moon_camp

Moon Camp Explorers Galéria 2020-2021

Az Moon Camp Explorers-ben minden csapat feladata egy teljes Holdtábor 3D-s megtervezése a Tinkercad segítségével. Azt is el kell magyarázniuk, hogyan fogják felhasználni a helyi erőforrásokat, hogyan védik meg az űrhajósokat az űrben uralkodó veszélyektől, és hogyan írják le a lakó- és munkalétesítményeket.

Csapat: I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRID)    Spanyolország 12, 13

Külső link a 3d-hez

A projekt leírása

A Holdtáborunk egy bővíthető bázis, amelyet úgy terveztek, hogy a legénység növekedésével vagy az üvegházi ökoszisztémák növekedésével bővíthető legyen. 

A víz kritikus erőforrás emberi életterünk számára, ezért a tábor egy kis kráter mellett van, ahol a vízjég miatt állandó árnyékos területek vannak. A vízjeget ezekből a sötét zónákból egy ellenőrzött szublimációs eljárással fogják kivonni és folyadékká alakítani.

A település különböző modulokra oszlik, mindegyiknek saját célja, kialakítása és anyagai vannak, ezek a tervek három szerkezeten alapulnak:

Először is, az üvegház összecsukható szerkezete, amely lehetővé teszi, hogy mechanikusan változtassuk a méreteit a különböző méretű ökoszisztémák befogadására.

Második, hatszögletű alakú élőhelyek a lakóhelyiségek, raktár, étkező vagy tornaterem számára, ahol egy része a föld alá kerül, hogy megvédje a mikrometeoritoktól.

Harmadszor, merev szerkezetek az energiamodulhoz, az űrsikló platformjához vagy az oxigéntartályokhoz.

Az üvegházat központi egységnek tekintjük, egy négy félgömbből álló, összecsukható szerkezetnek, amely különböző környezetekkel rendelkezik, amelyek a növények fotoszintézisén keresztül oxigént és szén-dioxidot, az akvapónián keresztül pedig élelmiszert biztosítanak.

Az energiát a tábor felszínén nagy területen elosztott napelemek segítségével nyerik, az e célra fenntartott terület meglehetősen nagy, mivel a napsugarak széles szögben esnek be a felszínre, így a napsugarak kevés energiát bocsátanak ki, és sok panelre van szükség ahhoz, hogy ésszerű mennyiségű energiát termeljenek.

Egy újrahasznosító modul segít az űrhajósoknak, hogy vizeletükből és ürülékükből vizet és nitrogént nyerjenek.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

A holdi pólusok közelében

Miért ezt a helyszínt választottad?

Holdtáborunk az Ibn Bajja krátertől északra, a déli pólustól mintegy 200 km-re helyezkedik el, ahol a napsugarak nagyobb beesési szöge miatt a hőmérséklet nem olyan szélsőséges.

Az Ibn Bajja gerincét szinte állandóan megvilágítják, ami előnyös a bázis megvilágításához és a berendezések energiaellátását biztosító napelemek elhelyezéséhez. Ugyanígy a kráter belsejében a vízjég is a kráter alján lévő, állandóan árnyékban lévő területekre koncentrálódik.

A kráter mérete, körülbelül 2000 m mélység, megfelelő ahhoz, hogy a belsejében lévő árnyékos területekről vízjeget vonjanak ki, amelyet csővezetékek segítségével, szabályozott szublimációval folyékony vízzé alakítanak át. A kivonás után elektrolízisre kerül sor, hogy oxigént nyerjenek a légzéshez és hidrogént az űrsikló üzemanyagaként.

A 450 m magas krátergerincen a Földdel való kommunikáció megfelelő, nincs szükség további műholdra, mint a Hold sötét oldalán.

 

Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Milyen anyagokat használnál?

A tábor felépítéséhez moduláris alkatrészeket küldünk, amelyeket a helyszínen kell összeszerelni, felépítve a különböző szerkezeteket.

A lehető legkevesebb helyet kell kihasználnunk, hogy energiát takarítsunk meg a terek hűtéséhez és a hatékony nyomás alá helyezéshez. Ez az oka annak, hogy a központi főszerkezetet, ahol a lakóterek, a tornaterem, az étkező és más fontos helyiségek találhatók, kis modulokból építjük fel, hatszögletű növényekkel.

Ez a hatszögletű forma lehetővé teszi, hogy a legénység növekedésével és a táborban tartózkodók számának növekedésével apránként további modulokat építsenek be, amelyekben az űrhajósok és a műszerek elférnek.

Ezeknek a szerkezeteknek az anyaga kevlárból és mylarból készült, egymásba fonódó rétegek a tetőn.

Az üvegház a Hoberman-féle bővülő rendszerrel épült, így a szerkezet a benne lévő ökoszisztémák növekedésével együtt bővül.

Az üvegház és a főépület falainak külső borítására ETFE (etilén-tetrafluoretilén) átlátszó, vízzel töltött pneumatikus paneleket használunk. A Holdon a gravitáció a földi gravitáció hatoda, így a súly nem jelent kritikus problémát a szerkezet stabilitása szempontjából.  

Ezt az üvegházat és a főfalakat kettős grafénréteg védi, ami ellenálló képességet biztosít a szerkezetnek. 

 

Magyarázza el, hogy a Holdtábor hogyan fogja biztosítani az űrhajósok számára:
Víz
Élelmiszer
Villamosenergia
Air

Mint már említettük, úgy döntöttünk, hogy a vízjeget a kráter belsejében lévő fenékről egy ellenőrzött szublimációs folyamatot végrehajtó csővezeték segítségével nyerjük ki.
A nulla nyomás következtében a víz csak jég vagy gőz formájában létezik. A kráter belsejében a víz jege körülbelül -240 ºC-os, de amikor a hőmérséklet -70 ºC-ra emelkedik, a víz gőz formájában szublimálódik.
Egy kis csővezetéket indítunk a kráter aljába, a jéggel érintkező szélsőséget a csővezetékben lévő kis fűtőberendezéssel felmelegítjük, és a jég helyi hőmérsékletét -70 ºC-ra emeljük, majd a szublimációt végrehajtjuk, és a gőzt összegyűjtjük a kráterben.
Miután felszállt, a vizet a felhasználás szerint osztják szét, attól függően, hogy az üvegházba, a házakba vagy a tábor egy másik moduljába kerül.
A Holdtáborban a vizet is az újrahasznosító modulból nyerhetjük, ahol a legénység vizeletét és ürülékét hasznosítják újra.

Mint már említettük, egy üvegházmodul épül, hogy a bázis lakói számára élelmiszert termelhessenek. Az ötlet az, hogy a növényeket az üvegházon belül a növekedésükhöz szükséges vízigényüknek megfelelően osztják fel a különböző részekre.
Egy akvaponikus egységet fogunk használni a gyógynövények és zöldségek termesztésére, valamint a hidroponikus kertészet segítségével halakat fogunk tenyészteni.

Megújuló energiaforrásként a napfényt fogjuk használni, amelyet a tábor közelében elhelyezett napelemeknek köszönhetően kapunk meg, hogy energiával lássuk el a tábort.
Vannak áramfejlesztőink, amelyek a víz szublimációját felhasználva egy turbinát forgatnak az áramtermeléshez, ezt az energiát felhasználják és akkumulátorokban tárolják.
Azokban az időszakokban, amikor a napsugarak nem érik el a Hold felszínét, például a Holdon bekövetkező napfogyatkozáskor, az akkumulátorokban felhalmozott energiát használjuk.

A víz egy része az energiaerőműbe kerül, ahol kezelik és elektrolízis útján átalakítják, hogy oxigénnel lássa el a különböző élőhelyeket.
A Föld légkörének levegője körülbelül 75 százalékban nitrogénből és 20 százalékban oxigénből áll.
Az üvegházban lévő ökoszisztémák oxigént és szén-dioxidot termelnek, a nitrogént pedig a vizelet és az ürülék újrahasznosításából nyerik az újrahasznosító modulban.

Írja le a Holdon töltött napját az egyik holdtáborban tartózkodó űrhajósnak!

A szervezés alapvető fontosságú a legénység életben tartásához, így az ellenőrzéssel kapcsolatos naplófeladatokat is meg kell szervezni a biztonság érdekében. 

Először is, ellenőrizni kell a nyomást az élőhelyeken belül, ha nyomásvesztés következik be, mert a levegő kijön az élőhelyeken, az emberek perceken belül meghalhatnak.

Egy másik fontos folyamat, amelyről gondoskodni kell, az elektrolízis, mivel ez a folyamat oxigént termel, amely kiegészíti az üvegházban lévő növényekből származó oxigént.

Ami az energiát illeti, bár rövid ideig használhatunk akkumulátorokat, a napelemek fontosak a berendezések működtetéséhez és a nyomószivattyúk működtetéséhez szükséges energia előállításához.

A személyzetet műszakokra osztják, hogy az összes előző szempontot ellenőrizni tudják, és éjszakai műszakra is szükség lesz, hogy valaki ébren legyen, ha meghibásodás vagy probléma merülne fel a rendszerben, és azt meg kell javítani.

Ezután következik a nappali műszak, amelyben mindenki más-más feladatot lát el a tábor különböző részein.

Minden műszaknak lesznek szünetei, hogy a közös helyiségekben étkezhessenek és a tábor többi lakójával érintkezhessenek, hogy pihenhessenek vagy például a tornateremben tornázhassanak, anélkül, hogy megfeledkeznének az alvás idejéről.


← Minden projekt