moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleria 2019-2020

Moon Camp Pioneers:ssä jokaisen tiimin tehtävänä on 3D-suunnitella täydellinen kuun leiri Fusion 360:n avulla. Heidän on myös selitettävä, miten he käyttävät paikallisia resursseja, suojaavat astronautteja avaruuden vaaroilta ja kuvaavat asumis- ja työskentelytilat.

Joukkue: Floreat Kendricka

Kendrick Grammar School  Bracknell    Yhdistynyt kuningaskunta 17-18-vuotiaat

3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

[42]

Kuvaile Moon Camp -projektisi.

Moon Camp -suunnitelmamme on kuussa sijaitseva tukikohta, johon mahtuu jopa kolme ihmistä. Se hyödyntää Kuun paikallisia resursseja ja tarjoaa hengitettävää ilmaa, puhdasta vettä, ruokaa sekä suojaa säteilyltä ja meteoreilta. Olemme suunnitelleet kuuleirimme niin, että se on kestävä ja taloudellinen ja varmistaa samalla, että astronautit ovat turvassa ja että heillä on täydet varusteet kaikkia tarpeitaan varten, sekä selviytymistä että tutkimusta varten. Uskomme, että leiriämme voitaisiin käyttää myös NASAn Kuun portti -hankkeen mahdollisena tukikohtana (jos Kuun portilla tapahtuu hätätilanne ja he tarvitsevat tarvikkeita leiristä). On myös huomattava, että Fusion 360 -suunnitelmamme on pienennetty 80-kertaiseksi, jotta se olisi kätevä kolmiulotteista tulostusta varten.

Minne haluat rakentaa kuun leirin?

Perustamme kuuleirimme Peary-kraatterin pohjoisreunalle, sillä täällä on neljä vuoristoaluetta. Nämä nimettömät "ikuisen valon huiput" ovat valitsemamme paikka, koska pysyvä auringonvalo tarkoittaisi, että paikka soveltuu aurinkovoimalaitokselle, joka olisi luotettava voimanlähde. Vaikka aurinkopaneelimme ja maatalouskupolimme tulevat olemaan vuoristoalueiden pinnalla, kaivamme maan alle päätukikohtamme (mukaan lukien asuintilat, laboratoriot ja kuntosali). Maanalaisen tukikohdan etuna on, että olemme suojassa meteoriiteilta ja säteilyltä. Lisäksi ikuisen valon huipulla oleminen tarkoittaa, että lämpötila on suhteellisen vakaa (keskimäärin -50 °C; verrattavissa Siperian ja Etelämantereen kaltaisten paikkojen talviolosuhteisiin).

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Kuvaile käyttämäsi tekniikat ja materiaalit.

Larry Beyer Pittsburgin yliopistosta ehdotti ensimmäisenä Lunarcretea, joka on betonin kaltainen rakennusmateriaali ja joka on valmistettu regoliitista. Tukikohtamme rakennetaan pääasiassa tästä ja alumiinista. Lunarcrete on ihanteellinen materiaali, koska sitä on helposti saatavilla kuun leirissä, ja sen tiheys on suunnilleen sama kuin alumiinin (~3 g/cm³), mikä tarkoittaa, että se kestää sen yläpuolella olevan maan painon. Ilmalukko on pinnalla, jotta tukikohtaan pääsee helposti sisään ja ulos, ja maatilamme on upotettu siten, että katto altistuu auringonvalolle mutta on samalla suojassa. Astronautit liikkuvat huoneiden välillä tunneleiden avulla, ja jokainen huone on ilmalukittu, jotta jos johonkin huoneeseen tulee vahinkoa, koko tukikohta ei vaarannu. 

Vesi
Ruoka
Sähkö
Ilma

Vetypolttokennot voisivat tarjota sekä juomavettä että muita varavoimavarastoja kuin aurinkopaneelit. Ne ovat pieniä siihen sähkömäärään nähden, jonka ne tuottavat. Tämän kanssa tarvitsisimme hapen (voidaan saada kuutamopölystä/maataloudesta) ja vedyn. Lisäksi, koska tukikohtamme sijaitsisi Kuun pohjoisnavalla, voisimme todennäköisesti käyttää sen kuun jäätä vesilähteenä. Klooripisaroiden avulla se voidaan steriloida taudinaiheuttajien tappamiseksi, ja se olisi suodatettava asianmukaisesti suurten kemikaalipitoisuuksien poistamiseksi.

Kasveja kasvatettaisiin vesiviljelyssä. Maanviljelijät käyttävät vesiviljelyä kaupallisesti, koska se tuottaa terveitä kasveja lyhyemmässä ajassa kuin perinteiset menetelmät, eikä niitä tarvitse kastella jatkuvasti, koska vettä voidaan käyttää uudelleen ja ravinnepitoisuuksia voidaan säätää liuottamalla niitä veteen. Erilaisten viljelykasvien kasvattaminen edellyttää erilaisia olosuhteita, joten maatilalla olisi kerroksia, jotka kaikki altistuvat auringonvalolle, mutta joiden lämpötilaa ja kosteutta säädellään. Ruoanvalmistus tapahtuisi pohjakerroksessa, ja sähköä syötettäisiin paneeleista/polttokennoista.

Kuten aiemmin mainittiin, sijainnillamme on se uskomaton etu, että se on ikuisen auringonpaisteen vyöhykkeellä. Tukikohtamme pinnalla sijaitsevilla aurinkopaneeleilla olisi jatkuva virtalähde (koska ne ovat ikuisen auringonpaisteen huipulla), ja ne pystyisivät tarjoamaan luotettavan energialähteen, jonka avulla tukikohta toimisi moitteettomasti. Varaenergialähteenä meillä on vetypolttokennot, jotka yhdistävät vetyä ja happea ja vapauttavat samalla energiaa. Niiden ainoa jätetuote on vesi, jota käytetään ruoanlaittoon, puhdistukseen jne.

ESA:n happilaitos ottaa talteen kuupölyyn jäänyttä happea, joten se on pääasiallinen hapenlähteemme. Kasvit ovat toissijainen hapenlähde fotosynteesin ansiosta, ja ne auttavat ylläpitämään osan hapesta. Yritämme sovittaa ilmanpaineen maanpäälliseen maanalaiseen paineeseen, jotta estämme räjähdyksen. Ilmakehässä on 30-40% happea ja loput typpeä, joka kuljetetaan nestemäisenä typpeä. Jätteiden ja myrkyllisten kaasujen muodostumisen estämiseksi käytetään hiilidioksidin imeyttämiseen soodakalkkia ja metaanin poistamiseen ilmanvaihtojärjestelmistä aktiivihiilisuodattimia.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Mitä materiaaleja käyttäisit?

[54]

Kuun ympäristö on astronauteille hyvin vaarallinen. Selitä, miten Kuuleirinne suojelee heitä.

Kuubetonilla on sama vetolujuus kuin maanpäällisellä betonilla, joten se on vahva materiaali, joka kestää ympäröivän maan painon. Koska tukikohta rakennetaan maan alle, se on hyvin suojattu meteoriiteilta ja säteilyltä. Aurinkopaneeleita ja tilan kattoa ei rakenneta kaupallisesta lasista, koska se on liian haurasta. Kuulasi suojaa aurinkopaneeleita ja maatilaa, koska sillä on monia samoja ominaisuuksia kuin lasikuidulla, mutta koska se on tehty regoliitista, se vähentää lasikuidun kuljetuskustannuksia Kuuhun. Se myös sallii edelleen auringonvalon päästä maatilalle fotosynteesiä varten, koska se on läpinäkyvää. Kun astronautit varmistavat, että heidän ja tukikohdan hygieniataso on korkea, heitä suojellaan mikrobeilta, jotka ovat saattaneet muuntua tukikohdan ulkopuolisen säteilyn vaikutuksesta.

Kuvaile Moon Camp -astronauttimiehistönne päivää kuussa.

Astronautit heräävät GMT-aikaan asetetun herätyksen avulla 8 tunnin unen jälkeen. Kun he ovat virkistäytyneet, he syövät proteiinipitoisen aamiaisen ennen kuin he lähtevät aloittamaan päivänsä.

Elämää ylläpitävien järjestelmien, kuten koneiden, säätimien (ilmakehän koostumuksen pysyminen vakaana) ja suodattimien (haitallisten hiukkasten pysyminen poissa) päivittäiset huoltotarkastukset tehdään sen varmistamiseksi, että kaikki olosuhteet ovat turvalliset. Astronauttien on harjoiteltava kuntosalilla 2 tuntia päivässä; liikkumiseen tarvitaan vähemmän voimaa pienemmän painovoimakentän voimakkuuden vuoksi. Jos he eivät noudata tätä tiukkaa harjoitusohjelmaa, he menettävät lihasmassaa ja luuntiheyttä, mikä olisi haitallista heidän terveydelleen, kun he palaavat Maahan. 

 

Astronautit pukeutuvat kupolialueelle, jossa on kaksi ovea ja joka estää aseman sisäilman karkaamisen. Puvut ovat paineistettuja, ja niissä on puhdasta happea (auttaa keuhkojen puhdistamisessa) ja 1,9 litraa vettä, jota voi juoda putken kautta, mikä mahdollistaa pitkät kuukävelyt. Ulkona astronautit keräävät kuunäytteitä kokeita ja tutkimusta varten. Jos astronauttien on matkustettava muille kuualueille (esim. kraattereille tai kuun jääalueille), käytetään navigointijärjestelmillä varustettua kuun kiertävää ajoneuvoa. Jos astronautit työskentelevät leirin läheisyydessä, he palaavat lounaalle, joka valmistetaan keittiössä. 

 

Päivittäiset ruokailuaikataulut voivat olla epäsäännöllisiä, koska tutkimusmatkat voivat kestää 5-8 tuntia kerrallaan. He saattavat syödä kokonaisia aterioita vain ennen avaruuskävelyä ja sen jälkeen. Astronautit voivat pitää mukanaan hedelmä- tai viljapatukoita (jotka syödään heti avaamisen jälkeen, jotta muruja ei pääse leijumaan) välipalaksi pitkillä kuukävelyillä. Ateriat koko päivän ajan koostuvat tilalla kasvatetuista tuoretuotteista ja ravintolisistä. Käytettävissä oleva keittiö mahdollistaa aterioiden lämmittämisen ja valmistamisen samalla tavalla kuin Maassa. Kerätyt näytteet kuljetetaan laboratorioon, jossa niiden kemiallinen koostumus analysoidaan erilaisten laitteiden, kuten spektrometrien, avulla. Tiedot muunnetaan digitaalisesti ja lähetetään sitten Maahan laskemista ja tallentamista varten. Astronautit käyttävät observatoriota, jossa on useita tehokkaita teleskooppeja tähtitiedettä varten, tutkiakseen päätähtiä, galakseja ja planeettoja, jotka ovat paremmin havaittavissa kuusta käsin. Pitkän kuussa vietetyn päivän jälkeen he palaavat leiriin ja käyvät maatilalla viljelemässä kasveja päivällistä varten. Muutama tunti päivällisen jälkeen vietetään rentoutuen harrastamalla vapaa-ajan aktiviteetteja, kuten pelaamalla korttia, treenaamalla tai olemalla yhteydessä perheeseen.



← Kaikki hankkeet