moon_camp
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.

Santa Girls

Santa Maria College  Perth-Perth    Australia 15   3 / 3 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma


External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://a360.co/3miyMsz

1.1 - Hankkeen kuvaus

Meidän Moon camp:mme on rakennettu pääasiassa tutkimukseen ja Helium-3:n louhintaan. Se sijaitsee laavaputken sisällä lähellä napa-alueita.

siinä on seuraavat tilat:

  • Piistä hapen tuotantoon +ilmanpuhdistusmoduuli

  • Vedenpuhdistusasema

  • Jäteveden käsittelymoduuli

  • Plasmakaaren kaasutusmoduuli

  • Kasvihuoneen viljelykupoli

  • Viestintämoduuli

  • Observatorio

  • Asuinalue: Kuntosali ja virkistyskeskus, terveyskeskus ja ...

  • Heliumin kaivostoiminta T&K-osasto

  • Ydinvoimalaa rakennetaan!

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

Helium-3 on maapallolla harvinainen heliumin isotooppi, joka voi toimia polttoaineena ydinfuusiossa. Kuun pinnalla uskotaan olevan merkittäviä helium-3-esiintymiä, joita voitaisiin louhia ja käyttää polttoaineena tulevissa fuusioreaktoreissa. Kuuleirimme on rakennettu helium-3:n louhintaa varten.

Kaupallisten etujen lisäksi muita syitä ovat seuraavat:

Tieteellinen tutkimus: Kuu tarjoaa ainutlaatuisen ympäristön, jota voitaisiin käyttää erilaisten ilmiöiden tutkimiseen, kuten alhaisen painovoiman vaikutukset ihmisen terveyteen, Kuun pinnan koostumus ja Kuun luonnonvarojen käyttömahdollisuudet.
Kansainvälinen yhteistyö: Avaruusmatkailua ja tieteellistä tutkimusta koskevan kansainvälisen yhteistyön edistäminen.
Ihmisen tutkimusmatkailu: Tärkeä askel avaruuden tutkimisessa ja lopullisena tavoitteena on ihmisen läsnäolo muilla planeetoilla tai taivaankappaleilla.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Laavaputkien sisällä lähellä napa-alueita: Näiden putkien sisätilat voivat olla riittävän suuret kuutukikohdan sijoituspaikaksi, ja niiden vakaa lämpötila ja suoja karua kuun ympäristöä vastaan tekevät niistä houkuttelevan paikan kuun elinympäristölle.

Kuun pohjois- ja etelänavoilla sijaitsevilla pysyvästi varjostetuilla alueilla saattaa olla merkittäviä vesijääkerrostumia. Näistä esiintymistä voitaisiin ottaa vettä ja käyttää sitä juomiseen, viljelyyn ja rakettipolttoaineen valmistukseen.

Lisäksi sijainti lähellä potentiaalista vesilähdettä, kuten polaarista jääesiintymää, olisi edullinen pii louhinnalle, koska vedestä voidaan tuottaa happea elektrolyysiksi kutsutun prosessin avulla, jota voidaan käyttää elämää ylläpitävissä järjestelmissä ja rakettipolttoaineena.

Helium-3:ta voi olla enemmän polaarialueilla, sillä samat prosessit, jotka synnyttävät vesijäätä, ovat saattaneet sitoa myös helium-3:a.

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

  1. 3D-tulostaminen kuun regoliitilla: 3D-tulostus, jossa käytetään raaka-aineena kuun regoliittia, on yksi lupaavimmista kuun leirin rakennustekniikoista. Tämä tekniikka voisi vähentää huomattavasti Maasta kuljetettavan materiaalin määrää, ja se mahdollistaa myös mukautettavat mallit. 3D-tulostusta voitaisiin käyttää erilaisten rakenteiden, kuten elinympäristöjen, laboratorioiden, varastojen ja muun infrastruktuurin luomiseen.
  2. Puhallettavat elinympäristöt: Puhallettavat asuintilat ovat toinen vaihtoehto kuuleirin rakentamiseen. Nämä rakenteet voivat olla kompakteja ja kevyitä kuuhun kuljettamista varten, ja ne voidaan paikan päällä puhaltaa ilmatäytteiseksi suuremman asuin- tai työskentelytilan luomiseksi. Näitä asuintiloja voidaan vahvistaa esimerkiksi Kevlarin kaltaisilla materiaaleilla kestävyyden lisäämiseksi.
  3. Modulaarinen rakenne: Kuuleirin modulaarinen rakenne mahdollistaisi joustavuuden ja muunneltavuuden asukkaiden tarpeiden muuttuessa ajan myötä. Jokainen moduuli voitaisiin suunnitella tiettyä toimintoa varten. Modulaarinen rakenne mahdollistaa myös yksittäisten komponenttien helpon korjaamisen tai vaihtamisen vaurioiden tai vikojen sattuessa.
  4. Energiantuotanto: Aurinkopaneeleilla voitaisiin tuottaa sähköä, ja myös ydinvoima voisi olla vaihtoehto luotettavammaksi ja omavaraisemmaksi energialähteeksi. Sähköntuotantolaitokset voitaisiin sijoittaa asuinalueiden ulkopuolelle säteilyaltistuksen minimoimiseksi.
  5. Jätehuolto: Vesi voitaisiin kierrättää ja puhdistaa useita käyttötarkoituksia varten, ja jätteitä voitaisiin käyttää voimavarana sähköntuotannossa tai rakennusmateriaalien valmistuksessa.

 

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

  1. Säteilysuojelu: Koska ilmakehän puuttuminen ei suojaa juurikaan kosmiselta säteilyltä ja auringonpurkauksilta. Kuuleirissä voitaisiin käyttää paksuja seiniä ja kattoja, jotka on valmistettu säteilysuojaavista materiaaleista, kuten vedestä, betonista tai kuun regoliitista. Leiri voisi sijaita myös luonnonsuojassa, kuten laavaputkessa, joka tarjoaisi lisäsuojaa säteilyä vastaan.
  2. Lämpötilan säätö: Kuun lämpötila voi vaihdella erittäin kuumasta erittäin kylmään. Kuuleirissä voitaisiin käyttää eristysmateriaaleja lämpötilan säätämiseksi ja lämpöhäviöiden estämiseksi. Myös kuussa saatavilla olevan geotermisen energian käyttöä voitaisiin harkita leirin sisäisen lämpötilan säätämiseksi.
  3. Ilmansyöttö: Toisin kuin Maassa, kuussa ei ole luonnollista ilmakehää, joten kuun leiri olisi suunniteltava niin, että astronautit voivat hengittää ilmakehää. Tämä voitaisiin toteuttaa luomalla suljettu elintoimintajärjestelmä, joka kierrättää ilmaa ja tuottaa happea astronauttien hengitettäväksi.
  4. Pölyltä suojaaminen: Se voi olla haitallista, jos sitä pääsee keuhkoihin tai laitteisiin. Kuun leirissä voitaisiin käyttää ilmalukkoja ja suodatusjärjestelmiä pölyn pääsyn estämiseksi, ja astronautit voisivat käyttää erityisiä pukuja ja kypäriä suojautuakseen leirin ulkopuolella.
  5. Rakenteellinen eheys: Kuun pinta altistuu meteoriittitörmäyksille ja seismiselle toiminnalle, joten kuun leiri on suunniteltava vahvoista ja kestävistä materiaaleista, jotka kestävät nämä voimat. Mahdollisina ratkaisuina voitaisiin harkita puhallettavien asuintilojen käyttöä, joita voidaan vahvistaa Kevlarin kaltaisilla materiaaleilla, tai 3D-tulostettuja rakenteita, joissa käytetään kuun regoliittia.

 

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

Vesi: Kuun pinnalla vettä on niukasti, mutta sitä uskotaan olevan jään muodossa napojen lähellä sijaitsevilla, pysyvästi varjossa olevilla alueilla. Leirillämme käytämme aurinkoenergialla toimivia porakoneita jään louhimiseen, joka puhdistetaan vedenpuhdistusasemilla ja käytetään juomiseen, kasvien kasvattamiseen ja muihin tarkoituksiin.
Ruoka: Astronautit tarvitsevat luotettavan ruoanlähteen elääkseen tehtävänsä aikana. Kasvatamme ruokaa kuuleirissä hydroponisissa järjestelmissä, joissa käytetään ravinteikasta vettä mullan sijasta kasvien kasvattamiseen. Muokkaamme myös geneettisesti kasveja, jotta ne pystyisivät kasvamaan kuun ankarassa ympäristössä. Käytämme myös leviä, joita voidaan kasvattaa auringon energian avulla ja muuntaa ruoaksi.
Ilma: Elämän ylläpitämiseksi astronautit tarvitsevat hengitettävää ilmaa. Meillä on suljettu elinturvajärjestelmä, joka kierrättää ilmaa ja tuottaa happea astronauttien hengitettäväksi. Järjestelmäämme kuuluu kasveja, jotka voivat poistaa hiilidioksidia ja tuottaa happea fotosynteesin avulla, sekä teknologioita, kuten elektrolyysi, jolla vesimolekyylit voidaan jakaa hapeksi ja vedyksi.
Virta: Kuu saa jatkuvasti aurinkoenergiaa, joka voidaan valjastaa kuun leiriin tuottamaan virtaa. Käytämme aurinkopaneeleita ja muita uusiutuvan energian teknologioita, kuten tuuli- tai geotermistä energiaa. Akkuvarastojärjestelmiä käytetään ylimääräisen energian varastoimiseen käytettäväksi silloin, kun aurinko ei paista.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Plasmakaarikaasutuksen (PAG) moduuli:

Jätteiden vähentäminen: PAG-moduulimme vähentää jätettä merkittävästi, koska se hajottaa ne molekyyleiksi, joista ne koostuvat.
Energiantuotanto: PAG-moduuli tuottaa energiaa lämmön ja sähkön muodossa, jota voitaisiin käyttää kuun leirissä.
Resurssien hyödyntäminen: PAG-moduulin tuottama kaasu käsitellään arvokkaiden materiaalien, kuten metallien ja kaasujen, talteenottamiseksi.
Ympäristöhyödyt: PAG-moduuli estää haitallisten epäpuhtauksien vapautumisen ja vähentää Kuun saastumisriskiä.

Jäteveden käsittelymoduuli:

 

Fysikaalinen suodatus
Kemiallinen käsittely: Kemiallisia käsittelyjä, kuten koagulaatiota, flokkulaatiota ja desinfiointia, käytetään epäpuhtauksien ja taudinaiheuttajien poistamiseen jätevedestä.
Käänteisosmoosi: Tässä tekniikassa jätevesi pakotetaan puoliksi läpäisevän kalvon läpi, joka päästää vesimolekyylit läpi ja pidättää suuremmat epäpuhtaudet.
Haihduttaminen: puhdistettu vesihöyry voitaisiin sitten tiivistää ja kerätä talteen käyttöä varten.
Kierrätys

 

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Satelliittiviestintä: Tässä käytetään kuun kiertoradalla olevia viestintäsatelliitteja, jotka voivat välittää signaaleja kuun leirin ja Maan välillä. Nämä satelliitit on sijoitettu Kuun kiertoradalle, joka mahdollistaa jatkuvan viestinnän.
Laserviestintä: Siinä käytetään lasereita tiedonsiirtoon kuun leirin ja Maan välillä.
Releasemat: Kuun pinnalle perustetaan releasemia, joilla ylläpidetään yhteyttä muihin kuutukikohtiin tai -mönkijöihin. Nämä asemat sijoitetaan strategisesti tärkeisiin paikkoihin, jotka mahdollistavat näköyhteyden muihin tukikohtiin tai kiertolaisiin. Ne myös laajentavat satelliitti- tai laserviestinnän kantamaa.
Kestävät viestintäjärjestelmät: Moon camp on myös varustettu kestävillä viestintäjärjestelmillä, jotka kestävät ankaran kuun ympäristön. Tällaisia järjestelmiä voivat olla esimerkiksi viestintälaitteiden redundanssi, varavirtalähteet sekä säteilyltä ja äärimmäisiltä lämpötiloilta suojaava suojaus.

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).

Seuraavat ovat Moon camp:n tutkimus- ja kehitystiimin pääpainopisteet:

Regoliitin louhintatekniikoiden kehittäminen: Se on kuun pintaa peittävä irtonainen maa- ja kivikerros.
Aurinkotuulen keräyksen parissa työskentely: Toinen mahdollinen tekniikka helium-3:n louhimiseksi on kerätä sitä kuun pinnalta laitteilla, jotka voivat vangita aurinkotuulen hiukkasia. Aurinkotuuli on varattujen hiukkasten virta, joka virtaa auringosta ja pommittaa kuun pintaa. Aurinkotuuli sisältää helium-3:a ja muita harvinaisia isotooppeja, jotka voitaisiin pyydystää ja käsitellä helium-3:n talteenottamiseksi.
Työskentely isotooppierotustekniikoiden parissa: Kun helium-3 on saatu talteen regoliitista tai kerätty aurinkotuulesta, se on erotettava muista kaasuista ja isotoopeista. Tämä voitaisiin tehdä esimerkiksi kaasukromatografian tai laser-isotooppierotuksen avulla. Näissä tekniikoissa kaasut erotetaan toisistaan niiden molekyylipainon tai isotooppikoostumuksen perusteella.
Varastointi- ja kuljetusvälineiden kehittäminen: Helium-3 on kaasu vakiolämpötilassa ja -paineessa, joten sitä on varastoitava ja kuljetettava erityisolosuhteissa. Tämä voisi edellyttää kaasun tiivistämistä ja varastointia korkeapaineisiin säiliöihin. Kuljetus voitaisiin toteuttaa käyttämällä erityisiä säiliöitä tai putkistoja.

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

Fyysinen kunto ja terveys: Astronauttien on oltava erinomaisessa fyysisessä kunnossa, jotta he selviytyisivät kuussa asumisen ja työskentelyn fyysisistä vaatimuksista. Koulutusohjelmiin voisi sisältyä sydän- ja verenkiertoharjoittelua, voimaharjoittelua ja liikkuvuusharjoitteita yleisen kunnon ylläpitämiseksi.
Selviytymistaidot: Kuussa asuminen edellyttäisi erilaisia selviytymistaitoja, kuten kykyä rakentaa suojia, löytää ja puhdistaa vettä ja kasvattaa ruokaa. Koulutusohjelmat voisivat sisältää selviytymistaitoja, kuten ensiapua erämaassa, suojien rakentamista ja maanviljelyn perustekniikoita.
Kuun geologia ja tiede: Kuussa toimivien astronauttien olisi myös saatava koulutusta kuun geologiasta ja tieteellisistä tutkimusmenetelmistä. Tähän voisi sisältyä koulutusta kuun kivi- ja maaperänäytteiden keräämisestä ja analysoinnista sekä laboratoriotekniikoita ja tietojen analysointia koskevaa koulutusta.
EVA-koulutus (ekstravehicular activity): EVA-koulutus on ratkaisevan tärkeää astronauteille, jotka suorittavat tutkimus- tai huoltotoimia kuun elinympäristönsä ulkopuolella. Koulutusohjelmiin voisi kuulua avaruuspuvun pukemisen ja riisumisen opettelu, avaruuskävelyn kiinnitysjärjestelmän käyttö ja laitteiden käyttö tyhjiöolosuhteissa.
Viestintä ja tiimityö: Astronauttien on työskenneltävä tiiviisti yhdessä tiiminä, ja heidän on myös kommunikoitava tehokkaasti lennonjohdon kanssa Maassa. Koulutusohjelmiin voisi kuulua tiiminrakennusharjoituksia ja simulaatioita sekä tehokkaiden viestintätekniikoiden koulutusta.
Avaruusalusten järjestelmät ja huolto: Kuussa työskentelevät astronautit on myös koulutettava niiden avaruusalusten järjestelmien käyttöön ja huoltoon, joiden avulla heidät kuljetetaan Kuuhun ja sieltä pois. Koulutusohjelmiin voisi kuulua elintoimintoja ylläpitävien järjestelmien, viestintälaitteiden ja työntövoimajärjestelmien käytön opettelu sekä rutiinihuollon ja -korjausten suorittaminen.

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.

Kuun laskeutuja: Kuljettaa astronautit ja laitteet kiertoradalta Kuun pinnalle.
ja tutkimusmatkailu.
Lunar Rover: Kulkemaan Kuun pinnan karussa maastossa. Kuumönkijöitä voitaisiin käyttää astronauttien ja varusteiden kuljettamiseen uusiin paikkoihin Kuussa sekä näytteiden keräämiseen ja tieteellisten kokeiden tekemiseen.
Kuuhun nouseva alus: Kuljettaa astronautit ja laitteet Kuun pinnalta takaisin kiertoradalle.
Kuun kiertoradalla: Kiertää Kuun kiertoradalla ja tehdä tieteellistä tutkimusta Kuun pinnan yläpuolelta.
Maahan palaava alus: Maapaluuajoneuvo on avaruusalus, joka on suunniteltu kuljettamaan astronautteja ja näytteitä Kuusta takaisin Maahan.
Rahtikuljetukset: Tarvittaisiin rahtikuljetusajoneuvo, jolla voitaisiin kuljettaa laitteita, tarvikkeita ja materiaaleja Kuuhun ja sieltä pois.
Teollisuus-/rakennuskoneet

Muut hankkeet: