perunoista ja hedelmistä monipuolisen ruokavalion varmistamiseksi. Näitä kasveja kasvatetaan suljetussa kasvihuoneessa, jossa on keinovaloa ja jossa kasvit ovat suojassa säteilyltä.
Jotta miehistö saisi kaikki tarvittavat ravintoaineet, sen on myös otettava lisäravinteita, esimerkiksi D-vitamiinia, rautaa ja C-vitamiinia. Nämä on tuotava Maasta Kuuhun miehittämättömillä rahtialuksilla, ja ne toimitetaan kuutukikohtaan.

Sähkön pääasiallinen lähde tuotetaan aurinkopaneeleilla. Aurinkopaneelit sijoitetaan Chakleton kraterin päälle, joka on jatkuvasti valaistu, joten sähköä saadaan jatkuvasti. Ylijäämäsähkö varastoidaan suuriin akkuihin. Tästä on hyötyä, jos energiasta on pulaa ja jos aurinkopaneelit eivät toimi. Sen avulla tukikohdassa ei koskaan ole pulaa sähköstä. Veden elektrolyysillä saadaan aikaan rakettipolttoainetta (vetyä ja happea). Tämä voi toimia myös energiavarastona.

Hapen tuottamiseen käytetään samaa järjestelmää kuin ISS:ssä. Siellä on hapen tuottamiseen tarkoitettu järjestelmä veden elektrolyysiä varten. Tärkeä osa on aiemmin mainittu veden talteenottojärjestelmä. Tästä vedestä tuotetaan hengitettävää ilmaa, jolla ylläpidetään elämää aluksella. Kuutukikohdassamme ei käytetä ainoastaan tukikohdan sisällä kerättyä vettä, vaan myös louhittua kuun jäätä. Ilma virkistetään ilmansuodatinjärjestelmän avulla.
Paineistetut happisäiliöt ovat varajärjestelmä hengitysilman synteesin päämenetelmälle. Miehittämättömät rahtialukset kuljettavat näitä happisäiliöitä ja toimittavat ne kuutukikohtaan.
Kuussa kasvatettavat kasvit ja levät tuottavat myös happea astronauteille. Kasvit ja levät voivat käyttää astronauttien päästämän hiilidioksidin uudelleen.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Kuuhun suuntautuvalla lennolla on pääasiassa tieteellisiä tarkoituksia. Ensinnäkin on tutkittava eliöitä ja kuun vaikutusta niiden kasvuun ja elintoimintoihin. Viemme eläimiä (kuten rottia, kanoja ja mehiläisiä) ja kasveja kuuhun ja vertaamme painovoiman ja säteilyn vaikutuksia kuussa ja maan päällä.
Toiseksi, kuun maaperän tutkimus. Testejä tehdään kuun hiekalle, maaperälle, kiville ja kraattereille. Näin saamme lisää tietoa kuun koostumuksesta ja siitä, miten kuu on muodostunut.
Lopulta tavoitteena on perustaa pysyvä siirtokunta Kuuhun. Kuutukikohta on kuun pysyvän asutuksen alku. Tutkimus auttaa myös mahdollistamaan tulevaisuudessa asumisen muilla planeetoilla, kuten Marsissa.
Tulevaisuudessa tukikohtaa voidaan käyttää myös matkailukohteena, jossa voi tehdä matkoja kuuhun.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Kuun leiripaikassa ei ole koskaan pimeää, joten emme voi luoda "luonnollista" päivä-yö-sykliä kuussa. Tämän vuoksi astronautit noudattavat Maan päivä-yö-sykliä. Tämä helpottaa myös yhteydenpitoa maan kanssa, ja koska kuun astronautit eivät asu kuussa pysyvästi, heidän on helpompi sopeutua jälleen elämään maan päällä.

Kuutukikohdan miehistö koostuu 6 henkilöstä, jotka on jaettu kahteen ryhmään. Turvallisuuden vuoksi nämä kaksi ryhmää eivät koskaan nuku samaan aikaan. Kolme ihmistä on aina hereillä havaitakseen ja ratkaistakseen mahdolliset ongelmat.

Ensimmäinen ryhmä nukkuu kello 20.00-3.00. Toinen ryhmä nukkuu kello 3.00-10.00. Toisen ryhmän nukkuessa ensimmäinen ryhmä syö aamiaista kello 3.00-3.45. Sen jälkeen he urheilevat tunnin ajan pysyäkseen vahvoina ja saavat 15 minuuttia aikaa suihkuun. Tämän jälkeen astronauteilla on puolitoista tuntia vapaa-aikaa, jonka he voivat käyttää oleskelutilassa hengailuun ja soittaa perheelle ja ystäville maan päällä. Kello 6.30-10.00 tämä ryhmä menee töihin. Kello 10.00 toinen ryhmä herää. Sen jälkeen miehistö syö aamiaista yhdessä 45 minuuttia, tekee päivän suunnitelman ja pitää yhteyttä maanpäälliseen tukikohtaan. Toinen ryhmä urheilee kello 10.45-11.45 ja käy sitten suihkussa, kun toinen ryhmä työskentelee. Myös toinen ryhmä menee sen jälkeen töihin. Kahdesta kolmeen koko miehistö syö lounasta. Lounaan aikana he ottavat yhteyttä maanpäälliseen tukikohtaan ja pohtivat tähänastista päivää. Kello 18.00 asti miehistö työskentelee jälleen. Sen jälkeen miehistö syö yhdessä päivällistä, ottaa yhteyttä maanpäälliseen tukikohtaan ja pohtii kulunutta päivää. Sen jälkeen ensimmäinen ryhmä menee nukkumaan, kun taas toinen ryhmä työskentelee jälleen. Kello 23.30 tämä ryhmä syö ja sillä on vapaa-aikaa kello kolmeen asti. Sen jälkeen tämä ryhmä menee nukkumaan ja toinen ryhmä herää. Näin päivä-yö -kierto alkaa uudelleen.

Muut hankkeet:

  Kuun tutkimusmatkailijat

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  moonfuture

 

  Shanghai Qingpu Senior High School
    Kiina
  Cyrille

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  NormiX

 

  Zespół Szkół Ogólnokształcacych i Technicznych w Sompolnie
    Puola