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: MVP

Edith-Stein-Schule  Darmstadt    Saksa 17-18-vuotiaat Kolmas sija - ESA:n jäsenvaltiot ja Kanada

3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

[42]

Kuvaile Moon Camp -projektisi.

Moon Camp on käytännöllinen ja laajennettava tukikohta kahdelle tai kolmelle hengelle. Meille oli tärkeää lähestyä tehtävää uusilla luovilla lähestymistavoilla, mutta pysyä aina mahdollisuuksien rajoissa. Halusimme myös mahdollisimman tehokkaan tukikohdan, joka rakennetaan vähistä resursseista, mutta joka myös suojaa astronautteja. Kuutukikohdassamme keskitytään myös resurssien hyödyntämiseen paikan päällä (ISRU, in situ resource utilization), mikä näkyy selvästi sen sijainnista ja käytetyistä rakennusmateriaaleista. Halusimme kuitenkin myös miettiä uudelleen tukikohdan rakentamistapaa ovenkarmissa olevilla leirijatkoksillamme. Tärkein asia on astronautin terveys, ja siksi olemme integroineet siihen vetäytymispaikkoja, luonnonvaloa ja näin luoneet terveellisen elämäntavan astronauteillemme.

Minne haluat rakentaa kuun leirin?

Rakentaisimme Mooncampin Kuun etelänavalle. Hyvä paikka olisi Shackletonin kraatterin reunalla, koska siellä se olisi 80-90% auringonvalon valaisema. Se takaisi meille energiaa. Samalla saisimme käyttöömme yhden Kuun suurimmista vesivaroista. Lämpötila ei myöskään saavuta päiväntasaajan leveysasteilla vallitsevia päivittäisiä lämpötilan ääriarvoja. Tämä mahdollistaisi pidemmät tutkimusmatkat ja enemmän mahdollisuuksia työskennellä ulkona Kuun pinnalla. Jäätä voitaisiin sulattaa, jotta siitä saataisiin toivottavasti juomakelpoista vettä. Vedestä voitaisiin myös erottaa happi ja vety ja käyttää sitä hengitysilmaksi ja polttoaineeksi. Viestintä olisi annettu, koska tähtitieteelliset radioaallot saattavat esiintyä siellä käyttökelpoisilla taajuuksilla. Malmit voivat antaa lisää mahdollisuuksia 3D-tulostukseen. Loppujen lopuksi tämä paikka olisi kiitollinen ja antaisi kauniin näkymän maapallolle.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Kuvaile käyttämäsi tekniikat ja materiaalit.

Edellä mainittu tukikohtamme rakentaminen tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kaikki tehdään automaattisesti ja robottien avulla. Ensimmäisessä vaiheessa 3D-tulostinrobotti saapuu paikalle ja tuo mukanaan joukon "blobeja". Nämä blobit ovat puhallettavia kupoleita, joissa on ohut kalvo ja integroitu ilmanvaihtojärjestelmä. Liikuteltava 3D-tulostinrobotti valmistaa sekoituksen kuukivistä ja luo kiinteän ja suojaavan päällysteen. On tärkeää huomata, että 3D-tulostuksen alue on rakennettu hieman perua. Toisessa vaiheessa astronautit laskeutuvat laskeutumisalukseen, johon on kiinnitetty 3 "ovenkarmia". Nämä voidaan purkaa ja ne muodostavat suoran putken laskeutujaan ja ovat ilmatiiviisti yhteydessä laskeutujaan. Sähköisellä mekanismilla ovikehysten reunoja voidaan lämmittää, minkä jälkeen 3D-tulostimen huokoinen kerros poistetaan. Tämä mahdollistaa suoran ja ilmatiiviisti sulautumisen kappaleiden kanssa.

Vesi
Ruoka
Sähkö
Ilma

Kuten jo mainittiin, olemme päättäneet rakentaa kuuleirin Shackletonin kraatterin reunalle. Veden osalta halusimme suodattaa jäädytetyn veden sulatettavaksi ja liittää sen vesijärjestelmään. Ensimmäisenä ratkaisuna haluamme itse lisätä kraatterista hankittua vettä vesijärjestelmään. Sen jälkeen vesi huuhdellaan kierrätyslaitokseen. Pitkän aikavälin ratkaisuna haluamme asentaa pumppujärjestelmän, joka sulattaa, suodattaa ja pumppaa veden. Jos alkuhankinnassa ilmenee ongelmia, Moon Rover voi auttaa.

Elintarvikejärjestelmä on myös dynaaminen. Aluksi kulutetaan siis mukana tuotua ruokaa. Mutta heti kun se oli mahdollista, siirryimme kotiruokaan. Konkreettisesti haluamme viljellä blob-pystyviljelyä. Mukaan tuomillamme siemenillä, mutta tuottaisimme maaperäsekoitusta, joka täydentäisi kuupölyä tarvittavilla mineraaleilla. Ruoan yksitoikkoisuuden voittamiseksi käyttäisimme ruoan 3D-tulostinta, jolla voisi valmistaa erilaisia ruokia mausteineen ja tekstuureineen. Tällä tavoin haluamme ylläpitää miehistön moraalia, mutta myös luoda rutiineja.

Voimajärjestelmänä haluaisimme mahdollisuuksien mukaan välttää ydinenergiaa, jotta vältyttäisiin tarpeettomalta säteilyltä. Lisäksi haluamme tuottaa uusiutuvaa energiaa aurinkopaneeleilla, jotka rakennamme Shackletonin kraatterin reunalle. Näin saamme etelänavan edut ja 90% auringonpaistetta vuodessa. Järjestelmään sisältyvät kuitenkin akut. Niitä voidaan käyttää kuukulkijassa tai 3d-tulostinrobotissa. Kerättyä energiaa käytetään myös viljelyblobin tehokkaaseen LED-valaistukseen, ilmanvaihtojärjestelmään ja veden kierrätysjärjestelmään.

Ilmastointijärjestelmä on integroitu kaikkiin kuutamolennon alusta alkaen. Näin ne voidaan puhaltaa täyteen ja liittää putkien kautta laskeutumisaluksen happijärjestelmään. Ilmanvaihto- ja suodatusjärjestelmänä haluamme toteuttaa laajemmassa mittakaavassa Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) -kokeilun, joka on suunniteltu myös Perseverance Roveriin. Siinä astronauttien rappeutunut hiilidioksidi jalostetaan pieneksi puhtaaksi määräksi happea. Mutta haluamme tietenkin käyttää myös tavanomaisia ilmastointijärjestelmiä, kuten ISS:llä.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Mitä materiaaleja käyttäisit?

[54]

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

Peitämme tukikohtamme 3D-tulostetulla kuupölykerroksella. Tämä suojaa meitä säteilyltä ja meteoriittisateelta. Samaan aikaan meillä on luonnollinen eristys, joka pitää meidät turvassa äärimmäisiltä lämpötilanvaihteluilta. Kuun laskeutujamme yläosa varustetaan samoilla eristyksillä kuin Kansainvälinen avaruusasema, joten olemme myös siellä suojassa säteilyltä. Jos meteoriitit vahingoittavat tätä osaa, voimme käyttää laskeutumisaluksen alaosaa tulvaluukkuna. Vaurion sattuessa 3D-printrobotti voisi korjata kerroksen tai astronautit voisivat tehdä korjauksia esimerkiksi laskeutumisaluksen yläosaan. Malmien avulla voitaisiin rakentaa varaosia tai suojaa lisälaajennuksia varten. Sekä laskeutumisalustan että mönkijän lasin on osoittauduttava turvalliseksi. Vertailukohtana voitaisiin käyttää olemassa olevia ikkunoita, kuten Cupolaa.

Kuvaile Moon Camp -astronauttimiehistönne päivää kuussa.
Päivä kuutamoleirillä alkaa "Main Blobista", josta löydät "kuutamolaisten" vuoteet. Herättyään kuunautit voivat käydä suihkussa, vessassa tai pestä hampaansa "Community Blobin" kylpyelementissä. Tämän aamurutiinin jälkeen asukkaat voivat napata ruokaa "Farm Blobista" ja valmistaa sen pääblobin keittiöelementissä tai syödä varastoa suoraan Community Blobissa. Kun he ovat saaneet aamiaisen valmiiksi, he voivat treenata jossakin Community Blobin kuntoiluelementeistä. Jos ulkona on elämää suosiva lämpötila, he voivat tehdä tutkimusretken täyttääkseen vesisäiliöt tai saadakseen näytteitä kuun pinnasta, vedestä, malmista tai mistä tahansa mielenkiintoisesta asiasta, jonka he löytävät. Retkellä he voisivat myös asentaa kaukoputkia tai tehdä joitakin korjauksia. Kun he palaavat tukikohtaansa, he voivat tehdä tutkimusta aiemmin saamistaan näytteistä. Tämän suuren työmäärän jälkeen kuunautilla on vapaa-aikaa, jonka he voivat käyttää shakin pelaamiseen, sukulaistensa kanssa juttelemiseen tai uskomattomasta näkymästä nauttimiseen laskeutumisaluksesta. Kun he ovat saaneet tämän valmiiksi, heidän on saatava uusi ateria, samalla tavalla kuin ennenkin. Kun he ovat valmiita, heidän on työskenneltävä laajennusten, kuten vesipumppujärjestelmän, parissa. Myös elintärkeiden järjestelmien, kuten vedenerottimen, huolto on tehtävä. Joukkueen rakentamiseen liittyvänä toimintana heidän on tehtävä jotain, kuten pelattava kuupalloa tai shakkia. Jos tämä ei olisi osa päivittäistä rutiinia, asukkaiden ei olisi helppo selvitä hengissä. Päivän päätyttyä heidän on saatava päivällinen, kuten joka aterialla ennenkin. Ennen nukkumaanmenoa heillä on omaa aikaa. Tänä aikana he voivat lukea kirjaa, valokuvata tai opetella soittimen soittoa. Kaikki henkilökohtaiset tavarat säilytetään Main Blobin sängynosissa. Lopulta he voivat löytää unelmansa maailmankaikkeudesta sängystään ja aloittaa seuraavan viivan uudella voimalla. Tukikohtaan on integroitu hälytysjärjestelmä, joka kytkeytyy päälle, jos siellä on vaarallisia vaaroja. Jos on hyvin epätodennäköinen tapaus, että heidän on evakuoitava tukikohta, he voivat käyttää laskeutumisalusta irrottautumiseen ja lentää lepäävällä polttoaineella takaisin Maahan. Jos tämä ei ole mahdollista, he voivat paeta kulkijan kanssa paikkaan, josta jokin toinen operaatio voi ottaa heidät kyytiin.



← Kaikki hankkeet