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: Hanke Sequana

Cowes Enterprise College  Cowes    Yhdistynyt kuningaskunta 15-16-vuotiaat Ensimmäinen sija - ESA:n jäsenvaltiot ja Kanada

3D-projektin ulkoinen katseluohjelma

Hankkeen kuvaus

[42]

Kuvaile Moon Camp -projektisi.

Kuuleirimme on suunniteltu ensimmäiseksi etuvartioasemaksi kuun tutkimista sekä tieteellistä ja infrastruktuurin kehittämistä varten, ja se on suunniteltu siten, että se on asumiskelpoinen koko kuunkierron ajan. Laavaputken avulla suojautuminen ei vaadi suuria kaivauksia tai raskasta säteilysuojausta Maasta. Tukikohta on jaettu eri osiin, joilla kullakin on oma käyttötarkoituksensa ja laitteensa, kuten lääketieteellinen tai vesiviljely, joista jälkimmäisessä lisätään ravinteita vesiviljelylaitureihin menevään veteen, ja siinä hyödynnetään myös kokeellista vesiviljelyjärjestelmää, jolla selvitetään, miten kalat kehittyvät kuussa mahdollisena ravinnonlähteenä. Tukikohta on suunniteltu siten, että se voi käyttää paikallisia resursseja, kuten jäätä kraattereista sekä metalleja ja muita resursseja pinnalla. Hanke on suunniteltu toimimaan alustana tukikohdan laajentamiselle edelleen, jolloin tukikohtaan voidaan ottaa suuri miehistö ja lisätä resursseja.

Minne haluat rakentaa kuun leirin?

Kuun tukikohta on lähellä pohjoisnapaa. Olemme päättäneet, että tämä on paras paikka, koska Kuun pohjoisnavan lähellä on kraattereita, joiden pohjalla on vesijäätä. Jää voidaan louhia kraattereista ja tuoda takaisin tukikohtaan. Pohjoisen napan läheisyys tarkoittaa, että kraattereille matkustavien ajoneuvojen ei tarvitse matkustaa kauas. Se louhii jään ennen kuin palaa tukikohtaan.
Tukikohtamme on todennäköisesti Philolaus-kraatterissa, koska siellä epäillään olevan laavaputkia. Lähempänä napoja aurinko pysyy taivaalla lähes pysyvästi, joten aurinkoenergiaa voidaan käyttää koko ajan. Haluamme tehdä tukikohtamme laavaputkeen, koska se suojaa tukikohtaa säteilyltä ja mikrometeoriiteilta. Jos laavaputkia löydetään pohjoisempana, käytämme niitä.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Kuvaile käyttämäsi tekniikat ja materiaalit.

Tukikohdan rakentamiseksi lähetämme modulaarisia osia hyötykuormaraketeilla. Osia käytettäisiin sitten erilaisten rakenteiden ja ajoneuvojen rakentamiseen. Tukikohdan lattia rakennetaan alumiinista valmistetuista kolmiomaisista paneeleista, joissa on kuusikulmainen ydin lujuuden säilyttämiseksi mutta painon vähentämiseksi ja kustannusten alentamiseksi. Seinät valmistetaan alumiinipylväistä, jotka muotoillaan kupoliksi, ja kolmikerroksisesta muovikankaasta, jotta mahdolliset vuodot voidaan havaita antureilla ja tunnistaa, mikä kerros tai mitkä kerrokset ovat puhjenneet. Ajoneuvot lähetetään ylös helposti koottavissa osissa, ja osien on oltava riittävän kestäviä, jotta niitä voidaan käyttää jatkuvasti ilman korjauksia, mutta ajoneuvojen korjaukset säilytetään maan pinnalla sijaitsevassa vajassa, joka tehdään Maasta lähetettävistä metallilevyistä. Säiliöt ja muut ulkoiset laitteet lähetetään osina ja kootaan kuussa.

Vesi
Ruoka
Sähkö
Ilma

Kun tukikohta on perustettu, hopper-raketti lentää suborbitaaliradalla kraattereihin, joiden pohjassa on jäätä, ja laskeutuu kraatteriin. Jää louhitaan ja varastoidaan säteittäisiin irrotettaviin säiliöihin. Tukikohtaan palattuaan jää puretaan suureen metallisäiliöön. Kuupäivän aikana säiliö lämpenee auringon lämpöenergian ansiosta. Kun jää sulaa, vesi vajoaa säiliön pohjalle. Vesi virtaa maahan upotettuja putkia pitkin pumppaamoon, jossa vesi saadaan käyttökelpoiseksi tukikohdassa.

Kasvitieteilijät kasvattavat ruokaa vesiviljelytiloissa. Vesiviljelyssä käytetään putkirivejä, joissa on reikiä 457,2 mm:n välein. Putket ovat kiskoilla, jotta niitä voidaan siirtää muihin riveihin. Kasvatamme soijapapuja proteiinin, kalsiumin ja rasvojen saamiseksi, bataatteja hiilihydraattien ja A-vitamiinin saamiseksi, ankkoja/ankkojen munia proteiinin, B- ja D-vitamiinin saamiseksi, paprikoita C- ja E-vitamiinin saamiseksi ja ruusukaalia K-vitamiinin saamiseksi. Ruoan valmistukseen on oma keittiö.

Päivisin käytetään aurinkovoimaa. Paneeleja tarvitaan koko tukikohdan virran saamiseksi ja akkujen lataamiseksi yöksi. Jotta tukikohdan teho riittäisi yöksi, on käytettävä eri energialähteitä. Ratkaisu on käyttää vetypolttokennoja, jotka elektrolyysoivat vettä päivällä ja muuttavat sen H2:ksi ja O2:ksi, jotka voidaan polttaa energian vapauttamiseksi. Toinen ratkaisu on RTG (Radioisotooppi-lämpögeneraattori), mutta sen tuottaman säteilyn vuoksi se ei ole paras ratkaisu. Ihmisen ulosteet voitaisiin pilkkoa metaaniksi ja polttaa energiaksi.

Alkuperäinen hapenlähde tuodaan Maasta. Vesi elektrolysoidaan hapen saamiseksi. Tässä prosessissa muodostuu myös vetykaasua, jota voidaan käyttää uudelleen samassa prosessissa. Kuun jäätä sulattamalla saatu vesi elektrolysoidaan. Osittainen määrä happea saadaan Kuun malmeissa esiintyvistä yhdisteistä, kuten alumiinioksidista, rauta(||)oksidista, titaanidioksidista, natriumoksidista jne. Typpi on todennäköisesti tuotava Maasta.

Miten aiot rakentaa kuuleirin? Mitä materiaaleja käyttäisit?

[54]

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

Kuuleiri tarjoaa suojaa avaruuden vaaroilta, sillä se on rakennettu laavaputkeen. Tämä suojaa mikrometeoriiteilta, äärimmäisiltä lämpötiloilta sekä auringon ja syvän avaruuden ionisoivalta säteilyltä. Siellä on keinotekoinen päivä- ja yökierto, joka varmistaa, että kasvit/eläimet käyttäytyvät normaalisti ja että miehistön jäsenten uni ei häiriinny. Seinissä on vakaat happi- ja kosteustasot, jotta kaikilla eliöillä on elinympäristö, jossa ne voivat selviytyä. Jotta miehistön mielenterveys ei heikkenisi, ystävien ja perheenjäsenten väliset yhteydet säilytetään, ja jokaiselle henkilölle sallitaan yksi kilo henkilökohtaisia tavaroita. Kuntolaitteet varmistavat, etteivät miehistön lihakset ja luusto hajoa painovoiman puutteen vuoksi. Jotta varattujen hiukkasten tuottama staattinen sähkö ei vahingoittaisi sähkölaitteita, tukikohta maadoitetaan kuun pintaan.

Kuvaile Moon Camp -astronauttimiehistönne päivää kuussa.

Miehistöllä on vuorotteleva unirytmi, joten vähintään kaksi miehistön jäsentä on hereillä hätätilanteessa. Herättyään jokainen jäsen peseytyy ja syö aamiaista, minkä jälkeen he aloittavat työnsä. Jokaisella miehistön jäsenellä on useita tehtäviä, ja tehtävissä on kaksi asiantuntijaa, jotka ovat hereillä, kun muut nukkuvat. Miehistö valvoo järjestelmiä koko tukikohdan ajan varmistaakseen, että mikään järjestelmä ei ole kriittinen tai muuten rikkoudu. Jos komponentti tai järjestelmä rikkoutuu, insinöörit vievät järjestelmän tai koneen insinööritieteisiin, jos se on tukikohdan sisällä, tai vajaan, jossa laitteita säilytetään, jotta vikoja voidaan vaatia ja jotta vahingoittuneet esineet voivat jatkaa tehtävän suorittamista, jos esineet ovat vaurioituneet korjauskelvottomiksi, korvaavat esineet lähetetään. Miehistö kuljettaa myös sadonkorjuukoneiden keräämät materiaalit sulattamoon, jossa miehistön metallurgi, joita on yksi, käsittelee materiaalit ja jalostaa ne käyttökelpoisiksi luonnonvaroiksi ja hapeksi, sillä useimmat malmit ovat kuussa metallioksidimuodossa. Kasvitieteilijät hoitavat vesiviljely- ja vesiviljelyjärjestelmiä varmistaakseen, että tukikohdassa on riittävästi ruokaa, mutta tuotettu ruoka ei todennäköisesti riitä täydelliseen omavaraisuuteen, joten se vaatii ruokatoimituksia Maasta, mutta koska ruokaa kasvatetaan, tämä lisää aikaa huoltoalusten välillä. Miehistö tekee oman alansa tieteellisiä kokeita lisätäkseen ymmärrystä Kuusta, kuten sen geologisesta rakenteesta tai alhaisen painovoiman vaikutuksista eläviin organismeihin. Tämä tutkimus auttaa lisäämään ymmärrystä siitä, miten kuuhun voidaan luoda ylläpitävä tukikohta sekä keinoista ja paikallisista resursseista, joita voitaisiin käyttää tukikohdan laajentamiseen ja sen väestön kasvattamiseen. Miehistö voisi myös tutkia kuun teollisuuden ja luonnonvarojen hyödyntämisen hyviä ja huonoja puolia tulevaa käyttöä varten, kun rakennetaan suurta kuutukikohtaa tai asutusta. Miehistö voisi myös myöhemmin projektin aikana rakentaa uusia, Maasta lähetettyjä tai kuun resursseista ja laitteista rakennettuja tiloja. Ennen kuun yötä miehistö arvioi tukikohtaan varastoituja resursseja ja energiaa. Yön aikana he tarkkailevat vetypitoisuuksia ja kytkevät tarvittaessa joitakin järjestelmiä pois päältä varmistaakseen, että tukikohdassa säilyy virtaa kriittisille järjestelmille, kuten elintoimintojen ylläpidolle.



← Kaikki hankkeet