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: PIoneers

Tudor Vianu Nemzeti Számítástechnikai Középiskola  Bukarest    Románia 15 Harmadik hely - ESA tagállamok

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

A PIoneers (szójáték, amely magában foglalja az állandó PI-t) a csapatunkat legjobban leíró név, tekintve, hogy holdtáborunk az elkövetkező évtizedekben az úttörő tudományos kutatások központja lesz. Reméljük, hogy településünk ugródeszkává válhat az emberi jelenlét kiterjesztésében a Naprendszerben, a bolygó kolonizációjához szükséges kulcsfontosságú technológiák kifejlesztésével és tesztelésével. Először is, táborunkat egy lávacsőben tervezzük felépíteni a déli pólus közelében, amely a Holdon a legmegfelelőbb hely a földi hőmérséklethez való hasonlóság szempontjából, és ahol vízjég is található, amely az űrhajósok jelenlétét lehetővé tevő alapvető erőforrás. Bázisunk modulokból fog állni, kezdve az élőhelyekkel, tudományos laboratóriumokkal és oxigénkészítő állomásokkal. Így könnyen bevezethetünk majd új területeket. Az első modulok egy részét a Földön előre elkészítjük és a Holdon összeszereljük, és amint felfedezzük, hogy új terekre van szükség, elkezdjük építeni azokat a Holdon rendelkezésre álló anyagokból. Emellett nemcsak a lehetséges veszélyeket minimalizáljuk azzal, hogy a táborunkat egy lávacsőben helyezzük el, hanem redundáns rendszereket is beépítünk. Az embereknek létfontosságú erőforrások, amelyekre szükségük van: víz (a déli pólus jégéből bányászva), élelmiszer (egy holdi üvegházban termelve), energia (napelemekből) és levegő (a növények elektrolízisével és a regolit felhasználásával is). Ezért olyan környezetet teremtünk, ahol az űrhajósok kétségtelenül alkalmazkodni tudnak és holdi kutatóként a munkájukra koncentrálhatnak, az életkörülmények pedig a lehető legjobban hasonlítanak a földiekhez.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Célunk, hogy bázisunkat a Hold déli pólusának közelében építsük fel, ahol lávacsövek alkotnák az emberi lakhelyet. Elsődleges célunk az volt, hogy találjunk egy olyan helyet, ahol megfelelő életkörülmények között élhetnek majd az űrhajósok, akik a holdi tábornak adnak otthont. Ezért a választásunk a pólusokra korlátozódott, ahol a hőmérséklet -50°C és 0°C között mozog, az emberek állandó napfényt kapnak, és a lávacsövek belsejében a hőmérséklet elviselhető. A déli pólus mellett szóló döntő érv a vízjég jelenléte volt, amelyből folyékony vizet nyerhetnénk, ami nélkülözhetetlen a holdtáborunkban élő emberek számára. Ráadásul a déli pólus területén lévő kráterek elzárják a napfényt a belsejéből (ami azért erős érv, mert az űrhajósok jól tudnának aludni), és hidrogént tartalmaznak fosszilis formában, amit a belélegezhető levegőhöz, de ami a legfontosabb, üzemanyaghoz használhatnánk.

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

Figyelembe véve, hogy a Holdtábort egy lávacsőben tervezzük felépíteni, és azt a tényt, hogy ezek átmérője nagyon nagy lehet, a fő ötlet az lenne, hogy a lávacső alján alakítsuk ki, és egy lift segítségével (19. kép) jussunk fel a Hold felszínére. Ideális esetben a tábornak modulárisnak kellene lennie, hogy az új részek integrálása könnyebb legyen. Ilyen modulok lehetnek élőhelyek, tudományos laboratóriumok, oxigénkészítő állomások és így tovább. Az életmodulokat légmentes csövekkel fogják összekötni, hogy korlátozzák a szükséges zsilipek számát. Ezeknek a moduloknak is légmentesen kell zárniuk, és erős külső burkolattal kell rendelkezniük, hogy megvédjék őket a sugárzástól és az esetleges törmeléktől. Az alakjuk kupolaszerű lesz, hogy eloszlassák a feszültséget. A holdbázis eleinte a Földön készül majd el olyan anyagokból, mint például a titán a keménysége miatt (különösen a héj), de később bővíthetjük a holdi betonból készült épületekkel, amely a Holdról elérhető kén és kőzetanyag keveréke.

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

Először is, meg kell védenünk az űrhajósokat a holdpor, a 354 órás nappali-éjszakai ciklus, a sugárzás, a földrengések és a mikrometeorit-robbanások ellen. Azzal, hogy egy lávacsőben telepszünk le a déli póluson, ahol az űrhajósok élvezhetik a napfényt, számos veszélyt leküzdünk. A talaj nagyszerűen megvédi az űrhajósokat a sugárzástól és a mikrometeoritoktól. Mivel a holdpor légzési problémákat és állapotromlást okozhat, ha bejut a menedékünkbe, szűrőkkel és erős légáramlással fogunk rendelkezni, hogy az éles és bőséges szilícium-dioxid ne jusson bele. Emellett lesz egy zsilip (8. kép), ahol az asztronauták megtisztíthatják a port, mielőtt belépnének a lakótérbe. Tervezzük a lávacső falainak megerősítését, hogy megakadályozzuk esetleges földrengéskor történő összeomlásukat. A déli pólusról érkező, szinte állandó napfénynek köszönhetően viszonylag olcsón tudunk áramot termelni, így a bázisunknak lesz mesterséges fénye és egy nagyon szükséges fűtési rendszere is.

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

A víz létfontosságú erőforrás, amelyre az embereknek szükségük van a túléléshez, ezért nagy figyelmet szenteltünk ennek a témának. A fő elképzelésünk az, hogy az űrhajósok a pólusokról vízjeget tudnak eltávolítani, hogy együtt élhessenek a Holdon, de természetesen a magas hőmérséklet miatt szükséges speciális felszereléssel. Ezután egy fúrót fogunk használni, amelynek a tetején napelemek vannak (13. kép). Így a szerszám felmelegszik és behatol a Hold vastag rétegébe. Így a jég kitermelése után további napelemekkel tudjuk majd megolvasztani azt. A professzionális berendezések segítségével ezután megszűrhetjük a vizet, és egészséges ivóvizet állíthatunk elő. Ezt a folyamatot hetente kétszer szándékozunk elvégezni, a maradék vizet pedig egy tározóba gyűjtjük (17. kép). A szűréshez a Nemzetközi Űrállomás vízvisszaforgató rendszerét is használhatjuk.

Röviden, az élelmiszer egyenlő az energiával, és űrhajósainknak rengeteg energiára van szükségük. Először is, hogy a lehető leghatékonyabb legyen, az űrbe vitt élelemnek könnyűnek, kompaktnak, ízletesnek, táplálónak és hűtés nélkül hosszú ideig eltarthatónak kell lennie. Azonban nem számít, hogy az asztronauták mennyi élelmiszert visznek a Holdra, az még mindig nem lesz elég. Ezért a Holdon is élelmiszert kell előállítani. Ötletünk egy alapvető holdi üvegházzal kapcsolatos, amely fedezi a légkör vagy a természetes víz hiányát, és megvédi a növényeket a magas hőmérséklettől. A regolitban lévő üvegházunkban termesztett növények közé tartozik a burgonya és a retek (C-vitamin), a paradicsom (A-vitamin), a zeller (kálium), az Arabidopsis thaliana (virágos növény), a selyemhernyótojás (fehérje) és a saláta (kalcium), amelyek az űrkutatóinkat ellátják a nagyon szükséges tápanyagokkal. Az űrhajósok a légzésükkel biztosítanák a szén-dioxidot, a vizeletükből pedig a víz újrahasznosító rendszer segítségével vizet nyernének a növények számára.

Az energiagyűjtéshez megjegyeztük, hogy vannak olyan helyek a Holdon, például a Déli-sarkon lévő Shackleton-kráter pereme, ahol állandó napfény van, és hogy elkerüljük a túl hosszúra nyúló holdéjszakák problémáját, holdtáborunkat erre a Déli-sarki területre helyeztük. Ezért ott napelemeket helyezhetnénk el (14. kép), de szükségünk van néhány roverre is (12. kép), amelyek energiát szállítanak a bázisra. Ezután a napenergiát üzemanyagcellákban tárolhatjuk (16. kép), amelyek teljesen feltöltve 17 napig bírják egyhuzamban. Így elkerüljük a holdfogyatkozások problémáját is, amikor a Föld teljesen elzárja a napfényt.

A legfontosabb dolog, ami nélkül az ember nem tud élni, a levegő, ezért komolyan át kellett gondolnunk a projektnek ezt a részét. Először is, mielőtt elhagynánk a Földet, készítünk néhány "készletet", ami elegendő oxigént tartalmaz az első néhány napra a Holdon, és amint elérjük a célállomást, elkezdünk hozzájutni (oxigénállomás: 27. kép). A növények a levegő előállításának eszközei, és mind a levegő, mind a táplálék előállítására alkalmasak. Mivel azonban az elektrolízis révén elég sok helyet foglalnak el, a tartályban maradt vizet is felhasználhatjuk. Sőt, az oxigénben gazdag regolitot is feldolgozhatjuk. Az egyik kísérletileg bizonyított módszer az olvadt só elektrolízise, amely során a holdi talajt magas hőmérsékleten kalcium-kloriddal keverjük össze, majd a keveréken áramot vezetve az oxigén az anód körül gyűlik össze, ahol kitermelhető.

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

Holdtáborunk alapcélja tudományos lesz, de csapatunk úgy tervezte meg a települést, hogy könnyen át lehessen alakítani, amint az emberi jelenlét elkerülhetetlenül elkezd növekedni a holdfelszínen. Miután mérlegeltük a csillagászati költségeket és a Holdra történő kezdeti küldetésekkel járó számos kockázatot, úgy döntöttünk, hogy első telepeseink tudósok és mérnökök lesznek. Úgy gondoljuk, hogy ők lesznek a legalkalmasabbak a napi kísérletek megfelelő elvégzésére, miközben a település komplex rendszereit is karbantartják és korszerűsítik. Ahogy egyre több és több emberes holdküldetés lesz, a költségek csökkenni fognak, a technológia pedig fejlődni fog, egyre hatékonyabbá és megbízhatóbbá válik. Amint ez megtörténik, a holdi tábor egyszerűen kibővíthető, hogy több embert tudjon befogadni, akik közül néhányan akár turisták is lehetnek, így bővítve az emberiség jelenlétét a Holdon.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

Létfontosságúnak tartjuk, hogy vészhelyzet esetén mindig legyen valaki ébren, ezért úgy döntöttünk, hogy az asztronautáknak különböző alvási ciklusaik lesznek. Ennek eredményeképpen a legénység egyenlően három műszakra lesz osztva (amelyek körülbelül két órán át fedik egymást szociális célból, az egész csapat ilyenkor összejön), így a kísérletek a nap 24 órájában zajlanak. Nem számít, hogy az űrhajós melyik műszakban van, ébredés után elvégzi a higiéniát, majd reggelizik a bázisunk étkezőjében (36. kép). A reggeli után a legénység a tornaterem modulba megy (29. kép), ahol minden tag legalább minimális testmozgást végez, hogy fitt és egészséges maradjon, és leküzdje az alacsonyabb gravitáció emberi szervezetre gyakorolt negatív hatásait. Ezt követően a legénység minden tagja megkapja a földi irányítástól (22. kép) a neki szánt feladatokat, és a kutatómodulban (21. kép) megkezdik a kijelölt munkát, vagy különleges alkalmakkor kimehetnek a holdi környezet tanulmányozására. A munkaidő felét követően a legénység egyórás ebédszünetet tart, és üvegházi ételekből álló étkezést tart (33. kép). Ezután az űrhajósok ismét munkához látnának a 8 órás kutatóprogram végéig. Ezután a legénység megvacsorázik, majd egy kis szabadidő következik, amikor mindenki kiválaszthatja, hogy milyen tevékenységet szeretne végezni a kikapcsolódás érdekében (például beszélgetni a családjával vagy könyvet olvasni). A csapaton belüli nagyobb egység érdekében hetente egyszer az űrhajósok különleges tevékenységeken vehetnek részt, például filmestet tartanak, vagy társasjátékot játszanak a nappaliban (37. kép). Egy fárasztó nap után az űrhajósok elvégzik a higiéniai teendőket (fürdőszoba: 30. kép), majd visszatérnek a szállásukra (31. kép), ahol körülbelül 8 órát alszanak, mivel a pihenés rendkívül fontos a holdfelszíni stressz és a kemény körülmények elviseléséhez.



← Minden projekt