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: Aquasis

Matematiikan lukio "Dr Petar Beron"  Varna    Bulgaria 18   2 / 1


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Vesi on elämän perusedellytys, ja se tekee planeetastamme niin ainutlaatuisen. Jokaisen elävän lajin elimistön koko toiminta perustuu veteen. Yksinkertaisesti sanottuna se on elintärkeää avaruussiirtokuntien kehittämiseksi. Tästä näkökulmasta katsottuna ensimmäinen askel Kuun valloittamiseksi on oppia hyödyntämään sen vesiesiintymää asianmukaisesti.

Aquasis on sekä tutkimuskeskus, jossa tutkitaan Kuun napojen vesijäätä, että tavallaan voimalaitos raketteja varten, jotka käyttävät Kuuta lähtökohtana syvän avaruuden tutkimukselle.

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Aiomme rakentaa kuutukikohtamme Kuun etelänavalle. Etelänapa näyttää olevan paikka, joka tarjoaa meille parhaat elinolosuhteet. Hiljattain vahvistettiin, että siellä on mahdollisesti suuri määrä vesijäätä, ja sen suurin pitoisuus esiintyy etelänavan kraatterien keskuksissa. Sen lisäksi, että käyttäisimme tätä jääesiintymää astronauttien juomaveden hankkimiseen, voisimme käyttää sitä vedyn ja hapen tuottamiseen, jotta voisimme luoda hengitettävän ilmakehän. Sitä voitaisiin käyttää myös kasvien kasvattamiseen, rakettipolttoaineen tuottamiseen ja suojana avaruuden säteilyä vastaan. Energian saannista puheen ollen, vaikka etelänapa on suurimmaksi osaksi varjojen peitossa, tietyt alueet, kuten kraatterien reunat, ovat alttiina jatkuvalle auringonvalolle pitkiä aikoja.

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

Ei ole mikään salaisuus, että materiaalien kuljettaminen ulkoavaruuteen tai - meidän tapauksessamme - Kuuhun on verrattain kallista ja haastavaa. Kun otetaan huomioon avaruuslentojen nykyiset kustannukset, olisi parempi, jos emme luottaisi liikaa maapallon resursseihin. Ensimmäinen asia, joka tulee mieleemme, kun keskustelemme eri vaihtoehdoista, on 3D-tulostaminen kuun maaperän avulla. Sen lisäksi Kuussa on runsaasti metalleja ja suuria maan takaisten alkuaineiden esiintymiä, joita voisimme hyödyntää. Kuun maaperä, joka tunnetaan myös nimellä regoliitti, olisi esimerkiksi erinomainen rakennusmateriaali. Yhdistämällä sen polymeereihin voisimme luoda 3D-tulostukseen tarvittavaa raaka-ainetta. Regoliitissa ei ole runsaasti orgaanisia aineita kuten Maan maaperässä, emmekä käyttäisi sitä kasvien kasvattamiseen. Sen merkittävin etu rakennuskäytön kannalta on kuitenkin se, että se voisi suojata meitä sekä säteilyltä että äärimmäisiltä lämpötiloilta. Kun lisäksi NASA ja ESA ovat yhtä lailla mukana tutkimassa kuun maaperän ominaisuuksia, meillä on jo valmiiksi maaperä, jolle astua, joten meillä on ensinnäkin vankka perusta jatkotutkimuksille. Muita lupaavia paikallisia materiaaleja ovat suurella varmuudella kuun lasi ja jotkin metallit, joita voimme louhia suoraan Kuusta, kuten alumiini, rauta, pii aurinkopaneelien valmistukseen jne.

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

Avaruussäteilylle altistuvilla alueilla käytämme osan keräämästämme vedestä suojaukseen. Kaksi asiaa tekevät vedestä niin tehokkaan säteilysuojan lähteen: sen tiheys ja halpuus. Käytämme sitä jo suojaamaan ydinvoimalaitoksissa säteilyltä, joka on samankaltaista kuin kosminen säteily, joten meillä on jo jonkin verran kokemusta alalta. Asutuksen seinät täytetään vedellä. Vesikerroksen sisälle sijoitetaan antureita, jotka tarkistavat säteilytasot ja antavat meille palautetta suojan tehokkuudesta. Turvallisuussyistä tärkein asuinalue rakennetaan kuitenkin maan alle, jonne säteily ei pääse juurikaan.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Vesi otetaan etelänapa-alueen jäästä autonomisilla koneilla, ja se kuljetetaan päätoimintapaikalle ilmateitse kulkevalla raitiovaunulla kraatterin inhorealistisen pimeästä ja kylmästä keskiosasta, jossa vesihiukkaset kerääntyvät jään muotoon jatkuvasti erittäin matalien lämpötilojen vuoksi, lähes ympärivuotisesti auringon valaisemalle reunalle, jossa päätukikohtamme sijaitsee. Riippuen siitä, mihin tarkoitukseen käytämme vettä, tarvitaan tietty käsittelyprosessi. Juomaveden saamiseksi jää olisi sulatettava, ja sitten siitä saamamme vesi suodatetaan, puhdistetaan ja mineralisoidaan. Kaivamaamme vettä käytetään myös aeroponiikkaan, suojaukseen ja rakettipolttoaineen tuottamiseen jakamalla se vedyksi ja hapeksi aurinkoenergian avulla.

Aeroponics-moduulissa tuotetaan kasvipohjaista ruokaa. Sen lisäksi valmistamme laboratoriossa muita tuotteita, kuten lihaa, jotta saamme aikaan tasapainoisen ruokavalion, joka on ratkaisevan tärkeää astronauttien hyvinvoinnin kannalta. Niin sanottua viljeltyä lihaa kasvatetaan eläinsoluista laboratoriossa. Viljely tapahtuu bioreaktorissa, joka simuloi eläimen kehon ympäristöä. Kun solut saavuttavat odotetun tiheyden, ne erotetaan liemestä, johon ne on asetettu. Eläimiä tuskin on mukana, sillä niiden osallistuminen rajoittuu kudoksen poistamiseen biopsian avulla, joka tehdään lähes varmasti maapallolla.

Ensisijainen sähkönlähteemme ovat aurinkopaneelit, sillä valitsemamme paikka altistuu tarpeeksi auringonvalolle tukikohdan käyttämiseen. Aurinkopaneelien kanssa työskentelyssä ongelmana on se, että niiden hyötysuhde on melko alhainen. Se on arviolta hieman yli 20%. Tämä haaste voitettaisiin käyttämällä hiilinanoputkien kuituja, joilla on kyky absorboida laajakaistan hukkalämpöä ja muuntaa se sähköksi. Tämän menetelmän avulla aurinkopaneelien hyötysuhde saataisiin nelinkertaistettua, jolloin se olisi yli 80%. Tuotettua aurinkoenergiaa käytettäisiin myös vetypolttoaineen tuottamiseen erottamalla vesimolekyylin happi ja vety.

Aivan alussa tuomme sekä typpeä että happea Maasta, jotta tukikohtaan saadaan ilmaa. Heti kun alamme ottaa vettä syvältä Kuun kraatterien pinnalta, meillä on kaksi lisävaihtoehtoa. Joko saamme vedestä happea ja sekoitamme sen Maasta tuomaamme typpeen tai käytämme helioxia. Heliox on heliumista ja hapesta koostuva hengitettävä kaasu, jonka tiheys on pienempi kuin itse ilman tiheys. Sitä käytetään lääketieteessä, koska se vähentää hengitysteiden vastusta, ja sitä käyttävät yleisesti sukeltajat, jotka uivat syvyyksissä täällä maapallolla. Pystyisimme tuottamaan tukikohdassa täysin paikallisia resursseja käyttäen saamalla tarvitsemamme hapen vedestä ja louhimalla heliumia Kuusta.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Kuun navoilla arvioidaan olevan yli 600 miljardia kiloa vesijäätä. Vettä tarvitaan tulevissa ihmissiirtokunnissa, joten on erittäin järkevää keskittyä tutkimaan Kuun jääesiintymiä. Vesi olisi mahdollisesti virstanpylväs Kuun valloittamisessa sen monien sovellusten vuoksi. Tavoitteenamme on luoda omavarainen tukikohta, joka ei ole riippuvainen Maasta tulevista tarvikkeista. Ennen kuin voimme kaupallistaa Kuun perustamalla yrityksiä ja rakentamalla teollisuutta, meidän on tarkkailtava ja tutkittava paikallista ympäristöä, ja vesi on aluksi tärkein painopistealue. Vesi on meille itsestäänselvyys, mutta se on niin välttämätöntä elämälle, että sitä voidaan pitää arvokkaimpana resurssinamme.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Aamulla astronauttimme huolehtivat ensimmäiseksi hygieniatarpeistaan, kuten suihkussa käymisestä, hampaiden pesusta ja niin edelleen, eli yleisesti ottaen valmistautumisesta päivää varten. Ennen aamiaisaikaa he viettävät noin puoli tuntia kuntoillen asuintilan kuntosalissa. Liikunta on elintärkeää hyvän terveyden kannalta, varsinkin kun eletään ja työskennellään olosuhteissa, jotka poikkeavat niin paljon maapallon ympäristöstä. Harjoittelun jälkeen he menevät aamiaiselle, keskustelevat päivän yksilöllisistä tehtävistään ja käyvät lyhyen aamukeskustelun herättääkseen heidät. Sen jälkeen he jakautuvat ryhmiin ja ryhtyvät töihin. Kyseiset ryhmät muodostuvat seuraavasti - aeroponikkamoduulin työntekijät, jotka huolehtivat kasveista ja tutkivat kasvuprosessia; ihmiset, jotka huolehtivat logistiikasta, varastojen järjestämisestä ja organisoinnista; laboratorion sisällä olevat tiedemiehet, jotka osallistuvat vedenkäsittelyyn ja bioreaktoreiden huoltoon; ne, jotka osallistuvat vesijään louhimiseen kraattereista tarkistamalla ja ylläpitämällä louhintarobottien ja kuljetusjärjestelmien kuntoa. Jokaisen astronautin on myös tarkistettava tukijärjestelmät, valvottava teknisiä laitteita ja vastattava Maan valvontakeskuksen puheluihin. Työprosessin aikana jokaisella miehistön jäsenellä on mahdollisuus levätä aina, kun työtaakka tuntuu liian raskaalta, jokainen määrittelee oman aikataulunsa, ja kun hän on saanut tehtävänsä valmiiksi, työpäivä päättyy. Päivällisen aikana he kokoontuvat jälleen kerran pöydän ääreen viettämään aikaa toistensa seurassa. Ennen nukkumaanmenoa astronauteilla on muutama tunti aikaa itselleen, jolloin he voivat valita, käyvätkö he kuntosalilla, osallistuvat viihdekeskuksen aktiviteetteihin vai ovatko he yhteydessä perheeseensä, sukulaisiinsa ja ystäviinsä Maassa sähköpostien, puheluiden ja videokeskustelujen välityksellä.

Muut hankkeet:

  Kuun etsijät

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Lacus Somniorum

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Hanke 9

 

  Melanchthon
    Alankomaat
  Machu Picchun joukkue

 

  PAUC
    Peru