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.

Moonadocia

Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turkki    Turkki 16, 17, 15   6 / 5 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Sijoitimme tukikohdan Malapert-vuorelle tavanomaisesta poiketen. Valintamme syynä olivat aurinkoenergian esiintyminen tukikohdan pohjoisrinteellä, joka voisi tuottaa aurinkoenergiaa, ja pyrimme suojaamaan tukikohdan ulkopuolelta tulevan säteilyn ja meteoriittien aiheuttamilta vaaroilta käyttämällä kuun rinnettä panoraamakuvassa. Tukikohdan jakamisessa sisäkammioihin otimme käyttöön sisältä ulospäin laajenevan rakenteen, joka on saanut inspiraationsa Voronoi-diagrammista. Lisäksi huipulla sijaitseva observatorio on saanut inspiraationsa keijukaispiippujen kupolimuodosta. Pohjan lattiajako sai inspiraationsa muurahaispesistä organisatorisen tehokkuuden vuoksi. Materiaalivalinnoissa käytettiin paikallista kuun maaperää sekä tukikohdan ulkorakenteessa että sen sisäosissa. Tukikohdan ruokatarpeet tyydytetään hydroponisella vertikaaliviljelyjärjestelmällä. Energiantuotannossa käytettiin menetelmiä nestemäisen polttoaineen saamiseksi jätteistä, energiantuotantoa urheilukentän laitteiden avulla, energian saamista helium-3:sta ja energiantuotantoa lämpöbetonista. Harkittiin veden elektrolyysin, levien fotosynteesin ja kryogeenisen ilmanerotuksen menetelmien käyttöä.

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

Samalla kun rakennamme tukikohtaamme, pääpainopisteemme on edistää tieteellistä toimintaa ja pitää tutkijoiden mukavuus korkeimmalla tasolla. Uskomme, että tukikohtamme voi keskittyä vahvasti biologiaan, geologiaan ja tähtitieteeseen. Puhutaan jokaisesta niistä tarkemmin; Biologisten tutkimusten laboratorioissamme astronautit voivat jatkaa tutkimuksiaan maatalousalueillamme luottavaisin mielin, geologisissa tutkimuksissa keskitytään tukikohdan sijainnin vuoksi näytteiden keräämiseen ja kerättyjen näytteiden tutkimiseen laboratoriossa.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Sijainti on kuun leirin tärkein ominaisuus, ja mielestämme Malapert-vuoren huippu Kuun etelänavalla on sopiva alue. Kuten tiedetään, etelänapa on kaikkein vesipitoisinta aluetta. Malapert-vuori on 5000 metrin korkeutensa ansiosta etelänavalla hallitseva näköalapaikka, mikä voi olla hyödyllistä tulevissa tehtävissä alueella. Malapertin pohjoisrinteelle tulee vuosittain 87-91% auringonvaloa, ja se on varsin tuottava aurinkoenergian kannalta. Myös Malapertin geomorfologista rakennetta voidaan tutkia, jotta voitaisiin ymmärtää enemmän Kuun geologisesta menneisyydestä. Kuljetus maanpinnan ja Malapertin välillä on kuitenkin vaikeaa vuoren keskimääräisen kaltevuusasteen vuoksi, mutta käytämme turvallista reittiä päästäksemme Kuun pinnalle. Malapert on kaukana pinnan ankarista olosuhteista ja vakaa sijainti, mikä helpottaa astronauttien elinkelpoisen ympäristön luomista. 

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

Koska kuun pintaolosuhteet ovat vaikeat, on tarkoitus käyttää vaikeisiin olosuhteisiin soveltuvia robottikäsivarsia kuuleirimme asennuksissa. Mönkijöissä on oltava laitteet, jotka mahdollistavat viestinnän. Lisäksi robottikäsivarsia tullaan käyttämään rakentamisen aikana. Kaivutyökaluja tulee olemaan käytettävissä, koska Mount Malapert -vuorta on porattava kuutukikohdan suunnittelusta riippuen. Aurinkopaneeleita käytetään, jotta energiaa saadaan rakennustyön aikana mahdollisimman paljon. Materiaalien valmistukseen käytetään kuun maaperää. Lisäksi saimme inspiraatiota Kappadokian keijupiipuista, joita voimme nähdä Turkissa,  Armenia, Leipomo Serbia, Japani, Taiwan, hankkeemme suunnittelussa. Hattu ei ainoastaan inspiroinut meitä muodoltaan, vaan hyödyimme myös sen itsestään uusiutuvista ominaisuuksista ja kestävästä rakenteesta. Hyödynsimme kuukkelimultaa sisustuskalusteidemme valmistuksessa.Samalla loimme huoneen pohjapiirroksen voronoi-diagrammin avulla, jonka avulla pystymme erottamaan tilan tehokkaimmalla mahdollisella tavalla. Sisustuksessa kiinnitimme huomiota myös yksityisyyteen ja yksilölliseen tilaan. Tästä syystä huolehdimme sisustussuunnittelussa siitä, että henkilöillä on omat yksityiset huoneet. Samalla huolehdimme siitä, että sisustuskalusteet ovat modulaarisia, niissä on monia toimintoja ja ne ovat samalla laadukkaita.

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

Tukikohtamme rakennusmateriaalin perustukset perustuvat kuun maaperään ja kuun maaperästä saatuun metalliseokseen. Kuun maaperästä saatavan metalliseoksen talteenottoa kutsutaan "sulan regoliitin elektrolyysiksi". Tukikohdan rakenteessa on metalleja, kuten rautaa, magnesiumia, titaania, alumiinia ja piitä. Perusmateriaaliensa lujuutta arvioiva tukikohta on hyvin suojattu ulkoisia tekijöitä vastaan. Leirissä on myös vuoren suoja, sillä valitut leirin osat sijaitsevat Malapert-vuoren sisäosissa käyttäen veistämistekniikkaa. Koska pohjissa jotkut osat ovat vuoren sisäpuolella, on suojelupisteet korkeat. Olemme tietoisia siitä, että kuun pinnalla voi olla korkeita lämpöarvoja, tukikohtamme on niiltä turvassa, koska se sijaitsee jossakin kuun pintaa korkeammassa paikassa. Leirin ylimmässä kerroksessa sijaitsevan observatorion sijainti on saanut inspiraationsa "keijukaispiipuista", ja syynä tähän on se, että keijukaispiippuja on Turkissa,Armenia, Leipomo Serbia, Japani, Taiwan eivät ole tuhoutuneet tähän päivään asti. Lisäksi paikallisten luonnonvarojen käyttö raaka-aineina tukikohtamme sisätilojen kalusteissa, kuten keijukaispiipuissa, on myös mahdollistanut sisätilojen kestävyyden. Jalustan ulkoisessa rakenteessa käytettiin pohjan lisätukena geometrista frustum-kuviota, joka on kiinteä kuvio, joka koostuu kartion tai pyramidin alaosasta, jonka yläosa on katkaistu pohjan suuntaisella tasolla.

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

Vesi: järjestelmä perustuu Kuun vesijäähän. Leirimme sijaitsee Malapertissa, lähellä vesivaroja, joten tarvitsemme erityisiä Rovereita veden louhintaan ja kuljetukseen. Näiden Roverien avulla tehdään myös kenttätutkimuksia uusien vesivarojen löytämiseksi. Veden niukkuuden vuoksi kaikki käytetty vesi on puhdistettava, jotta sitä voidaan käyttää uudelleen ja luoda leirille omavarainen ja kiertävä vesivarasto. 

Ruoka: Terveellinen ja tasapainoinen ruokavalio on erittäin tärkeää astronauteille ja tutkijoille kuutukikohdassa. Siksi hyödynnämme vesiviljelyjärjestelmää, joka on yksi kuutukikohdan maaperättömistä viljelymenetelmistä ja jonka tuottavuus on paljon suurempi kuin maanviljelyssä. Tämän järjestelmän avulla voidaan tuottaa esimerkiksi herneitä, soijapapuja ja linssejä, joita astronautit tarvitsevat päivittäiseen ravinnonsaantiin.

Ilma: Sähköä käytetään ja happi erotetaan. Toinen tämän menetelmän etu on, että prosessin päätyttyä metalliseosta voidaan käyttää muihin tarpeisiin. Toinen menetelmä on kryogeeninen ilmanerotus, jossa ilmasta poistetaan puhdasta typpeä ja happea. Kolmanneksi käytetään spirulina platensis -menetelmää. Hapentuotantoa käytetään fotosynteesin tuloksena käyttämällä led-valoja. Lopuksi tuotettu hapetettu ilma annetaan ylivoimaiseen ilmanvaihtojärjestelmään.

Teho: Integroitu pyrolyysimenetelmä on yleinen tekniikka, jota käytetään muovijätteen muuntamiseen energiaksi kiinteinä, nestemäisinä ja kaasumaisina polttoaineina. Virta saadaan leirin urheiluhuoneen urheiluvälineistä invertterin avulla. Helium-3-energiaa saadaan kuun pölyn louhinnasta saadusta heliumista. Malapert-vuori on erittäin tehokas aurinkoenergian suhteen, Lisäsimme energiantuottoa kasvattamalla aurinkopaneelien pinta-alaa käyttämällä aurinkokennoissa voronoi-diagrammia.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Jätehuolto on erittäin tärkeää kuutukikohdassamme. Tätä varten meidän on lajiteltava käyttämämme jätteet oikein ensimmäisestä päivästä lähtien. Voimme muuntaa orgaaniset jätteet lämmöksi ja ammoniakiksi anaerobiseksi kompostoinniksi kutsutulla kompostointimenetelmällä, ja metaania voidaan käyttää rakettipolttoaineena lämpöpohjan lämmitysjärjestelmässä. Kun käsittelemme jätteet, kuten metallin ja muovin, oikein, niitä voidaan käyttää filamenttina 3D-tulostimissa ja käyttää uusien tarpeidemme tuottamiseen. Vähintään yhtä tärkeää kuin muuntaa klikkauksemme oikein, on tehdä oikeanlaista suunnittelua jätteiden välttämiseksi ja käyttää materiaaleja, joita meillä on, pitkään.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Meille on tärkeää, että vihjeet, jotka siirretään kuutukikohdassa maailmaan ja jotka otetaan maailmasta, ovat sujuvia ja ymmärrettäviä. Tästä syystä käytimme maan, kuun ja maan välistä viestintää (EME), joka tunnetaan myös nimellä "kuuhyppy", jotta viestintä olisi sujuvaa. Tätä tekniikkaa päätettiin käyttää hyödyntämällä Kuun signaalin heijastusominaisuutta. Meille on tärkeää, että kuutukikohdassa maailmalle siirrettävät ja maailmalta otettavat vihjeet ovat sujuvia ja ymmärrettäviä. 4 yleistä menetelmää tarjoavat yleensä maa-kuu-maa-viestinnän. Viestintä tapahtuu kuuhun asennettavien heijastimien, maan päällä olevan lähetysaseman, heijastimien kautta heijastuvien signaalien ja maan puolella olevien vastaanottoasemien kautta.

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).

Kuuleirillämme pidämme monipuolisuutta todella tärkeänä, ja ohjaamme työtämme tämän mottomme mukaisesti. Mainitsimme, että tukikohdassamme voi normaalioloissa tehdä tutkimusta viisi astronauttia. Nämä astronautit on jaettu ryhmiin tutkimusalojensa mukaan. Kaksi astronauttia harjoittaa geologista toimintaa, kaksi astronauttia tähtitieteellistä toimintaa ja yksi astronautti lääketieteellistä toimintaa. Koska kuuleirimme sijaitsee Malapert-vuorella, saamme tilaisuuden tavata monenlaisia metamorfisia kivilajeja. Astronauttimme keräävät vuorten kaiverrusprosessien aikana roversien keräämät kivet ja vievät ne geologian laboratorioomme tutkimusta varten. 

Mainitsimme, että tukikohtamme on myös ulkoasultaan saanut inspiraationsa keijujen savupiipuista. Tukikohdan ylimmässä kerroksessa on avaruuden tarkkailukeskus, jossa on rakenteellisia eroja, jotka muistuttavat keijupiippujen yläosaa. Koska avaruusobservatoriokeskus vie valtavan paikan kuuleirissämme, voimme helposti sanoa, että tieteenala tähtitiede olisi alue, jolle on annettu painoarvoa. Kaksi astronauttiamme, joilla on korkeatasoinen tietämys tähtitieteestä ja avaruushavainnoista, harjoittavat toimintaansa observatoriossa.

Olemme tietoisia siitä, miten paljon merkitystä olisi annettava esimerkiksi epidemioiden leviämiselle avaruudessa. Kuuleirissämme on erityisesti tähän tilanteeseen keskittynyt karanteenihuone. Voidakseen työskennellä sekä tässä huoneessa että sairastuvalla yksi astronauttimme syventyy lääketieteen alalle.

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

Aivan kuten astronauttien pitäisi harjoitella kuun tehtävän aikana, myös heidän on valmistauduttava kuuhun nousemiseen vakavalla harjoitusohjelmalla. Ensisijaisesti on olemassa joitakin peruskoulutuksia, kuten hätätilanteiden, avaruusalusten järjestelmien ja avaruuskävelytekniikoiden opettelu. Kun he ovat oppineet tuntemaan nämä tekniikat ammattitasolla, he voivat syventyä omiin tieteenaloihinsa, kuten tähtitieteeseen tai lääketieteeseen. Astronautit testataan myös ennen kuin heidät valitaan kuutehtäviin, jotta voidaan selvittää, ovatko he fyysisesti ja henkisesti kykeneviä suoriutumaan tehtävistä. Jotkut asiantuntijat testaavat heidän fyysistä kuntoaan, ja jotkut psykiatrit sanovat astronauteista, ovatko he valmiita vai eivät. Astronautit olisi koulutettava saamaan vakavia ryhmätyötoimia, koska he eivät ole yksin kuutehtävässä, he eivät myöskään voi saada koti-ikävää. Koska leirimme sijaitsee Malapert-vuorella, astronautit olisi koulutettava asumaan korkeammilla alueilla. Astronauttien on valittava huolellisesti joitakin pieniä esineitä, jotka he ottavat mukaansa kuuhun, ja näillä esineillä voi olla heille jokin emotionaalinen merkitys tai ne voivat olla vain avaruudessa vietettyä aikaa varten. Kun astronautit ovat laskeutuneet kuuhun, heidän on harjoiteltava vähintään kaksi tuntia päivässä, jotta luu- ja lihaskato ei tapahtuisi mikrogravitaatiossa elämisen aikana. He voivat esimerkiksi harrastaa sydänliikuntaa juoksumatolla tai polkupyörällä tai nostaa painoa. Lisäksi kuun tehtävän jälkeen astronauttien on osallistuttava tehtävän jälkeiseen kuntoutukseen, joka auttaa heitä sopeutumaan takaisin Maahan.  

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.

Käytettävät laitteet olisi valittava asemalla harjoitettavan tieteellisen toiminnan tarpeiden ja toiveiden mukaisesti. Biologian ja geotieteiden alalla toimivissa ajoneuvoissa on robottikäsivarsi näytteiden keräämistä varten ja säiliö näytteiden säilyttämistä varten. On tärkeää, että ajoneuvot, jotka ottavat vettä, on suunniteltu erityisesti ja että niissä on säilytystilat. Kuun pintaa tutkivan Roverin tulisi myös olla osa tiederyhmää. Kun ajoneuvot tuodaan kuuhun maailmassa, ne on helppo kuljettaa ja koota kuussa niiden modulaarisen rakenteen ansiosta. Jos ajoneuvo vaurioituu jossakin kohdassa, se on helppo korjata, koska osat ovat modulaarisia.

Muut hankkeet: