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: S.P.I.D.E.R.

Tudor Vianu National Highschool of Computer Science (kansallinen tietotekniikan lukio)  Bukarest    Romania 16, 17   2 / 0


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

Kuuleirimme S.P.I.D.E.R.:n päätarkoituksena on avaruuden tutkimus, mutta sen tarkoituksena on myös simuloida muiden planeettojen asuttamista. Se antaa astronauteille ja tutkijoille laajemman ymmärryksen maailmankaikkeudestamme ja siitä, mitä tarkoittaa elää Maan ulkopuolella. Hyödynnämme kaikkea käytettävissämme olevaa: Shackletonin kraatterin sisältämästä jäästä hankittua vettä, jatkuvaa auringonvaloa etelänavalla ja kuun regoliittia tutkimukseen ja jopa kasvien viljelyyn. Astronauttimme saavat käyttöönsä mönkijän, jonka avulla he voivat matkustaa Kuun muihin osiin, sekä lähellä olevat Shackletonin ja Shoemakerin kraatterit, jotka ovat myös tieteellisesti kiinnostavia. Leiri istuu Kuun pinnalla, ja se on ankkuroitu vahvasta teräksestä valmistetuilla pienillä hämähäkkimäisillä jaloilla. Kuuleirissä asuu pieni kahden astronautin ryhmä, joka tekee tieteellisiä kokeita ja oppii lisää Kuusta ja avaruudesta yleensä. Lisäksi he tutustuvat siihen, mitä tarkoittaa elää toisella planeetalla (vaikka se onkin satelliitti). Sen jälkeen he tuovat havaintonsa ja kokemuksensa takaisin Maahan ja toivottavasti rohkaisevat muita ihmisiä laajentamaan näköalojaan. Halusimme rakentaa astronauteillemme parhaan mahdollisen leirin, jotta he voisivat harjoittaa tiedettä ja nauttia avaruuselämästä.

2.1 Minne haluat rakentaa Moon Campin?

Kuuleirimme sijaitsee etelänavalla, lähellä Shackletonin kraatteria. Näin meillä olisi jatkuvasti auringonvaloa, joka antaa leirillemme virtaa aurinkopaneelien avulla, ja varastoimme osan tästä energiasta polttokennoihin kuunpimennyksiä varten. Kraatterin sisällä mitatut suuret vetypitoisuudet voivat myös viitata vesijäähän, mikä on ratkaisevan tärkeää astronauttiemme kannalta. Koska saatamme törmätä meteorisateisiin, kapseloimme leirimme Kevlarilla, joka on erittäin kevyttä ja kestävää. Jos tieteellinen tutkimus sitä vaatii, astronautit käyttävät Roveria kulkemaan minne tahansa. Suunnittelemme myös kauko-ohjattavia Kevlar-suojattuja kulkureita pitkän matkan matkoja varten, jotka toimivat myös aurinkoenergialla, joissa on polttokenno ja hätätilanteen varalta RTG, jonka avulla voisimme vierailla jopa Kuun kaukaisimmalla puolella.

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

Ajattelimme tätä suunnittelua niin, että jokaisella astronautilla olisi oma henkilökohtainen tilansa, mutta heillä olisi myös yhteinen huone, jossa he voisivat työskennellä ja rentoutua yhdessä. Halusimme, että he tuntevat olonsa kodikkaaksi ja kotoisaksi, joten varmistimme, että Moon Campissa on kaikki sen elementit. Koska kaikki käyttämämme materiaalit ovat kevyitä, niiden tuominen avaruusaluksella ei ole ongelma. Halusimme myös, että kuuleirimme olisi modulaarinen, jotta sen rakentaminen kuun pinnalla olisi helppoa ja jotta se olisi helposti korjattavissa, jos jotain tapahtuu. Ensin meidän on asennettava leirimme tuet, jotka ovat hämähäkkijalat. Paksut alumiiniseoslevyt muodostavat alustamme. Kaikki kerrokset lukitaan ilmatiiviisti toisiinsa. Tunnelit tehdään kolmesta tällaisesta kolmion muotoisesta kerroksesta. Tutkimuskäyttöön tarkoitettu pallo koostuu kolmion muotoisista ikkunoista, jotka on valmistettu lämpölasista. Roverit kootaan tukikohdan ulkopuolella, ja ne ovat myös modulaarisia. Viimeiset kuutukikohtaan liittyvät osat ovat aurinkopaneelit, jotka tulevat valmiiksi rakennettuina ja valmiina kiinnitettäviksi paikoilleen. Valitsimme hämähäkin muodon, koska tämä olento yhdistetään mytologiassa luomiseen, sillä se pystyy kutomaan omia maailmojaan. Selitämme materiaalivalinnan seuraavassa kappaleessa, sillä se liittyy vahvasti astronauttien turvallisuuteen.

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

Astronauttien terveys ja turvallisuus on meille ensisijainen tavoite, ennen kaikkea muuta. Siksi olemme tutkineet parhaita materiaaleja heidän hyvinvointinsa takaamiseksi. Siksi käytämme aerogeeliä, kevlaria, vahvaa alumiiniseosta ja lämpölasia. Aerogeeli neutralisoi kolme lämmönsiirtotapaa: konvektio, johtuminen ja säteily, ja siksi se on erinomainen lämmöneriste. Kevlarissa on riittävästi voimaa kestämään avaruusromun ja meteorien vaikutuksia. Lisäksi kevlar painaa vähän ja sillä on suuri kovuus. Ilman, että sen rakenne vahingoittuu tai sen muoto muuttuu, se voi kestää myös äärimmäisiä lämpötiloja. Törmäystutkimuksessa alumiiniseos toimii niin hyvin, että voimme käyttää tätä materiaalia ikkunaluukuissa, jotta roskat eivät tuhoa lasia, johon käytämme lämpölasia, koska se suojaa astronautteja sekä korkeilta että useimmiten matalilta lämpötiloilta ikkunoiden ympärillä ja avaruuden rasituksilta.

2.4 Selittäkää, miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille:

Vesi
Ruoka
Teho
Ilma

Tukikohtamme vesilähde on Shackletonin kraatterin sisällä oleva jää. Sen pinta on riittävän sileä, jotta kulkijamme pääsee jään luokse, minkä jälkeen käytämme lämmitettyä sähköporaa, jolla menemme auringon pinnan läpi ja sulatamme jään samalla. Tämä prosessi vie aikaa ja energiaa, joten emme tee sitä enempää kuin on tarpeen, mieluiten kerran viikossa. Säilytämme vettä säiliössä, ja astronautit käyttävät puhdistusjärjestelmää ennen sen juomista. Ihmisten kulutuksen lisäksi vettä käytetään myös elektrolyysiin ja kasvien kasvattamiseen.

Astronauttimme saavat tietenkin avaruusruokaa. Tämä takaa heille tasapainoisen ravinnon ja on helppoa ja turvallista säilyttää, valmistaa ja kuluttaa, mutta sen hintana on 0,64 kg/yksilöpäivä säilytystilaa, mikä ei ole optimaalista tehtävämme kannalta. Sen sijaan niiden ensisijainen ravinnonlähde on kasvihuone, jossa ne kasvattavat perunoita, selleriä ja tomaatteja vitamiinien ja hiilihydraattien saamiseksi, ja proteiinien pääasiallinen lähde on erilaiset vedessä elävät selkärangattomat nilviäiset (Mollusca), koska niillä on useita etuja: ne sopeutuvat helposti osittaiseen painovoimaiseen ympäristöön, ne eivät vaadi paljoa tilaa ja ne omaksuvat ravinteita ympäröivästä vesivirrasta rakentaakseen biomassaa. On jo olemassa hankkeita, joissa käytetään kuun regoliittia simuloivia aineita kasvien kasvualustana, ja sitä myös astronauttimme aikovat käyttää.

Tärkein virtalähteemme ovat aurinkopaneelit. Koska sijaitsemme Kuun etelänavalla, meillä on jatkuvasti auringonvaloa lukuun ottamatta kuunpimennyksiä, joita varten meillä on polttokennot varajärjestelmänä. Lähetämme myös kulkijoitamme paikkoihin, joissa Kuun auringonvalo on suurimmillaan, keräämään lisäenergiaa aurinkopaneeleillaan. Hätätilanteita varten (meteori vaurioittaa aurinkopaneelia tai aurinkopaneeli yksinkertaisesti vioittuu) meillä on radioisotooppilämpögeneraattori (RTG), joka saa virtansa plutonium-238:sta, koska sen puoliintumisaika on pitkä ja teho hyvä.

Astronautit tarvitsevat happea selviytyäkseen, ja sitä voidaan helposti hankkia Kuun kolmesta lähteestä: veden elektrolyysistä, Kuun regoliitista ja tietenkin kasveista. Ensimmäisestä, Na+- ja Cl-liuoksen avulla, astronautit saisivat H2:ta ja O2:ta. Lisäbonuksena H2 voidaan yhdistää uudelleen O2:n kanssa, jolloin saadaan puhdasta vettä, ja O2 voidaan UV- / X-säteilylle altistumisen jälkeen muuttaa O3:ksi, jolla on antibakteerinen vaikutus. Kuun regoliittia varten tarvittaisiin erittäin tarkkaa suodatinta, vaikka siinä onkin runsaasti happea, koska pienimmätkin jyvät voisivat joutua astronauttien keuhkoihin ja aiheuttaa mahdollisesti pitkäaikaisia terveysvaikutuksia. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, astronauttien kasvattamat kasvit ovat myös vahva hapenlähde. Sen aiheuttamien vaarojen vuoksi käyttäisimme kuun regoliittia vain viimeisenä keinona.

2.5 Selitä, mikä olisi Kuuleirin tärkein tarkoitus.

Rakastamme tiedettä, joten se on Kuuleirin päätarkoitus. Avaruudessa on yhä loputtomasti asioita, jotka kiehtovat meitä, ja olemme varmoja, että leirillemme osallistuvat tiedemiehet oppivat paljon tästä kokemuksesta. Tutkijat voivat tutkia Kuuta, sen pintaa ja kraattereita sekä avaruutta joko Kuuleiriin rakennettujen teleskooppien tai kauko-ohjatun kulkuneuvon avulla, jolla he voivat tutkia vaikeasti saavutettavia alueita ja saada tähtitaivaan näkymiä. Kuuleirimme toinen tavoite on majoittaa ihmisiä asumaan toiselle planeetalle. Kuuleiriltä palattuaan astronautit voivat kertoa kokemuksistaan ja innostaa muita haaveilemaan elämästä avaruudessa.

3.1 Kuvaa Moon Camp -astronauttimiehistön päivä Kuussa.

Astronauttimme, nimetään heidät Tiinaksi ja Bobiksi, heräävät tasan kello 06.00 (GMT-ajan mukaan). Kun kaikki järjestelmät on tarkastettu rutiininomaisesti varmistaakseen, että kaikki elintoiminnoista kasvien kasvuun toimii moitteettomasti, he syövät aamiaisensa. Bob syö simpukoita ja tomaatteja (hänen lempiruokansa Kuuleirillä), ja Tina tyytyy simpukoihin perunoiden kanssa. Tietenkin he voivat valita minkälaisen yhdistelmän vihanneksia ja nilviäisiä haluavat.

Sitten he suorittavat joitakin fyysisiä harjoituksia tasan klo 0700. Bob juoksee juoksumatolla ja Tina käyttää sisäpyörää. Tasan klo 07.30 he menevät kylmään suihkuun (emme halua käyttää liikaa energiaa, mutta sunnuntaisin he saavat huijata). He peseytyvät vesialtaasta otetulla vedellä, joka puhdistetaan uudelleen (jotta he eivät nielisi saippuaa) ja lähetetään takaisin vesialtaaseen. Käytössämme on myös biologinen jätteiden kierrätysjärjestelmä, joka auttaa niitä saamaan viljelykelpoista maata.

Tiedepäivä alkaa kello 0800. Tina tekee kokeita sisätiloissa, kun taas Bob pukeutuu ja suuntaa Kuun pinnalle, josta hän kerää regoliittia sekä kasvien käyttöön että tutkimukseen ja tekee tieteellisiä mittauksia Kuusta, Auringosta ja Maasta. Myöhemmin hän palaa leiriin, jossa Tina on saanut kokeensa valmiiksi. Kello 1200 he syövät lounaan, ja kello 1400 asti heillä on vapaa-aikaa, jonka aikana he voivat lukea, kirjoittaa rakkailleen ja rentoutua. Sen jälkeen on Bobin vuoro tehdä kokeita, kun taas Tina tarkastaa kasvit ja korjaa sadon, tarkistaa vesisäiliön ja tekee sitten tiedettä yhdessä Bobin kanssa, jonka kanssa hän syö välipalaa noin klo 1600.

Kello 18.00 he syövät illallista, nilviäisiä ja vihanneksia. Vapaa-ajan jälkeen he menevät nukkumaan klo 22.00. He nukkuvat samaan aikaan, ja heidän turvallisuutensa varmistamiseksi meillä on kerroksittain hälytyslaitteita häiriötilanteita varten, ja astronauteilla on lisäksi rannekkeet, jotka mittaavat heidän sydämenlyöntiään ja happisaturaatiotaan ja jotka voivat herättää heidät hätätilanteessa.

Muut hankkeet:

  Tehtävä Eos

 

  Salesianos de Lisboa - Oficinas de São José
    Portugali
  Kuun puu

 

  郑州轻工业大学
    Kiina
  Kuun lähettiläs

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kiina
  Aurora

 

  Batumin julkinen koulu #1
    Georgia