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.

Yalçınkaya

Miina Härmän lukio  Tartto-Etelä-Viro    Viro 14, 15   5 / 3 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Tinkercad



1.1 - Hankkeen kuvaus

Asutuksen rakentaminen kuuhun on valtava haaste ihmiskunnalle, ja se edellyttää monenlaisten asiantuntijoiden yhteistyötä.
Kuun asumuksemme rakennetaan luolaan kuun maaperään ja kahteen maanalaiseen kerrokseen. Astronautit saavat kaiken tarvitsemansa kuussa. Hankkeessa otetaan huomioon maassa olevat mineraalivarat ja se, mitä on otettava Maasta. Myös astronauttien terveyttä, sekä henkistä että fyysistä, varten on laadittu ohjelma.

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

Sen rakentamisen päätarkoituksena olisi ihmisen läsnäolo kuussa tieteellistä tutkimusta ja etsintää varten sekä mahdollisia kaupallisia tarkoituksia, kuten kaivostoimintaa ja matkailua, varten. Kuuleiri voisi toimia tukikohtana, jossa tehtäisiin kuun ympäristöä koskevia kokeita, tutkittaisiin kuun geologiaa ja luonnonvaroja sekä testattaisiin teknologioita ja menetelmiä tulevia avaruustutkimuslentoja varten. Lisäksi pysyvän kuutukikohdan perustaminen voisi tasoittaa tietä muiden planeettojen ja taivaankappaleiden asuttamiselle tulevaisuudessa.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Kuuleirimme on suunniteltu mahdollisimman käytännölliseksi ja kestäväksi ottaen huomioon kuussa elämisen haastavat olosuhteet. Yksi leirimme tärkeimmistä ominaisuuksista on sen sijainti maanalaisissa luolissa. Rakentamalla tukikohdan pääosan maanpinnan alle voimme hyödyntää kuun pinnan tarjoamaa luonnollista eristystä ja suojaa. Tämä toimii myös suojana kovalta säteilyltä ja pieniltä asteroideilta, jotka jatkuvasti pommittavat kuun pintaa.

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

Rakentamalla leirimme maanalaisiin luoliin voimme hyödyntää kuun luonnonvaroja, kuten kuun maaperää ja jäätä, luodaksemme omavaraisen elinympäristön. Kuupölystä valmistettu kuubetoni on materiaali, jota kokeillaan teiden, laukaisualustojen ja asuinalueiden luomiseksi. Kuun pölyä, joka sisältää 40% happea, voitaisiin mahdollisesti käyttää astronauttien ilmanlähteenä. Lisäksi kestävistä materiaaleista, kuten kevlarista ja Mylarista, valmistetut puhallettavat asumukset ovat kevyitä ja helppokäyttöisiä.

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

Kuuleirimme on suunniteltu suojaamaan astronautteja Kuun ankarassa ympäristössä ja tarjoamaan heille suojaa. Tukikohdan pääosa sijaitsee maanpinnan alla, ja siinä hyödynnetään maanalaisten luolien tarjoamaa luonnollista eristystä ja suojamuuria. Tämä tarjoaa suuren suojan säteilyltä ja pieniltä asteroideilta, jotka ovat yleisiä Kuun pinnalla.

Lisäksi kuuleirimme on rakennettu kestävistä materiaaleista, kuten kevlarista ja Mylarista, jotka ovat kevyitä ja kestävät Kuun äärimmäisiä lämpötiloja ja ankaria olosuhteita. Ilmatäytteiset asuintilat on myös suunniteltu helposti laajennettaviksi, mikä mahdollistaa ylimääräisen asuintilan ja joustavuuden hätätilanteissa.

Astronauttiemme suojaamiseksi Kuuleirimme on varustettu ilmalukoilla, jotka estävät ilman poistumisen ja pitävät yllä paineen tukikohdassa. Tämä on välttämätöntä astronauttien selviytymiselle avaruuden tyhjiössä.

Lisäksi kuupölystä valmistettua kuubetonia käytetään teiden, laukaisualustojen ja asuinalueiden tukevien kappaleiden valmistukseen. Tämä vähentää tarvetta kuljettaa rakennusmateriaaleja Maasta, mikä tekee Kuuleiristä omavaraisemman ja kustannustehokkaamman.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kuuleirimme tarjoaa astronauteille tehokkaan suojan ja suojan ankaraa kuun ympäristöä vastaan hyödyntämällä maanalaisten luolien luonnollista eristystä ja suojaa, käyttämällä kestäviä materiaaleja, ilmalukkoja ja kuubetonia.

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

Jotta astronautit saisivat kestävästi vettä, ruokaa, ilmaa ja sähköä perustarpeisiinsa Kuuleirillä, aiomme hyödyntää Kuussa olevia resursseja. Kuupölystä valmistettua kuubetonia voidaan käyttää teiden, laukaisualustojen ja asuinalueiden tukevien kappaleiden valmistamiseen. Tulivuoritunnelit tarjoavat suojaa säteilyltä ja meteoriiteilta. Kevlarin ja Mylarin kaltaisista kestävistä materiaaleista valmistetut ilmatäytteiset elinympäristöt ovat kevyitä ja helppokäyttöisiä.

Kuun pölyä, joka sisältää 40% happea, voitaisiin mahdollisesti käyttää astronauttien ilmanlähteenä. Kuun napajäätiköistä, jotka löydettiin viime vuosikymmenellä, voidaan ottaa vettä. On tärkeää kierrättää kierrätettäviä esineitä Kuussa, jotta leirissä pysyisi pidempään. Anaerobisella kompostoinnilla voidaan saada hedelmällistä maaperää viljelykasveille, ja metaanikaasua voidaan käyttää lämmitykseen ja polttoaineena.

Aurinkoenergiaa voidaan hyödyntää aurinkopaneeleilla, jotka voidaan sijoittaa Kuun pinnalle tuottamaan sähköä. Tämä on kestävä tapa tuottaa sähköä, koska Kuu saa jatkuvasti auringonvaloa. Lisäksi Kuun alhaista painovoimaa voidaan käyttää sähköntuotantoon pietsosähköisyyden avulla, joka tarkoittaa mekaanisen paineen muuntamista sähköenergiaksi.

Kaiken kaikkiaan Kuussa käytettävissä olevien resurssien kestävä hyödyntäminen on avainasemassa, kun astronautit saavat perustarpeet, joita he tarvitsevat asuakseen ja työskennelläkseen Kuussa.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Kuumoduulin luominen on erittäin nokkela tapa minimoida astronauttien siellä olon aiheuttaman jätteen määrä. Kaikki pakkauksissa mukana kulkeva ruoka on voitava kierrättää, esimerkiksi 3D-tulostimen filamenttina. Lisäksi astronauttien virtsa lähetetään vesikiertojärjestelmään ja puhdistetaan. Koska vaatteita ei pestä, niiden uudelleenkäsittelystä saadaan myös kuuhankkeen kannalta välttämättömiä täyteaineita tai äänieristysmateriaalia. Myös itse kasvatetut kasvit valitaan niin, että jätteet jäävät mahdollisimman vähiin, ja niistä valmistetaan kompostia seuraavia kasveja varten.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Viestintä on olennaisen tärkeää kaikille avaruuslennoille, eikä Kuuleiri ole poikkeus. Varmistaaksemme, että astronauttimme voivat pitää yhteyttä Maahan ja muihin Kuun tukikohtiin, olemme ottaneet käyttöön erilaisia viestintämenetelmiä.

Ensimmäinen ja tärkein menetelmä on satelliittien käyttö. Olemme ottaneet käyttöön kuun kiertoradalla olevien viestintäsatelliittien verkon, joka välittää viestejä Kuun leirin ja Maan välillä. Nämä satelliitit toimivat siltana Kuuleirin ja Maan Deep Space Networkin välillä. Syvä avaruusverkko on kokoelma suuria antenneja, joita NASA käyttää viestintään Maan kiertoradan ulkopuolella olevien avaruusalusten kanssa.

Satelliittien lisäksi meillä on myös suora viestintäyhteys Kuuleirin ja Maan välillä radioviestinnän kautta. Kuuleirimme on varustettu tehokkaalla radiolähettimellä ja -vastaanottimella, jotka voivat olla suoraan yhteydessä Maahan. Radioviestintä pystyy lähettämään ääntä ja dataa ja mahdollistaa reaaliaikaisen viestinnän astronauttien ja Maan lennonjohdon välillä.

Varmistaaksemme, että kuuleirimme voi kommunikoida muiden kuutukikohtien kanssa, olemme ottaneet käyttöön laserviestintäjärjestelmän. Laserviestinnässä käytetään lasereita tiedonsiirtoon erittäin suurella nopeudella, mikä mahdollistaa nopeamman ja luotettavamman viestinnän kuin perinteiset radioaallot. Olemme perustaneet Kuun pinnalle laserviestintäasemien verkon, jonka avulla Kuuleirimme voi kommunikoida muiden Kuun tukikohtien kanssa, jotka ovat näköetäisyydellä.

Lopuksi olemme toteuttaneet varaviestintäjärjestelmän, joka perustuu autonomisiin kulkijoihin. Nämä kulkijat on varustettu viestintälaitteilla, ja ne voivat liikkua Kuun pinnalla luodakseen viestintäyhteydet Kuuleiriin tai muihin tukikohtiin. Tämä järjestelmä tarjoaa ylimääräisen redundanssikerroksen, jolla varmistetaan, että yhteydenpito on aina mahdollista myös järjestelmävian sattuessa.

Yhteydenpidon ylläpitäminen on ratkaisevan tärkeää Moon Campin onnistumisen ja turvallisuuden kannalta. Satelliittien, radioviestinnän, laserviestinnän ja autonomisten kulkijoiden yhdistelmää hyödyntämällä olemme luoneet vankan ja luotettavan viestintäverkon, jonka avulla astronauttimme voivat pitää yhteyttä Maahan ja muihin Kuun tukikohtiin.

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).

Kuuleirin tieteellinen tutkimus keskittyy eri aloille, kuten geologiaan, biologiaan, tähtitieteeseen ja fysiikkaan. Kuu tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden tehdä kokeita, joita on mahdotonta tehdä Maassa Kuun pinnan erilaisten olosuhteiden vuoksi.

Geologian alalla aiomme tutkia kuun pinnan koostumusta ja kuoren muodostavia kiviä. Keräämme näytteitä Kuun eri alueilta ymmärtääksemme Kuun pintaa muokanneet geologiset prosessit. Analysoimme näytteitä myös etsiaksemme todisteita vedestä ja muista mineraaleista, joita voitaisiin käyttää tulevissa tehtävissä ja asutuksissa kuussa.

Biologian alalla aiomme tutkia alhaisen painovoiman ja säteilyn vaikutuksia eläviin organismeihin. Tuomme kuuhun erilaisia kasveja ja mikro-organismeja ja tarkkailemme niiden kasvua ja kehitystä näissä olosuhteissa. Tämä auttaa meitä ymmärtämään, miten kuun maaperää ja resursseja voitaisiin käyttää ruoan kasvattamiseen ja elämän ylläpitämiseen kuussa.

Tähtitieteen alalla aiomme käyttää kuuta alustana maailmankaikkeuden tarkkailuun. Kuun ilmakehän puute tarjoaa ihanteellisen ympäristön teleskoopeille ja muille tähtitieteellisille instrumenteille kosmoksen havainnoimiseksi. Tutkimme tähtiä, galakseja ja muita taivaankappaleita syventääksemme ymmärrystämme maailmankaikkeudesta.

Fysiikan alalla aiomme tutkia aineen ja energian käyttäytymistä matalassa painovoimassa. Teemme kokeita testataksemme fysiikan perusteorioita ja kehittääksemme uutta teknologiaa avaruustutkimusta ja muita sovelluksia varten.

Kuuleirimme tarjoaa ainutlaatuisen tilaisuuden tehdä tutkimusta eri tieteenaloilla. Suunnittelemamme kokeet syventävät ymmärrystämme Kuusta ja maailmankaikkeudesta ja tasoittavat tietä tuleville tehtäville ja asutukselle Kuussa.

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

Astronautteja on koulutettava monin eri tavoin, sekä fyysisesti että henkisesti. Pelkkä liikunta ei riitä: on myös mietittävä toimintoja, joiden avulla astronautit voivat rentoutua kaukana ollessaan, jotta he eivät masennu, ahdistu tai tunne oloaan yksinäiseksi. Tämä voidaan toteuttaa katsomalla elokuvia, kuuntelemalla musiikkia, pelaamalla lautapelejä ja mahdollisesti keskustelemalla perheenjäsenten kanssa.
Fyysiseen harjoitteluun soveltuvat samat laitteet, joita astronautit jo käyttävät ISS:llä:

Advanced Resistive Exercise Device (ARED) on NASA:n suunnittelema harjoituslaite, joka mahdollistaa intensiivisemmän harjoittelun paljon alhaisemmassa painovoimassa (useita eri harjoituksia yhdellä tangolla).
Astronautit kiinnittyvät valjaisiin, joiden avulla he voivat juosta juoksumatolla ja tehdä muita harjoituksia (TVIS).
3. Tärinäneristävällä stabiloinnilla varustettu pyöräergometri (CEVIS) muistuttaa paikallaan olevaa mekaanista polkupyörää, ja se on kytketty ISS:ään vaijereilla.

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.

On tärkeää, että meillä on kuunalainen ajoneuvo, jotta astronautit voivat kiertää Kuun pintaa kauempana sijaitseviin pisteisiin ja tehdä tutkimusta. Tätä tehtävää varten ajoneuvo ei ole vielä valmis, sillä ensimmäisessä tehtävässä on kyse pikemminkin kuupassin rakentamisesta kuin siitä, että ajoneuvolla ajettaisiin heti Kuun pinnalla. Jos ajoneuvoa kuitenkin suunnitellaan, on tärkeää, että ajoneuvoon mahtuu vähintään kaksi matkustajaa. Sen pyörien on oltava metallisia ja koko rungon on oltava metallia. Myös ajoneuvon takaosassa olevat aurinkopaneelit on voitava peittää, jotta ne kestävät kauemmin ja suojaavat niitä Kuun pölyltä.

Muut hankkeet: