Moon Camp Pioneers:ssä jokaisen tiimin tehtävänä on suunnitella 3D-suunnittelulla kokonainen kuun leiri valitsemallaan ohjelmistolla. Heidän on myös selitettävä, miten he käyttävät paikallisia resursseja, suojelevat astronautteja avaruuden vaaroilta ja kuvaavat kuuleirin asuin- ja työskentelytilat.
Kolmas sija - ESA:n jäsenvaltiot
Oban High School Oban-Argyll ja Bute Yhdistynyt kuningaskunta 16, 15, 14, 13 5 / 1 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360
Hankkeessa pyritään luomaan tukikohta kuuhun. Meillä on muutama kupoli pinnalla, mutta suurin osa suunnittelustamme on tarkoitus sijoittaa maan alle. Tukikohtaan mahtuu mukavasti 10 astronauttia ja mahdollisesti enemmänkin, jos miehistöt työskentelevät vuorotellen, ja se sisältää perusmukavuudet, kuten wc:t, asuntolat, keittiön ja yhteistilat, mutta myös työhön liittyviä tiloja, kuten työpajoja, varastotiloja, laboratorioita ja kasvihuoneen. Tukikohdassa on myös päätukikohdasta erillinen lisäkupoli, joka sisältää korkean energian ja korkean lämpötilan prosesseja, kuten elektrolyysikammiot ja uunit. Tämä erottelu auttaa suojaamaan päätukikohtaa näiden järjestelmien vikaantuessa. Tukikohta on rakennettu pääasiassa alumiinista sen lujuuden ja keveyden vuoksi sekä siksi, että tukikohdan ylläpitoon tarvittava ylimääräinen alumiini voidaan louhia kuun regoliitissa olevasta malmista käyttäen FFC Cambridge -prosessia, joka on yksi tässä tukikohdassa tutkittavista prosesseista. Tukikohdassa käytetään myös kuun maaperää rakennusmateriaalina, joka suojaa miehistöä säteilyltä.
Tämän tukikohdan perustamisen pääasiallinen syy on toimia tieteellisen tutkimuksen alustana kuussa. Tukikohdan ansiosta astronautit voisivat pysyä kuussa paljon pidempään, mikä tarkoittaa, että kuuympäristössä voitaisiin tehdä enemmän kokeita ja projekteja, mikä puolestaan parantaisi pitkällä aikavälillä merkittävästi ymmärrystämme kuusta ja maailmankaikkeudesta. Toinen tärkeä tarkoitus olisi tutkia ympäristöä ja sitä, miten tietyt asiat reagoivat siihen, sekä tutkia kuun pintaa, harjoitella ruoan viljelyä kuussa ja tutkia tuloksia, joita saadaan pitkäaikaisesta elämisestä alhaisemman painovoiman ympäristössä. Nämä tiedot voitaisiin helposti kerätä ja jakaa takaisin Maahan tieteellistä käyttöä varten. Nämä tiedot voisivat olla erittäin hyödyllisiä tulevien avaruusalusten kehittämisessä, astronauttikoulutuksen suunnittelussa tai jopa maan teknologian parantamisessa.
Kuun perusleirimme rakennettaisiin Kuun etelänavalle De Gerlachen kraatterin ja Shackletonin kraatterin väliselle harjanteelle. Tämä sijainti on edullinen, sillä kun aurinko valaisee tätä osaa kuusta, se leijuu juuri horisontin alapuolella tai yläpuolella, jolloin lämpötila pysyy suhteellisen vakaana, jopa 54 °C:ssa. Auringon saatavuus auttaa kasvihuoneen viljelykasvien kasvattamisessa ja tukikohdan energiantuotannossa aurinkopaneelien avulla sekä estää laitteita jäätymästä pysyvästi. Tässä paikassa on myös monia tärkeitä luonnonvaroja, kuten jääesiintymiä ja kuun regoliittia, joka sisältää malmeja, kuten anortosiittia. Maasto on myös hyvin helppokulkuista jalan tai mönkijällä, koska harjanteiden rinteet ovat loivia ja maanpinnan roskia on vähän. Sijaintipaikalla on myös suora satelliittiyhteys Maahan sen suunnan vuoksi.
Kuten edellä on selitetty, alusta on tehty pääasiassa alumiinista, koska sitä on saatavilla sekä kuussa että maapallolla ja koska se on kevyt, luja ja materiaalinen, ja se on myös testattu hyvin avaruusympäristössä, koska ISS on rakennettu siitä. Tukikohta on rakennettu pääasiassa kupoleista ja sylintereistä, jotta minimoidaan reunoilla olevat painepisteet ja vähennetään tukikohdan ulkopuoliseen paine-eroon perustuvien murtumien riskiä. Tämä suunnitteluvalinta helpottaa myös rakenteen rakentamista huomattavasti, koska nämä pyöreät rakenteet voidaan segmentoida ja kuljettaa helposti avaruusaluksessa ja koota. Suurin osa tukikohdasta peitetään myös muutamalla metrillä kuun maaperää, joka suojaa tukikohtaa lentäviltä roskilta ja säteilyltä. Anortosiittimalmista saadaan FFC Cambridge -prosessissa myös piitä ja alumiinia, joita voidaan käyttää joidenkin kuutukikohdan komponenttien valmistukseen.
Ainoat laitteet, joita tarvitsisi tuoda maasta, ovat kaivosrobotit ja kaivoslaitteistot tarvittavan lian, jään ja malmin hankkimiseksi. Alkuperäiset tukikohdan moduulit voidaan myös kuljettaa avaruusaluksella kuuhun, jotta ihmiset voivat selviytyä kuussa pysyvän tukikohdan perustamisen ajan. Tukikohdan rakentamisessa ja kunnossapidossa hyödynnettäisiin myös 3D-tulostimia, sillä erityiskomponentteja ja työkaluja voidaan valmistaa Maasta kuljetettavasta muovista ja metallista.
Kuten aiemmin on selitetty, aiomme rakentaa leirimme suurimmaksi osaksi maan alle ja peittää sen kuun maaperällä, jotta astronautit ovat suojassa auringon säteilyltä ollessaan rakennuksen sisällä. Kuun maaperä suojaa hyvin säteilyltä, sillä muutama metri tätä materiaalia suojaa useimmilta säteilytyypeiltä. Maaperä suojaa myös asteroideilta ja lentäviltä roskilta, joita astronautit ja tukikohta kohtaavat. Astronautit käyttävät avaruuspukuja ja kuuajoneuvoja, jotka pitävät heidät turvassa ja auttavat heitä paremmin, kun he matkustavat leirin seinien ulkopuolelle. Kukin moduuli on erotettu päätukikohdasta sisäisillä ilmalukoilla, jotka voivat sulkea ja auttaa pitämään miehistön hengissä rungon rikkoutuessa. Tukikohdassa on myös keskusilman puhdistus- ja kiertojärjestelmä, mutta se voidaan eristää, jotta muutama tai vain yksi moduuli pysyy hengissä rungon rikkoutuessa. Ainoat moduulit, joissa on omat ilmajärjestelmät, ovat työpaja, tiedelaboratorio ja sisäänkäynti. Tämä on tehty siltä varalta, että nämä tilat saastuvat tai myrkyttyvät, ja näin voidaan estää ilman kiertäminen koko tukikohdassa. Tukikohdassa on myös ilmansuodatusjärjestelmiä, joilla estetään miehistön hengittämät haitalliset kaasut ja hiukkaset, esimerkiksi kuupölyssä on silikaattia, joka suurina määrinä hengitettynä voi vahingoittaa keuhkoja. Kaikki korkean energian prosessit pidetään erillään asumismoduuleista, mikä voi estää koko tukikohdan tuhoutumisen katastrofaalisen vian sattuessa. Putkissa, jotka kuljettavat näiden prosessien tuotteet tukikohtaan, on myös paineaktivoituja panoksia, jotka rikkovat putken paineiskun sattuessa ja estävät tukikohdan vahingoittumisen.
Kuuleiri saa virtansa pääosin auringosta 99 aurinkopaneelin avulla, jotka voidaan kääntää aina aurinkoa kohti ja jotka asetetaan paikalleen tukikohdan ympärille ja jotka tuottavat virtaa päivällä, syöttävät virtaa tukikohtaan ja lataavat tukikohdan litiumioniakkuja yöllä. Nämä aurinkopaneelit tuottavat enintään 135,63 kW, mikä tarkoittaa, että 12 tunnissa aurinkopaneelit tuottavat yhteensä 5,86 MJ.
Ilmaa tuotetaan monin eri tavoin veden pilkkomisesta FFC Cambridge -prosessiin; moduulien ilma ei sisällä typpeä, koska ihmiset eivät tarvitse typpeä selviytyäkseen. Happea tuotetaan syöttämällä jäästä sulatettua vettä elektrolyysikammioon, jossa se jaetaan hapeksi ja vedyksi. Vety kuljetetaan varastosäiliöihin käytettäväksi rakettipolttoaineena ja happi kuljetetaan päätukikohtaan. FFC Cambridgen prosessi on kokeellisempi ja tuottaa myös happea, jota käytetään rakettipolttoaineena ja hengitysilmana.
Vettä tuotetaan jälleen sulattamalla jääkerrostumia, ja se käytetään joko hapen valmistukseen tai johdetaan tukikohdan säiliöihin juomavedeksi. Vesi suodatetaan epäpuhtauksien ja juomakelvottomien molekyylien poistamiseksi, jotta se on turvallista juoda. Tätä vettä käytetään juomaveteen ja muihin järjestelmiin, mutta suurin osa siitä kierrätetään ja suodatetaan uudelleen.
Suurin osa elintarvikkeista tuodaan Maasta, mutta sitä täydennetään kuussa tuotetuilla viljelykasveilla ja elintarvikkeilla. Kuussa tuotettu ruoka ei ole ensisijainen ruoanlähde, mutta jos ruoan kuljettamisessa Maasta ilmenee ongelmia, miehistö voi selviytyä kuussa kasvatetuilla tuotteilla.
Astronauttien tuottama orgaaninen jäte voidaan kompostoida tai käyttää lannoitteena kasvaville kasveille. Haluaisimme myös ottaa käyttöön roskista kaasuksi -reaktoreita, sillä niiden avulla roskat voidaan muuttaa kaasuksi, jota miehistö voi käyttää uudelleen rakennuksessa tai mönkijöissä, sillä reaktorit käyttävät termistä hajoamisprosessia muuttaakseen jätteet kaasuksi. Ilman ja veden suodatusta käytettäisiin myös jätteen määrän rajoittamiseksi. Nestemäiset jätteet suodatetaan ja kierrätetään vedentuotantojärjestelmien kuormituksen minimoimiseksi ja energian säästämiseksi. Puhdasta, mutta järjestelmien läpi juoksutettua vettä, jota ei voi juoda, käytetään käymälöissä ja kasvien kasteluun.
Käytämme viestijärjestelmiä ja 4,2 metrin suurvahvuista, levitettävää parabolista antennia lähettämään viestejä Queqiaon relesatelliitille yhteydenpitovälineenä Maahan. Queqiaon relesatelliitti on satelliitti, joka on laukaistu L2-halo-kiertoradalle, jossa se on täydellisessä paikassa, jotta se voi lähettää viestejä Kuusta Maahan ja päinvastoin ilman ongelmia. Tämä johtuu siitä, että se on ainoassa paikassa, jossa se pääsee Kuun toiselle puolelle, mutta voi silti tavoittaa Maan ilman pelkoa siitä, että Kuu estää sen lähetyksiä. Queqiaon lähetykset voidaan yhdistää muihin LEO-satelliitteihin viestien välittämiseksi mille tahansa yritykselle.
Tarvitsemme myös viestintävälineitä kuuhun. Näin ollen otetaan käyttöön perusradiot, joiden avulla voidaan kommunikoida astronauttien lisäksi myös muiden kuutukikohtien kanssa.
Tutkimuksemme aiheina ovat matalan painovoiman ympäristö ja geologia. Koska nämä kaksi aihetta ovat tukikohdan pääpaino, tietojen kerääminen kyseisistä aiheista on ensisijainen tavoite tutkimuksen käytössä. Jään ja maaperän keräämiseksi käytetään porausmenetelmiä, joita voidaan tutkia ja kokeilla leirillä. Näillä kokeilla voidaan selvittää lisää tietoa tietyistä alueista, kuten maaperän sisältämistä ainesosista, siitä, miten säteily vaikuttaa kuun alkuaineisiin, kuinka paljon tietoa voidaan saada talteen aurinkokunnan muodostumisen ajalta peräisin olevista maaperä- ja jäänäytteistä ja jopa siitä, miten kasvien kasvattaminen kuun maaperässä onnistuu, kun otetaan huomioon maaperän erilainen rakenne.
Vaikka tukikohtaan rakennettu kuntosali on tarkoitettu astronauttien fyysisen ja henkisen kunnon tukemiseen, sen avulla voidaan myös kerätä tietoa siitä, miten alhainen painovoima vaikuttaa ihmiskehoon. Näin voidaan myös saada tietoa siitä, miten yksilön rutiineihin vaikuttaa tämä erikoinen ympäristön muutos, ja samalla saadaan tietoa siitä, miten epäillä henkilön matalan painovoiman affiniteetin oireita riippuen siitä, miten hänen kehonsa fyysisesti käyttäytyy. Tutkimme myös FFC Cambridgen prosessia, sillä se on vielä kokeiluvaiheessa, koska maapallolla ei ole regoliittia, mutta kuussa edistyminen lisääntyy huomattavasti. Tämä prosessi auttaa toteuttamaan tulevaisuudessa suurempia kuutukikohtia, koska se tuottaa rakennusmateriaaleja paikallisesti kuussa.
Auttaaksemme astronautteja valmistautumaan tulevaan kuutehtävään haluaisimme lisätä seuraavat asiat osaksi heidän koulutusohjelmaansa;
Ehdokkaat on perehdytettävä perusteellisesti olosuhteisiin, odotettavissa olevaan ympäristöön ja siihen, millaisia ongelmia ja ratkaisuja voi tulla esiin matkan aikana.
Harjoituksia, harjoituksia ja sitten yleisiä testejä kuun ympäristöön liittyvissä skenaarioissa, jotka toteutetaan simulaattoreissa ja joissa käsitellään juuri niitä ongelmia, joista raportissa puhutaan.
Sisällyttää vedenalainen/allasharjoittelu niiden järjestelmiin. Uima-altaissa voidaan simuloida alhaisen painovoiman tunnetta, johon astronauttien olisi totuttava ennen kuuhun lähtöä. Harjoitusten tekeminen, käveleminen tai pelkkä vedessä kelluminen saa heidät sopeutumaan alhaisen painovoiman tunteeseen, ja ajan myötä he oppivat liikkumaan vedessä pukujensa kanssa. Tämä on osoittautunut hyödylliseksi, sillä Apollo-lentoihin valmistautuvat astronautit olivat käyneet läpi saman koulutuksen.
Rakenna mallinnuspohja. Turvallisuusprotokollia voidaan käyttää mallitukikohdissa, jotta voidaan varmistaa, ettei kukaan ryhmän jäsenistä hyydy ja että kaikki tietävät, miten toimia hätätilanteessa. Mallitukikohdista on hyötyä myös tutustumisen kannalta, sillä ne tarjoavat ehdokkaille mahdollisuuden tutustua laboratorioihin ja työpajoihin ja samalla mahdollisuuden nähdä asuintilat, jotta he tottuisivat pohjapiirustukseen.
Pitkäaikainen eristysharjoittelu. Miehistöt koulutetaan työskentelemään yhdessä ja toimimaan pitkäaikaisessa eristyksessä yhdessä mallitukikohdassa, jossa simuloidaan yksinolon sosiaalisia näkökohtia ja haasteita.
Käytämme kulkuneuvoa kuljettamaan astronautteja tehtäväkohteisiin, muihin mahdollisiin leireihin, kaivospaikkoihin tai vain tutkimaan maata. Mönkijämme suunnittelun mukaan ajoneuvo käyttää aurinkoenergiaa energian tuottamiseen sekä laturia, joka liitetään päätukikohtaan ja joka huolehtii koneen virransyötöstä. Mitä tulee siihen, miten matkustaisimme kuun ja maan välillä edestakaisin, olemme päätyneet käyttämään matkan tekemiseen SpaceX Starshipin kaltaisia uudelleenkäytettäviä raketteja. Tämä on loistava ajatus, koska raketteja voitaisiin tankata sekä maapallolla, jossa on resursseja, että kuussa, jossa on vetyä ja happea, jotka on erotettu kuun jäävedestä, joka on kerätty sieltä. Avaruuspukuja olisi myös saatavilla, jotta astronautit voisivat kulkea Kuun maisemissa jalan. EVA-aika olisi kuitenkin rajallinen säteilyaltistuksen vuoksi.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 