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: ZLE projekt

King Kekaulike középiskola  Pukalani    Egyesült Államok 16, 17

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Egy holdtábort terveztünk azzal a szándékkal, hogy egy rendkívül biztonságos, nagyrészt moduláris és korszerű létesítményt hozzunk létre, amely a holdi kísérletek új korszakát vezetheti be. Alapvetően egy olyan bázist hoztunk létre, ahol a biztonság az első számú prioritás. Majdnem minden rendszer háromszorosan redundáns, így ha csak az egyik aspektus meghibásodik, ahogyan az új korszak űrkutatásában gyakran előfordul, az egész rendszer hiba nélkül tovább tud működni. Ezután azt a célt tűztük ki, hogy az egész rendszer, nem csak a lakóhelyiségek, teljesen moduláris, de biztonságos is legyen. Ezt figyelembe vettük, és mindent úgy terveztünk, hogy könnyen cserélhető legyen a belső és külső elrendezés, és csak egy egyszerű fúrógép segítségével lehessen összeszerelni és szétszerelni. Végezetül, beépítettünk néhányat az űripar legmodernebb tervei közül az energia- és vízellátás terén, valamint kifejlesztettünk néhány saját technológiát a Hold zord felszínének kezelésére.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Úgy döntöttünk, hogy a holdtáborunkat a déli pólus peremén, a Shackleton-kráterben építjük fel. Azért választottuk ezt a helyet, mert:

1) Elég messze van a valódi pólustól ahhoz, hogy csökkentse a póluson való bázis létesítésének környezeti hatásait, például a sugárzást, a szeleket, a hőmérséklet-változásokat és a holdrengéseket. 

2) A kráter peremén szinte állandó napfény éri, ami lehetővé teszi, hogy a napenergia-farmunk a lehető legtovább maximális kapacitással működjön, és csak akkor támaszkodjon más tartalék energiaforrásokra, ha feltétlenül szükséges.

3) A kráter alján rendkívül alacsony hőmérséklet uralkodik, ahol a felszín alatt fagyott víz lehet, amely a bázisunk egyik lehetséges vízforrásaként szolgálhat.

4) A kráter középpontjának "örökké sötét" régiójának feltárása fontos tudományos felfedezések lehetőségét rejti magában.

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

Úgy tervezzük, hogy a holdi táborunkat úgy állítjuk össze, hogy a Földről indítjuk az alkatrészeket, és a Hold felszínén összeszereljük őket. Az egyes lakóhelyek acél hatszögletű alaplemezeit, tartóit, valamint ólom- és szénszálas kompozit falait hőálló fonalba csomagolnánk és együtt indítanánk el, a Hold körül keringő űrhajókról kilőve. Süllyedésüket a NASA SkyCrane-ében használtakhoz hasonló hajtóművek lassítanák. A csomag a Hold felszínére érve jelezné a helyét, jelezve, hogy készen áll az emberi beavatkozásra és összeszerelésre. Az űrhajósokat szállító leszállóegység ezután 50 méteren belül landolna a helyszíntől, lehetővé téve az űrhajósokból álló támogató csapat számára, hogy robotok és elektromos szerszámok segítségével összeszereljék a bázis falait, és nyomás alá helyezzenek és oxigénnel feltöltsenek legalább egy modult, ahol aztán átcsoportosulhatnának, és felkészülhetnének a bázis további bővítésére, ahogy azt a küldetés megkívánja.

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

Számunkra a tervezés során a biztonság mindenekelőtt a legfontosabb volt. A tervezésünk szinte minden aspektusában legalább két biztonsági tartalék van arra az esetre, ha az első aspektus meghibásodna. A semmiből hoztunk létre egy coilover-szerű felfüggesztési rendszert, amely az egész alapot megtámasztja. Ennek a kialakításnak a fő célja az lenne, hogy csillapítsa a holdrengéseket, de egyúttal egy kiegyenlíthető felületet is létrehozzon a lakhelyen belül, arra az esetre, ha az alapot kissé lejtőre kellene helyezni. Úgy döntöttünk továbbá, hogy kompozit falat hozunk létre, többnyire könnyű anyagokat, például szénszálat és üvegszálat használunk, egy külső ólomréteggel, hogy visszaverje a sugárzást. Mivel nem közvetlenül a póluson vagyunk, azt jósoljuk, hogy ez elég lesz ahhoz, hogy megakadályozza a holdi sugárzás bejutását a habba, és ha a gyakorlati tesztek során kiderülne, hogy nem, akkor a bázis külső felületére további réteg ólommal átitatott festéket vagy izzószálat lehetne felvinni.

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

Ahhoz, hogy a kutatóinkat vízzel tudjuk ellátni, a bázisunknak szüksége van a Földről hozott vízkészletre. Ezzel a tartalékkal egy desztillációs eljárást és a légkör páramentesítését tervezzük a víz visszanyerésére. Az űrállomáson használt eljáráshoz hasonlóan ennek a folyamatnak is 99% hatékonynak kell lennie, így csak kis mennyiségű vizet kell a Földről küldeni. Ráadásul a holdi jeget is összegyűjtik és megnyugtatják, így a holdi jeget meg lehet szűrni és alternatív vízforrásként használni. Egy vízvisszaszűrő napi 6 ember számára elegendő vizet tud megszűrni, és a háromszoros redundancia érdekében 3 vízvisszaszűrő van.

Mivel a hasznos teher kilónként $10,000 fontba kerül az űrbe küldése, a szállítandó termékek mennyiségének csökkentése elengedhetetlen volt számunkra. Ahhoz, hogy a lehető legjobban kihasználhassuk a pénzünket, a lehető legtöbb élelmiszert kell termesztenünk a bázison. Az egyik legkönnyebben termeszthető élelmiszer, amely a legtöbb kalóriát szolgáltatja, a burgonya, ezért van egy kijelölt növénytermesztési részlegünk a lakóhelyünkön, ahol minden követelmény meglesz az élelmiszertermeléshez.

Az energiaellátás minden űrbéli élőhely egyik legfontosabb eleme, és e fontos probléma megoldása érdekében megvizsgáltuk, hogy milyen lehetőségek biztosítják a legnagyobb energiaellátást a legkisebb hely felhasználásával. Az általunk választott két módszer a napenergia és a nukleáris energia volt, valamint a nagy kapacitású lítium akkumulátorok, mint amilyeneket a Nemzetközi Űrállomáson használnak. Ezután, hogy kitaláljuk, hány darabra lenne szükségünk az egyes termelési eljárásokból, kiszámoltuk, hogy mennyi energiára van szüksége a bázisnak egy alapértelmezett 7 HAB konfigurációban. Úgy számoltuk, hogy ha a bázisunk nagyjából kétszer akkora, mint az ISS, akkor kétszer annyi energiát kell tudnia termelni. Ha az ISS teljes terhelés mellett 120 kilowatt teljesítményt képes termelni, akkor a bázisunknak 240 kilowattot kell tudnia termelni. Végül 24 nukleáris generátorra (8 reaktor) és 32 napelemes generátorra (8 panel), valamint 48 akkumulátorra (16 csoport) lesz szükségünk.

A lakóhely oxigénellátásához egy háromszoros redundáns oxigénfejlesztő berendezéssel rendelkezünk, amely oxigénfejlesztőnként 12 font oxigént termel. Ez a berendezés 6 embert tud kényelmesen ellátni. Az oxigéninátorok úgy állítanak elő oxigént, hogy CO2-t vesznek fel és O2-vé alakítják.

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

Holdtáborunkat úgy terveztük, hogy moduláris legyen, ami azt jelenti. lehetne sokféle körülmény vagy cél érdekében lehet beállítani. A holdtábor jelenlegi kialakításában kizárólag tudományos célokra szolgál, mivel a fedélzeten lévő berendezések nagy része rendkívül érzékeny, és a biztonságos kezelésükhöz vagy működtetésükhöz speciális képzésre lenne szükség.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

A táborunkban töltött nap kezdetén az egyes alvási ciklusok (csoportok) három kutatója felébredt, és a konyhába vezető úton ellenőrizte a létfontosságú életfenntartó és oxigénellátó berendezéseket. Miután megették az ételt, minden egyes kutató a neki kijelölt feladathoz menne, elsősorban annak ellenőrzéséhez, hogy minden létfontosságú rendszer rendben van-e, de emellett növénytermesztés, minták kutatása, elromlott berendezések javítása, vagy bármilyen más feladat, amit a nap hozhat. Miután az első csoport végzett, és a második csoport felébredt, mindkét csapat megbeszélné a nap sikereit és kihívásait, és ezen információk alapján a második csapat befejezné mindazt, amit az első csapat nem tudott, és folytatná ezt a fajta ciklust.



← Minden projekt