vuorovaikutteinen kuva

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Hankegalleria

 

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.

Lunarix

Ensimmäinen kokeellinen julkinen koulu  Tbilisi-Tbilisi    Georgia 16, 15   4 / 3 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

"Lunarix on aloittamassa jännittävää hanketta kuuleirin perustamiseksi kuun eteläpuolelle, Shackleton-kraatteriin. Hankkeen pääpaino on tieteellisessä tutkimuksessa ja tämän ainutlaatuisen kuualueen tutkimisessa. Kuuleiriin sijoitettu astronauttiryhmä tekee monenlaisia kokeita ja tutkimuksia, joiden tarkoituksena on avata kuun salaisuuksia ja laajentaa ymmärrystämme sen ominaisuuksista.

Yksi Lunarix-hankkeen keskeisistä tavoitteista on tutkia perusteellisesti Kuun geologiaa, mukaan lukien maaperää ja kivimuodostumia, jotta Kuun koostumusta ja alkuperää voitaisiin ymmärtää paremmin. Tämä tutkimus auttaa meitä ymmärtämään syvällisemmin kuun geologista historiaa ja antaa tietoa aurinkokuntamme muodostumisesta.

Lunarix-ryhmä tutkii myös kuun ilmakehää ja tekee kokeita saadakseen lisää tietoa sen luonteesta ja ominaisuuksista. Tämä tutkimus auttaa meitä ymmärtämään paremmin kuun ympäristöä ja sitä, miten se voi vaikuttaa tuleviin kuun tutkimuslentoihin ja ihmisen toimintaan.

Tieteellisen tutkimuksen lisäksi Lunarixin kuuleirihankkeeseen kuuluu myös astronauttien elintarpeiden tyydyttäminen.

1.2 - Miksi haluat rakentaa Kuuleirin? Selitä kuuleirisi päätarkoitus (esimerkiksi tieteelliset, kaupalliset ja/tai matkailutarkoitukset).

Kuuleirimme on omistettu pääasiassa tieteelliselle tutkimukselle. Matkustaminen kuuhun tilapäisesti ilman tukikohtaa vaikeuttaa tutkimuksen tekemistä. Leirin rakentaminen kuuhun saattaa vaikuttaa kalliilta, mutta todellisuudessa tutkimusten tekeminen kuussa maksaa pitkällä aikavälillä enemmän. Tämän tilan rakentaminen astronauteille ja tiedemiehille mahdollistaa siis pitkäaikaisen tutkimuksen tekemisen heti paikalla. Tutkimukset etenevät lyhyessä ajassa. Vaikka aluksi se on tarkoitettu lähinnä laajentamaan tietämystämme Kuusta, uskomme, että sillä on potentiaalia tulla suosituksi paikaksi matkailijoille. Tämän leirin tekeminen turistipaikaksi kattaa myös sen rakentamisesta aiheutuvat kustannukset.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Valitsimme Shackletonin kraatterin, koska siinä on pysyvästi valoisaa pimeyttä. Se tarjoaa molemmat ääripäät samassa paikassa: Osa kraatterin reunasta on lähes ympäri vuoden auringonvalossa, kun taas kraatterin pohja on pysyvästi pimeä. Kuussa ei ole ilmakehää eikä nestemäistä vettä, joten siellä vierailevien astronauttien on tuotava mukanaan kaikki tarvikkeensa, mikä on raskas ja siksi kallis yritys.

Miehittämättömät avaruusalukset ovat kuitenkin antaneet hyviä todisteita Shackletonin varjostetussa sisätilassa olevista jääkerrostumista, jotka ovat säilyneet haihtumiselta siellä vallitsevien poikkeuksellisen matalien lämpötilojen ansiosta, joten on mahdollista ja tärkeää käyttää tätä resurssia kuun veden saamiseksi ja suodattamiseksi.

Auringonvalo on tärkeää myös sen tuottaman sähkön vuoksi. Avaruustutkimus vaatii sähköä, ja vaikka voimme tuoda tätä energiaa Maasta, on parempi tuottaa se paikan päällä aurinkopaneeleilla (kuten kansainvälisellä avaruusasemalla).

2.2 - Miten aiot rakentaa kuuleirin? Pohtikaa, miten voitte hyödyntää Kuun luonnonvaroja ja mitä materiaaleja teidän pitäisi tuoda Maasta. Kuvaile tekniikoita, materiaaleja ja suunnitteluvalintojasi.

Leirin rakentaminen Kuuhun on suunniteltava huolellisesti. On tärkeää, että jokainen leirissä oleva henkilö on turvassa, joten leiri on rakennettava oikeaan paikkaan ja oikeista materiaaleista. Moon camp voitaisiin rakentaa erilaisilla menetelmillä. Ensinnäkin jätteen minimoimiseksi käytämme 3D-tulostustekniikkaa. Leirin rakentamisessa voitaisiin hyödyntää 3D-tulostustekniikkaa. Regoliittia voidaan käyttää tulostusmateriaalina, tai voimme jäähdyttää sulatetun pölyn ja maaperän ja muuttaa sen obsidiaaniksi. Kuun regoliittia käytetään myös seinien rakentamiseen säteilysuojaksi. Kuun maaperästä voidaan ottaa happea ja vetyä ja käyttää sitä elämän ylläpitoon ja polttoaineeksi.

2.3 - Miten kuuleirinne suojaa ja tarjoaa astronauteille suojan Kuun ankaraa ympäristöä vastaan?

Lunarix on tutkimusmatkailuun ja tieteelliseen tutkimukseen omistautunut tiimi, joka ymmärtää, että astronauttien turvallisuuden varmistaminen kuuleirillä on erittäin tärkeää.

Kuuleirin rakentamisessa käytettävän materiaalin on kestettävä ankara kuun ympäristö, mukaan lukien äärimmäiset lämpötilanvaihtelut, mikrometeoriitin iskut ja säteilyaltistus. 

Astronauteilla on leirin ulkopuolella liikkumista varten erikoislaitteita, kuten kulkuneuvoja, kuun kulkuneuvoja ja työkaluja kaivauksia ja näytteenottoa varten. Lisäksi käytetään EVA-pukuja (Extravehicular Activity), jotka suojaavat astronautteja avaruuden tyhjiöltä ja tarjoavat elintoimintoja. Näissä puvuissa on säteilysuojaus, lämpötilan säätö ja kestävä rakenne, jotta ne kestävät kuun hiertävää maaperää.

Leirin sisällä ilma suodatetaan kuupölyhiukkasten poistamiseksi, mutta astronauttien on käytettävä ilmanlaadusta riippuen sopivilla suodattimilla varustettuja naamareita.

Rakennusprosessin aikana toteutetaan useita varotoimenpiteitä, jotta haitalliset ilmat eivät pääsisi kuun leiriin. Ilmatiiviitä rakennustekniikoita käytetään sen varmistamiseksi, ettei leirin rakenteissa ole aukkoja tai vuotoja.

Pyrimme minimoimaan pölyn tunkeutumisen Kuun pinnalta, joten otamme käyttöön asianmukaiset ilmalukot ja dekontaminaatiomenettelyt leiriin saapuvia ja sieltä poistuvia astronautteja varten. 

Kuun pinta altistuu Maahan verrattuna suuremmalle säteilylle, mukaan lukien auringon ja kosmisen säteilyn säteilylle. Siksi leirissä käytetään säteilysuojamateriaaleja, kuten paksuja regoliittikerroksia tai muita säteilyä absorboivia materiaaleja, jotka suojaavat astronautteja haitalliselta säteilyltä.

Meillä on varavoimajärjestelmät, redundantit elämää ylläpitävät järjestelmät ja hätätilaprotokollat, joilla varmistetaan turvallisuus ennakoimattomien tapahtumien varalta.

3.1 - Miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille kestävän pääsyn perustarpeisiin, kuten veteen, ruokaan, ilmaan ja sähköön?

Vesi

Ensin kuljetamme vettä maasta mukanamme. Mutta kuussa tarvitsemme sitä paljon enemmän, jotta kaikki ja kaikki pysyvät tietenkin kunnossa. Joten käytämme jäätä veden tuottamiseen. Jään sulamisen tuloksena saamme nestettä, suodatamme sen ja saamme juomakelpoista ja käyttökelpoista vettä. 

Käytämme elektrolyysiä veden jakamiseen vedyksi ja hapeksi ja käytämme myös niitä.

 Ruoka

Ihmisten ruokkiminen kuuleirillä vaatisi kekseliäitä ratkaisuja, koska kuussa ei ole resursseja. Yksi parhaista vaihtoehdoista voisi olla viljelykasvien kasvattaminen kasvihuonemoduulien vieressä vesiviljelyyn ja biologiseen jätteeseen perustuvilla järjestelmillä, mutta sitä ennen voimme ottaa kuuhun mukaan valmiiksi pakattua, lämpöstabiloitua ja pakastettua ruokaa. Ruokaa pitäisi riittää ennen kuin leiri alkaa kasvattaa hedelmiä ja vihanneksia itse.

 

 

 Teho

Optimaalinen tapa tuottaa sähköä kuussa olisi käyttää aurinkopaneeleita. 

Regoliittipohjaisella 3D-tulostimella voimme valmistaa aurinkopaneeleita käyttäen kuun materiaaleja ja resursseja. Tämä vähentäisi merkittävästi tarvetta kuljettaa valmiiksi koottuja aurinkopaneeleita Maasta. Tämä lähestymistapa voisi tarjota kestävän sähkönlähteen astronauttien päivittäisiä tarpeita, Rover-toimintoja ja teknologisia vaatimuksia varten, mikä vähentäisi riippuvuutta Maan resursseista.

 Ilma

Ilma on epäilemättä tärkein ja tarpeellisin resurssi. Uudet tutkimukset osoittavat, että kuun maaperä sisältää aktiivisia yhdisteitä, jotka voivat muuntaa hiilidioksidia hapeksi ja polttoaineiksi. Apollo-ohjelman tutkimusten aikana Floridan yliopisto raportoi kasvattaneensa onnistuneesti kasveja kuunäytteisiin istutetuista siemenistä, mikä tarkoittaa, että kuun leirissä on mahdollista saada kasvihuone sinisten valojen ja Shackletonin varjostetun sisäosan jääesiintymistä saatavien vesivarojen avulla.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Kuun jätteistä voi tulla hankalaa siellä asuessa. Kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon (NASA) raporttien mukaan ihmiset ovat jättäneet kuuhun noin 500 000 kiloa jätettä. Koska merkityksettömien laitteiden ja astronauttien siellä asuessaan tuottaman jätteen tuominen takaisin olisi hankalaa ja vaikeaa, ratkaisu tähän on kuun maaperän kaivaminen ja jätteiden hautaaminen. NASA työskentelee parhaillaan RASSOR-ohjelman parissa. 

RASSOR on kuun kaivosrobotti, joka mahdollistaa kuun maaperän ja regoliitin kaivamisen. Vaikka näiden kaivinkoneiden tavoitteena on kuljettaa regoliittia kuupohjaiseen käsittelylaitokseen ja louhia sieltä vetyä, happea ja vettä, joita voidaan käyttää kuun astronauttien elämää ylläpitävissä järjestelmissä, se auttaa myös tekemään tilaa jätteille.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Deep Space Networkin operaattorit ottavat komennot vastaan, muuttavat ne digitaalisiksi biteiksi, suuntaavat radioantennit avaruusalukseen ja lähettävät komennot radioaalloilla.

   Tiedämme, että kuu itsessään estää radiosignaalit, mikä estää yhteydenpidon Maan ja avaruusalusten välillä. Tiedämme kuitenkin myös, että laskeutuja ja liikkuja voivat kommunikoida kanssamme relesatelliitin Queqiaon avulla, jolla on yhteys maanpäälliseen radioteleskooppiasemaan Maassa, ja me käytämme niitä kuussa. Niiden avulla pystymme saamaan ja lähettämään tietoa Maasta Kuuhun ja takaisin. 

    Astronautit kommunikoivat keskenään avaruudessa avaruuskävelyn aikana radioaaltojen avulla. Radioaaltosignaali lähetetään heidän kuulokkeisiinsa, jotka sitten muuttavat signaalin äänen muotoon.

4.1 - Mihin tieteelliseen aiheeseen (aiheisiin) keskittyisi tutkimus Kuuleirilläsi? Selitä, mitä kokeita aiot tehdä Kuussa (esimerkiksi geologian, matalan painovoiman ympäristön, biologian, teknologian, robotiikan, tähtitieteen jne. aiheista).

Kuusta ei tiedetä kovinkaan paljon. Tehtävämme on siis löytää mahdollisimman paljon asioita. Tästä syystä teemme tieteellistä tutkimusta biologian, geologian ja painovoiman alalla. Aluksi aiomme tutkia kuussa olevia mineraaleja, erityisesti sen eteläosassa, koska leiri sijaitsee siellä. Haluamme tietää, mitä kemiallisia alkuaineita kuun maa sisältää ja mitä ominaisuuksia niillä on, onko niistä hyötyä kasvien kasvattamisessa siellä ja muuta sellaista. Mineraalien ja kemiallisten alkuaineiden lisäksi haluamme löytää kuun pimeän puolen. Kuten tiedämme, Kuu on Maahan päin vain toisella puolella, joten sitä on tutkittu enemmän, kuin sen toista, pimeää puolta. Haluamme siis tutkia monia asioita tuosta tuntemattomasta, salaperäisestä puolesta.

5.1 - Mitä sisältyisi astronauttien koulutusohjelmaan, joka auttaisi astronautteja valmistautumaan Kuun matkaan?

Me kaikki tiedämme, että on tärkeää kouluttaa astronautit, ennen kuin he lähtevät avaruuteen ja elävät siellä niin kauan kaukana hapesta, vedestä, vakaasta lämpötilasta ja vihreästä maasta.

Astronauttikandidaatit osallistuvat sukkula-järjestelmiä, tiedettä ja teknologiaa käsitteleville kursseille: geologia, matematiikka, fysiikka, meteorologia, ohjaus ja navigointi, merentutkimus, kiertoradan dynamiikka, tähtitiede ja materiaalien käsittely. Kandidaatteja koulutetaan myös maalla ja merellä selviytymiskoulutuksessa, sukelluksessa ja avaruuspuvuissa. Näin ollen kaikkien hakijoiden on läpäistävä uintikoe ensimmäisen koulutuskuukauden aikana. Astronautit aloittavat virallisen avaruuskuljetusjärjestelmän koulutusohjelmansa lukemalla käsikirjoja ja ottamalla tietokonepohjaisia oppitunteja Orbiterin eri järjestelmistä työntövoimasta ympäristönhallintaan. He harjoittelevat virtuaalitodellisuuslaboratoriossa, jossa he joutuvat tietokoneella luotuun mikrogravitaatioympäristöön. 

     He saavat tietää kuusta kaiken, mitä ihmiskunta tietää. Astronautit oppivat paljon enemmän erilaisista mineraaleista, kuun vedestä, lämpötilasta, kuun tuulista ja lumimyrskyistä. he oppivat tuntemaan teknologioita ja kaikki yksityiskohdat siitä, miten niitä käytetään kuussa. He tapaavat muita astronautteja ja kuuntelevat heidän tarinoitaan ja neuvojaan, jotka auttavat heitä tuntemaan asiat hieman syvällisemmin. Jokainen edellä mainitsemamme toiminta tekee tulevista "kuun ihmisistä" valmiita, osaavia ja ympäristöön sopeutuneita.

5.2 - Mitä avaruusaluksia tuleva Kuu-lento tarvitsee? Kuvaile Moon camp:stäsi löytyviä kulkuneuvoja ja pohdi, miten aiot matkustaa Maahan ja Maasta ja tutkia uusia kohteita Kuun pinnalla.

SpaceX:n FLEX-teknologian avulla tiimimme käyttää erityisesti kuun tutkimiseen suunniteltuja kulkureita. Näissä kulkuneuvoissa on edistykselliset liikkumisominaisuudet, joiden ansiosta astronautit voivat liikkua nopeasti ja turvallisesti kuun pinnalla. Ne on varustettu suurella hyötykuormakapasiteetilla, jonka ansiosta ne voivat kuljettaa raskaita laitteita, tarvikkeita ja tieteellisiä instrumentteja. Lisäksi FLEX-mönkijöissä on autonomisia ominaisuuksia, jotka vähentävät astronauttien jatkuvan valvonnan tarvetta ja mahdollistavat tehokkaan kuljetuksen kuun eri paikkojen välillä. Mönkijät saavat virtansa ladattavista akuista, jotka voidaan ladata kuun pinnalla runsaasti esiintyvien aurinkopaneelien avulla.