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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu" - koulu  Suceava-Suceava    Romania 17   3 / 1 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Kuu kiinnostaa tutkijoita suuresti sen harvinaisten maametallien esiintymismahdollisuuksien, sen vaikutuksen eläviin organismeihin ja geologian vuoksi. Tavoitteena on antaa yleiskatsaus kuutukikohtaan, joka on suunniteltu niin, että sinne mahtuu kahdeksan astronauttia ja että se toimii harvinaisten maametallien kaupallisena keskuksena.

Asutus koostuu kolmesta kerroksesta. Pohjakerroksessa ja välikerroksessa sijaitsevat sisäänkäynti, ilmalukko, sairastupa, kaksi makuuhuonetta, joissa kummassakin on kylpyhuone, ja pannuhuone. Keittiö ja oleskelutila sijaitsevat välikerroksessa. Komentokeskus ja laboratorio sijaitsevat maan alla, ja hissillä tuodaan näytteitä ulkopuolelta. Ylemmässä salissa, jota peittää kasveilla katettu kupoli, on akvaponiset tilat, kun taas alemmassa salissa ja komentokeskuksessa on LED-valofarmit. 

Tukikohdan vieressä olevaa varastoa käytetään harkkojen varastointiin ennen niiden lähettämistä Maahan, ja siihen liitetään pysäköintialue ajoneuvoille, jotka sijaitsevat kraatterin pohjalla. Ydinreaktori tuottaa suurimman osan energiasta. Asutus on suunniteltu tukemaan tutkimusta Kuun vaikutuksista eläviin organismeihin ja sen geologiaan, ja se toimii myös harvinaisten maametallien kaupallisena keskuksena.

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

Kuun asuttaminen ei merkitsisi vain valtavaa tieteellistä saavutusta ihmiskunnalle, vaan se olisi myös askel eteenpäin tuleville avaruuslennoille. Lisäksi Kuun teollistamisella olisi merkittäviä taloudellisia vaikutuksia.

Asutuksen perustaminen Kuuhun olisi merkittävä tieteellinen saavutus, mutta se olisi myös ratkaiseva edistysaskel tuleville avaruuslennoille. Tieteellisten mahdollisuuksien lisäksi Kuun teollistamisella olisi merkittäviä taloudellisia vaikutuksia. Siksi ehdotetun asutuksen ensisijainen tarkoitus olisi kaupallinen, ja se keskittyisi harvinaisten maametallien, kuten ceriumin, yttriumin, neodyymin, dysprosiumin, lantaanin, europiumin, skandiumin, praseodyymin, terbiumin, gadoliniumin, erbiumin ja ytterbiumin, talteenottoon, jalostukseen ja kaupallistamiseen. Tavoitteena on tehdä Kuusta toinen ensisijainen toimittaja älypuhelinten, sähköajoneuvojen ja tuuliturbiinien kaltaisille teollisuudenaloille, jotka ovat riippuvaisia näistä harvinaisista maametalleista, sillä maapallon varastot ovat nopeasti hupenemassa. Asutuksen toissijaisena tavoitteena olisi tutkia Kuun pintaa, Kuun geologiaa, Kuun ympäristöä ja Kuun vaikutuksia kasveihin, kaloihin ja siellä asuviin astronauteihin.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Kuun etelänavalla sijaitseva Shackletonin kraatteri on todettu sopivaksi paikaksi kuuleirille, koska siellä on runsaasti vettä ja haihtuvia aineita. Kraatterin reunan jatkuva valaistus mahdollistaa aurinkoenergian hyödyntämisen sähköntuotannossa, kun taas pysyvästi varjossa olevilta alueilta voidaan ottaa jäätä veden ja hapen tuotantoa varten.

Lisäksi Shackletonin kraatteri sijaitsee Aitkenin altaassa, joka on yksi aurinkokunnan laajimmista törmäysmuodostumista. Tämän altaan tutkiminen voi tarjota arvokasta tietoa Kuun geologisesta koostumuksesta. Lisäksi Kuun geologian tutkiminen voi antaa tärkeää tietoa planeettojen muodostumisesta, aurinkokunnan historiasta ja Maa-Kuu-järjestelmän kehityksestä. Siksi Shackletonin kraatteri tarjoaa tilaisuuden sekä tieteelliseen tutkimukseen että Kuuleirin perustamiseen.

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

Lähetämme raketteja viidessä vaiheessa. Ensimmäinen vaihe sisältää robotit, jotka tasoittavat alueen ja alkavat kaivaa maan alla tukikohdan alemman kerroksen valmistelemiseksi. Ne aloittavat myös jään ja hapen talteenoton teollisuusalueen regoliitista ja sijoittavat ne astronauttien saapumista varten. Seuraavassa vaiheessa rakennetaan seinät ja tukikohdan rakenne, myös kupolirakenne. Teemme ne taittomenetelmällä, jotta robotit pystyvät kokoamaan asumuksen itse lyhyessä ajassa. Kolmannessa ja neljännessä vaiheessa rakennetaan vesiputket, elektroniikka, 3D-tulostimet, joilla valmistetaan huonekaluja ja kalusteita, siemeniä ja kalanmunia, jotka kuoriutuvat kuussa, mutta myös jonkin verran elintarvikevarastoja, kunnes maatilat ovat tehokkaita. Lopuksi, kun tukikohta on perustettu ja kaikki apujärjestelmät toimivat, lähetämme kahdeksan astronauttia. Asutuksemme on pyöreän muotoinen, ja siinä on vahva keskipiste ja portaikko keskellä. Valitsimme tämän lähestymistavan, koska se tarjoaa meille helpon ja nopean pääsyn kaikkiin huoneisiin ja antaa meille helpomman tavan sijoittaa makuusalit ja tilat.. Tukikohta on jaettu kolmeen tasoon, joista kahteen ylempään tulee suoraa auringonvaloa asuntoloita ja maatiloja varten, ja jälkimmäinen on turvallinen maanalainen paikka, jossa tiimi voi pitää kokouksia ja jossa on hätäuloskäynti.

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

Kuun säteilyn torjumiseksi rakensimme ulkoseinät käyttäen kuutta kerrosta järjestyksessä seuraavista kerroksista Ulkoasu: regoliitti, alumiini, RCC, tyhjä tila, RCC, asennuskerros, aerogeeli ja alumiini, jotta sisustus. Säteilyä kestävän lasikupolin, joka on peitetty roikkuvilla kasveilla, ja pohjaa ympäröivien maatilojen ohella nämä luovat kostean ja tasaisen ympäristön. Suunnittelimme tukikohdan pääsisäänkäyntiä varten kaksi huonetta, joista toisessa astronautit riisuvat pukunsa ja toisessa tehdään desinfiointi. Myös hississä, jota käytetään materiaalien ja muiden aineiden tuomiseen ulkopuolelta laboratorioon tutkimusta varten, on integroitu desinfiointijärjestelmä. Näillä kahdella toimenpiteellä varmistetaan, että asutuksemme tai Kuun pinta ei saastu. Ydinreaktorimme on erillään muista laitteistoista, ja vian sattuessa se ei vaikuta asuinalueeseen tai muihin laitteistoihin. Ovet on tehty eristämään huone täysin, ja komentokeskukseen on suunniteltu ulos johtava tunneli, koska se on tärkein huone, koska useimmat kokoukset pidetään täällä. Tämän vuoksi sijoitimme sen myös maan alle, sillä jos meteoriitti osuu tukikohtaan, komentokeskus ei todennäköisesti vaurioidu ja se voi toimia miehistön pakoreittinä. Hätätilanteen varalta teimme varotoimia ja teimme varastosäiliöt kylmälle ja kuumalle vedelle, hapelle ja meillä on varastohuone litiumparistoille, joita ydinreaktori ja aurinkopaneelit syöttävät.

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

Pääasiallinen hapen ja veden lähteemme on regoliitin louhinta. Teollisuusalueelta, jossa regoliittia louhitaan ja jossa tuotetaan jäätä ja happea, johdetaan putket leirille sulanut jää puhdistettavaksi ja happi laboratorioon. Kahdeksan astronauttia tarvitsee päivittäin noin 1210 litraa vettä ja 4400 litraa happea tarpeisiinsa ja tehtäviinsä.

Toissijainen hapenlähteemme ovat ylemmän pääsalin ja rentoutumisalueen vesiviljelytilat, joissa muuntogeeninen paprika toimii astronauttien ravinnonlähteenä, ja Chain of Hearts -ketjulla katetut ripustettavat tilat auttavat hapen saannissa. Myös altaissa kasvaa ja tuottaa happea noin 40 kiloa chlorellaa. Yhdessä ne tuottavat päivittäin noin 500 litraa happea ja auttavat suodattamaan hiilidioksidia. Koska meillä ei ole suoraa auringonvaloa alemmassa pohjakerroksessa, meillä on pienempiä tiloja, joissa käytetään LED-valoja, jotka edistävät ruoan ja hapen tuotantoa. Altaissa kasvatamme myös Arctic Char -kaloja, koska ne kestävät jäätyvää vettä ja ovat helppoja kasvattaa, ja ne eivät ole vain astronauttien proteiininlähde, vaan ne hyödyttävät myös klorella- ja pippuriviljelmiä ravinteikkaan vesiviljelyveden avulla.

Koska meillä on teollisuusalue, tarvitsemme paljon energiaa, ja päätimme käyttää ydinreaktoria. Se ei ole ainoa energialähteemme, sillä tukikohdan katot on päällystetty aurinkopaneeleilla, jotta maantieteellinen sijaintimme voidaan hyödyntää täysimääräisesti. Energia varastoidaan akkuihin, jotta voimme pitää tehokkuutemme samana yön aikana tai hätätilanteessa.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Astronauttien ja maatilojen jätevedet kerätään keittiön alla olevaan jätesäiliöön, jonka jälkeen ne siirretään laboratoriossa olevaan esipuhdistusjätesäiliöön, jossa tapahtuu puhdistusprosessi. Päätimme käyttää käänteisosmoosia ja laitetta, joka yhdistää laboratorion jätevesisäiliön toiseen puhdasvesisäiliöön. Kolme muuta säiliötä on kytketty sarjaan suodatetun veden pääsäiliön kanssa, ja jokaisessa säiliössä on venttiili hätätilanteita varten. Keskussäiliöstä putket käynnistävät vesikierron uudelleen. Muut jätevedet tai jätteet, joita emme pystyneet puhdistamaan, syötetään kompostina pallopaprikaviljelmille. Koska tukikohdan ympärillä on leväaltaita ja muuta kasvillisuutta, ilma kierrätetään hapeksi ja luodaan luonnollinen ympäristö.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Pitääksemme yhteyttä Maahan ja muihin siirtokuntiin meillä on satelliitteja, jotka kiertävät Kuuta ja lähettävät arvokasta tietoa. Tukikohdassamme yksi suurimmista ja tärkeimmistä alueista on komentokeskus. Siellä astronautit pitävät silloin tällöin kokouksia ja käyttävät hyödyllisiä laitteita, kuten kannettavia tietokoneita, Shackletonin kraatterin topografista karttaa ja laajakuvanäyttöä, jota käytetään erilaisten suunnitelmien esittämiseen ja videokokousten pitämiseen Maan ryhmän kanssa. Hätätapausten tai äkillisten puheluiden varalta suunnittelimme astronauteillemme aikataulun, jotta komentokeskuksessa työskentelee aina yksi henkilö, joka on koko ajan valppaana ja valmis vastaamaan.

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).

Haluamme analysoida regoliittia ihanteellisessa ympäristössä ja tutkia Kuun geologiaa saadaksemme lisää tietoa sen varhaishistoriasta. Haluamme myös selvittää, miten kasvit ja kalat reagoivat kuussa oleskeluun. Laboratoriossa teemme kokeita selvittääksemme, miten alhainen painovoima vaikuttaa eläviin olentoihin. Haluamme myös selvittää, miten säteily vaikuttaa kasveihin ja kaloihin. Lisäksi haluamme tutkia, miten ihmiskeho reagoi kuun säteilyyn, ja ottaa siitä selvää.

Koska etuvartioasemamme sijaitsee Kuun suurimmassa ja vanhimmassa muodostumassa, Aitkenin altaassa, yksi tutkimussuuntamme keskittyy sieltä löytyvien kivien näytteenottoon ja analysointiin, mikä auttaa meitä oppimaan lisää Kuun koostumuksesta ja sen muodostumisesta.

Lisäksi emme käytä maatiloja ainoastaan ruoan/hapen tuottamiseen, vaan myös kasvien käyttäytymisen analysoimiseen kuun ympäristössä. Tarkastelemme mikrogravitaatiosta johtuvia muutoksia ja simuloituja keinotekoisia ympäristöjä kasvien kasvulle, ja testaamme myös erilaisia viljelytekniikoita, joissa käytetään erilaisia kasvuparametrejä optimaalisten menetelmien löytämiseksi.

Tarkastelemme myös elävien organismien, erityisesti kalojen, reaktioita vesiviljelylaitoksissa. Pyrimme havaitsemaan mahdolliset muutokset niiden käyttäytymisessä ja elimistössä.

Lisäksi tutkimuksessamme keskitytään kuun ympäristön vaikutuksiin astronautteihin ja siihen, miten se vaikuttaa heidän terveyteensä sekä fyysisesti että henkisesti, sekä menetelmiin, joilla nämä vaikutukset voidaan voittaa.

Pyrimme oppimaan mahdollisimman paljon Kuusta ja siitä, miten sen ympäristö vaikuttaa meihin ja miten voimme sopeutua siihen, jotta voimme parantaa menetelmiämme tulevissa avaruuslennoissa.

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

Ennen astronauttien lähettämistä Kuuhun heidän on käytävä läpi intensiivinen koulutusohjelma, jossa kehitetään erilaisia taitoja. Koulutuksen on oltava sekä fyysisesti että henkisesti vaativaa, jotta varmistetaan, että astronautit selviytyvät avaruuden ja Kuun ankarista olosuhteista. Koulutusohjelman perustana ovat avaruuslentäminen ja avaruusalusten järjestelmät, ja se antaa astronauteille tietoa järjestelmistä, kuten navigointi-, työntö-, viestintä- ja elämää ylläpitävistä järjestelmistä.

Koska kuussa ei ole ilmakehää, astronautit on koulutettava työskentelemään avaruuspuvuissa tyhjiöolosuhteissa. Koulutuksen tähän osaan kuuluu avaruuspuvussa liikkuminen ja työkalujen käyttö, pukujen käyttö ja huolto sekä mahdollisten vuotojen ja repeämien korjaaminen. Yksi päätavoitteistamme on tutkia Kuun geologiaa ja sitä, miten elävät olennot reagoivat Kuun ympäristöön, joten astronauttien on opittava tuntemaan Kuun geologiset piirteet, ottamaan näytteitä Kuusta sekä kaloista, kasveista ja ihmisistä ja tekemään niillä kokeita. Heidän on kehitettävä biologian, kemian, genetiikan ja geologian ymmärrystään. Avaruuslentojen eristäminen voi olla henkisesti haastavaa, ja miehistön on suoritettava psykologista koulutusta selviytymiskeinojen ja stressinhallintatekniikoiden kehittämiseksi. Heidän on myös oltava fyysisesti hyvässä kunnossa, jotta he kestävät avaruuslentojen rasitukset. Astronauttien on opittava työskentelemään yhdessä tiiminä tehtävän aikana, ja koska mukana on ihmisiä eri maista, tarvitaan tiimityö- ja kulttuurikoulutusta, jotta tehtävä onnistuisi.

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.

Meillä on 4 robottia, jotka avustavat astronautteja: 

Lastiautoa käytetään kuljettamaan harkkoja teollisuusalueen ja varaston välillä, jonne sijoitamme ne ennen Maahan lähettämistä;
Huoltorobotti;
Mönkijän avulla astronautit voivat matkustaa lyhyessä ajassa pitkiä matkoja tarkistaakseen laitteet, muut robotit ja ulkoiset tilat;
Kaivosrobotti murskaa malmit, regoliitin ja jään ja ohjaa ne sitten huoneeseen, jossa lämpö nostetaan tasan 100 celsiusasteeseen, jolloin vesi menee siivilän läpi ja loput massasta jatkuu magneeteilla varustettuun erottimeen, joka lajittelee metallit eri säiliöihin.

Tulevaisuudessa tukikohtamme voisi laajentua lisäämällä kaivosrobotteja, rahtiautoja ja varastoja, jotta harvinaisia maametalleja voitaisiin lähettää Maahan useammin ja siten lisätä asutuksen tehokkuutta.