moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2020-2021

Az Moon Camp Pioneers-ben minden csapat feladata egy teljes Holdtábor 3D-s megtervezése a Fusion 360 segítségével. Azt is el kell magyarázniuk, hogyan fogják felhasználni a helyi erőforrásokat, hogyan fogják megvédeni az űrhajósokat az űr veszélyeitől, és hogyan fogják leírni a lakó- és munkalétesítményeket.

Csapat: A sajt sötét oldala

UTC Portsmouth  Portsmouth    Egyesült Királyság 16

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

A holdi bázis küldetésünk 4 kezdeti szakaszra oszlik:

A 0. fázisban egy kis csapatot küldenek fel egy automatizált lézersinteres 3D nyomtató felállítására, mielőtt hazatérnének, hogy a bázis építéséhez szükséges téglákat állítsák elő, és egy külön küldetés keretében néhány szakemberrel felállítsák a kis atomreaktort.

Az 1. szakasz 2 rakétát tartalmaz, az egyik felküldi az építőanyagokat (keretek, sátrak és zsilipek), a másik pedig a kezdeti legénységet - a könnyen megépíthető keretek és nyomtatott téglák segítségével (amelyeket a küldetések között folyamatosan gyártanak) megépíthetik a 3 kezdeti központi kupolát. 

A 2. szakasz több építőanyagot fog tartalmazni, hogy 3 nagyobb külső kupolát készítsenek a bázis bővítéséhez, valamint a legénység fenntartásához és a kutatáshoz szükséges erőforrásokat - a 2. szakasz 3. és utolsó rakétájában több ember fog érkezni, hogy a teljes legénység teljes legyen. 

A 3. szakaszban egy segédszemélyzetet küldenek fel az 1. szakaszban feljutott eredeti személyzet helyett, valamint a legénység által kért felszereléseket vagy anyagokat - ez a hasznos teher a legénység által csak a legénység által azonosítható problémákra vagy szükségletekre adott válaszként fog működni, hogy minden előre nem látható problémának helye legyen a megoldandó tervben. 

Minden hasznos terhet Arian-5 rakéták szállítanak, mivel ezek ideális kapacitással és kettős hasznos teherrel rendelkeznek, amikor a személyzet tagjai mellett felszereléseket is küldenek.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Holdbázisunk a Stöfler közelében lesz, amely egy kráter a déli felföldön. A déli oldalon a nap nagy részét a napfény éri, ez biztosítja számunkra a napelemeken keresztül az energiát, valamint a fényt a nap folyamán elvégzendő feladatok elvégzéséhez. Az állandó sötétségben lévő kráterek miatt hozzáférhetünk a holdjéghez, ami különösen a bázisok működésének későbbi szakaszában (rakétaüzemanyag előállításához) fontos erőforrás. Mivel bázisunk végső célja, hogy rakétaindító bázissá váljon), a déli oldalon való elhelyezkedés lehetővé teszi, hogy a rakéták a Föld körül csúzli manővert hajtsanak végre, amikor elindulnak a Naprendszerbe vezető útjukra. Ez nagy sebességnövekedést biztosít az űrhajóknak anélkül, hogy sok üzemanyagot használnának, így a kilövések még hatékonyabbak lesznek.

Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le, milyen technikákat és anyagokat használna.

A Holdtáborunk moduláris lesz, így a bázis bővítésekor könnyen hozzá lehet majd adni új építményeket. Minden struktúra 3 rétegből áll (nézd meg a modellünkben a szelvényelemzéssel) és zsilipekkel a ki- és bejáratokhoz. A belső réteg PVC bevonatú poliészter lesz (a hegymászó sátrak és a légmentes üvegházak ihlették), mivel könnyen a 2. réteghez csíptethető és teljesen légmentes - így nyomás alá helyezhető és élettérré válhat a legénység számára. A 2. réteg egy háromszögekből álló fémkeret lesz, amely kupolát alkot, mivel az ívek a legerősebb formák, a háromszögek pedig stabilak és könnyen építhetők. A fémvázat a legénység űrruhás tagjai kézzel építhetik 50 mm átmérőjű alumíniumrudakból. A 3. és egyben utolsó réteg egy holdi talajból készült téglákból álló kőkupola lesz, amelyeket könnyű lesz összerakni egymásba illeszkedő formákkal, és a fémkereten kívül is megtartják magukat - ezeket az automatizált SLS Regolith nyomtató robotok készítik majd, amelyeket úgy programoztak, hogy a 0. szakasz után a Holdon maradva készítsék el őket, így a téglák készen állnak az 1. szakaszra. A kezdeti 4 szakasz után 6 db 6 m átmérőjű és 3 db 12 m átmérőjű kupola lesz. A kis 6 darab a következő célokra szolgál majd: Konyha, energia- és oxigénszabályozás, lakóhelyiségek, edzőterem, kommunikációs központ és orvosi részleg. A 3 nagyobbat a polimer (így légmentesen zárva) ketté fogja osztani, mindegyiknek a fele az algák és a hidroponikus termesztés, a másik 3 fele pedig a műhely, a laboratórium és a raktár területe lesz.

A Holdon a környezet nagyon veszélyes az űrhajósok számára. Magyarázzátok el, hogyan fogja őket megvédeni a holdi táborotok.

A holdbázis tervezésénél az első számú prioritás a legénység biztonsága. A bázis építményei kupolákból készülnek, amelyek természetesen a legerősebbek, hogy biztosítsák a hosszú élettartamot, valamint megvédjék a legénység tagjait az aszteroida záporoktól és az űrszeméttől. A belső sátor anyaga erős és bevonatos poliészter, hogy ne legyen szakadás vagy szivárgás. A Hold felszíni sugárzási szintje nagyjából 200-szorosa a Földének, mivel a légkör hiánya blokkolja a CMBR-t - ezért olyan vastag a kupola külső téglalapja, amilyen vastag (500 mm), mivel a legtöbb sugárzást elnyeli, a többit pedig a sátor (amely tükröződik) fogja megállítani. Végül pedig az egypontos hibák abszolút hiánya - minden kupolának több hozzáférési útvonala van, napenergia nukleáris tartalékkal, oxigéntermelő rendszerrel és algákkal - egyetlen hiba sem tudná megtörni a rendszert.

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

A víz nagy része a vízvisszanyerő rendszerből (WRS) származik, amely összegyűjti a környezeti vizet (kondenzáció és páratartalom), valamint a vizeletet. A vizet egy Sabatier-rendszerben is előállítják; az OGS által termelt hidrogént (lásd 2.4 D) szén-dioxiddal kombinálva vizet (hő és metán) állítanak elő. Ez a víz most már bármilyen célra felhasználható. A hő felhasználható a bázis fűtésére, a tárolt metán pedig üzemanyagként használható. A másik víz az algás tavakhoz, a rendszerbe keverendő friss vízkészlet, amelyet később a rakétaüzemanyaghoz szükséges hidrogén és oxigén előállításához használnak fel; a Holdon található jéglelőhelyekről származik majd.

A küldetés kezdeti szakaszában az űrhajósok a Földről felküldött fejadagokból fognak élni. Ezeket az ellátmányokat a küldetéshez szükséges egyéb leszállásokkal fogják feltölteni. Az első szakaszban a Holdon létrehozzák a három "agrárkupola" egyikét. Ezekben (többek között) hidroponikus termesztőterek találhatók, amelyekben a holdi bázis üzemanyagellátásához szükséges élelmiszert termeszthetik. A következő szakaszokban a másik két öbölhöz szükséges infrastruktúrát hozzák létre. A Földről azonban továbbra is rendszeresen szállítanak majd élelmiszeradagokat, hogy egyrészt a biztonság kedvéért, másrészt az űrhajósok ásványi anyagainak és sójának pótlására. A hidroponika lehetővé teszi, hogy az űrhajósok és a földi csapatok szinte teljes mértékben maguk irányítsák a növények növekedését, időzítve a betakarítást és biztosítva a tápanyagokat a gyümölcsös növekedéshez. A termesztett növényeket genetikailag módosítják, hogy nagyobbra és gyorsabban nőjenek, mint a természetben előforduló növények; így maximalizálják az élelmiszertermelést.

A legtöbb űrműveletet napelemekkel látják el, ezek kiválóak. Az űrben hatékonyabbak is, mint a Földön, mivel nincs légkör, amely csökkentené a fényerősséget. Ha elkészül, holdi bázisunk három napelemes tömböt fog használni egy kis atomreaktor, egy gyorsneutronos reaktor (FNR) mellett, amely Na-K-C hűtőközeget használ. Mivel ez megbízhatóan működik (az űrben), megszűnik a SCRAM (vagy az olvadás) kockázata. A három különálló napelemtáblán felül egy újabb védőréteget biztosít az áramkimaradás ellen meghibásodás esetén. Valamint biztosítja az alapterhelési energiaigényt. A reaktort egy közeli kráterben fogják felállítani, amely egyrészt pajzsként működik egy baleset esetén, másrészt árnyékban tartja a reaktort, ami segíti a hűtést. Mire az FNR-reaktor cseréjére szükség lesz, az olyan új technológiák, mint a nukleáris-akkumulátor-reaktor-hibrid, még hatékonyabbá válhatnak.

A levegő nagy részét oxigéntermelő rendszer (OGS) segítségével újrahasznosítják. Ez a rendszer elektrolízist használ a víz oxigénre és hidrogénre történő szétválasztásához. A keletkező hidrogént a WRS-ben használják fel (lásd 2.4. A). Ezt a rendszert használják az ISS-en, és több mint 50 éve használják tengeralattjárókon is. Ez azt jelenti, hogy kipróbált, tesztelt, és minden nagyobb hibáját, amely csak a gyakorlatban jelentkezik, kiküszöbölték. A rendszerek sosem lehetnek tökéletesek, és mindig lesznek légveszteségek, az ISS ezeket úgy kezeli, hogy a Földről oxigénszállítmányokat kap. Az oxigént azonban a bázison lévő algatartályokkal pótoljuk. Mindkét rendszer együttesen fogja biztosítani a legénység számára a megfelelő mennyiségű belélegezhető levegőt. Ha a bázison törés történik, a szivárgó részek elszigetelhetők, mivel minden ajtó légmentesen záródik.

Magyarázza el, mi lenne a Holdtábor fő célja (például: kereskedelmi, tudományos és/vagy turisztikai célokra).

Küldetésünk célja egy önfenntartó bázis létrehozása a Holdon, ami előfeltétele egy űrutazási üzemanyagtöltő állomásnak. A jövőben az lesz a célunk, hogy egyre messzebbre és messzebbre jussunk a galaxisunkban, hogy kutassunk, felfedezzük és esetleg benépesítsük az univerzum új égitestjeit. Az űrutazás során (például a Holdra és a Marsra történő indítások során) az üzemanyag nagy részét a Föld légköréből való kilépéshez használjuk fel, ami nagymértékben csökkenti az űrhajó hatótávolságát. A mi bázisunk arra szolgál majd, hogy a Földről való kilépés után megálljunk és feltankoljunk, mielőtt újra elindulnánk, és eljutnánk oda, ahová az űrhajó tart. Ezért a bázisunk kialakítása rendkívül moduláris, így a kezdeti 4 szakaszos küldetés után egy nagyobb kikötővé bővíthető, üzemanyag-utántöltő létesítményekkel.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

Célunk, hogy a legénységünk holdi napja nagymértékben tükrözze a földi munkanapot, hogy a legénység könnyebben és gyorsabban alkalmazkodjon az új környezethez, valamint hogy csökkentse a földi életükkel kapcsolatos rendellenesség érzését. A napok a tornateremben végzett edzéssel kezdődnek - amely egy futópadot tartalmaz majd egy bungee-hevederrel, hogy szimulálja az erősebb gravitációt -, majd reggeli következik, hogy az emberek energiát kapjanak a napra, majd a legénység összegyűlik a reggeli eligazításra a parancsnoktól, valamint a legénységtől vagy a küldetésirányítástól érkező értesítésekre. Ezt követően a legénység minden egyes tagjának reggeli feladata vagy feladatai következnek, amelyek az egyéni szerepkörüktől függnek A küldetés 1. szakaszában a legénység 4 tagja lesz: Egy parancsnok, aki a botanikára is specializálódott, egy orvos és 2 mérnök - a következő szakaszok új struktúráinak felállítása, a bázis vagy a felszerelés karbantartása vagy a hidroponika felügyelete (a későbbi szakaszokban). A 2. szakaszban a legénység kiegészül egy másik (specializáltabb) botanikussal (mivel a parancsnok vezetői szerepe a fő prioritás), egy kutató tudóssal és egy másik mérnökkel, mivel az építés és a berendezések karbantartása annyira fontos a küldetés szempontjából. A reggeli feladatok után lesz egy ebédidő és némi szabadidő attól függően, hogy mennyi / mennyire sürgős feladat van az adott nap során. Ezután jönnek a délutáni feladatok, amelyek (akárcsak a reggeli) a legénység tagjainak egyéni szerepeitől függnek. A kutatási feladatok fontosak lennének, mivel a bázisunknak átfogó teszteket kell végeznie, hogy betöltse a célját, ami előfeltétele az űrhajó megállásának, de a holdkutatás iránt érdeklődő csoportok, például egyetemek világszerte kéréseket nyújthatnának be tesztekre és mintákra, hasonlóan ahhoz, ahogyan az ISS támogatja a globális kutatást, valamint másodlagos finanszírozási forrást biztosítana a holdbázis projekt számára. Szándékunkban áll, hogy a nap következetes maradjon, azonban ragaszkodunk ahhoz, hogy az ütemezési döntéseket eseti alapon hozzák meg, mivel az új és előre nem látható fejleményekre való reagálás annyira fontos a bolygón kívüli boldoguláshoz, hogy a szüneteket és más időintervallumokat fel lehet áldozni és szükség esetén később megtéríteni. A napi feladatok elvégzése után a legénység tagjai vacsoráznak, majd szabadidejük lesz, hogy pihenjenek és jól érezzék magukat, mielőtt elalszanak.



← Minden projekt