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: Moon_Squad

Tornacsarnok am Wall  Verden    Németország 16, 17

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Hold táboraink  fő célja egy biztonságos és felelősségteljes emberi előőrs létrehozása a Holdon. Szeretnénk az emberiségnek új inspirációt adni, hogy növeljük az érdeklődést a Földtől távoli régiók iránt, és új technikai lehetőségeket mutassunk be. Olyan fiatalokat kell bevonnunk, akiket izgat az űrkutatás fejlesztése, hogy új nagy mérföldköveket érjenek el.

Összességében az Moon camp egyetlen méhsejt alakú modulokból áll, hogy biztosítsa az alap moduláris felépítését és megteremtse a táborunk bővítésének lehetőségét. A tábor fejlesztése nagyon rugalmas, mivel egy 3d nyomtató rover lehetővé teszi a modulok nyomtatásának lehetőségét, ahogyan szükség van rájuk.

Továbbá lesz egy parkolóhelyünk a roverek számára, valamint egy indítóhely az ellátó- és evakuációs rakéták számára, amelyet a tábortól távolabb helyezünk el, hogy lehetővé tegyük űrhajósaink biztonságát.

Megvédjük a tábort és a legénységet a veszélyektől, miközben a létfontosságú modulokat a Hold talajában helyezzük el, hogy természetes védelmet biztosítsunk a mikrometeoritok és a sugárzás ellen.

Az egyes modulok továbbá speciális kapukkal vannak egymástól elválasztva, amelyek veszélyes helyzetben bezárhatók.

A táborok építésének kezdetén csak egy kis mennyiségű erőforrás áll rendelkezésre. Ezért a tábor az első pár évben a földi utánpótlástól függ. A végén egy teljesen önellátó tábort szeretnénk kialakítani, amely a jövőben egyre önállóbbá válik. 

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Úgy döntöttünk, hogy a tábort az Északi-sark térségében építjük fel, mivel a mély kráterekben vízjég található.

Ráadásul a Hold északi pólusán a krátereken kívül nagyon enyhe a hőmérséklet, és szinte egész nap süt a nap, ami biztosítja az energiatermelés egy részét.

Ugyanakkor egy kráter szélén építjük fel táborunkat, hogy csökkentsük a meteoritbecsapódás és a sugárzás esélyét. Ennek ellenére a tábort csak a kráter szélén építjük, hogy a bázist ne érje teljes sötétség, és hogy minden fontos technikai eszközt, amelyet a kráteren kívül helyezünk el, el tudjunk végezni. Végül a biztonság növelése érdekében a Holdtábor egy részét a kráter falába helyezzük.

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

Először egy autonóm rovert küldenek a Holdra, hogy bányásszon a holdi talajból. Egy speciális, jelenleg a Földön kifejlesztett gyártási eljárással a talajt egy 3d nyomtatással készülő rover számára hasznosíthatóvá tesszük, amivel a modulok burkolatát építjük meg. Ez a módszer sok időt és költséget takarít meg, és megóvja az űrhajósokat a sugárzástól, amit akkor kellene elszenvedniük, amikor tábort kellene építeniük.

A rover emellett a kráter falába bányászik, hogy barlangot építsen, amelyben a legfontosabb modulokat helyezi el.

A Rover a nyomtatott burkolatok belsejében egy speciális és nagyon tartós műanyag buborékot épít, alumínium kerettel, hogy biztonságos környezetet teremtsen az első űrhajósok számára.

Az űrhajósok számára egy biztonságos hely megépítése után a létfontosságú modulok felszerelését küldik a holdi táborba, amely magában foglalja a létfenntartó rendszereket, valamint az első levegő- és élelmiszerellátást.

Az Moon camp kezdetben 5 fős legénységgel fog rendelkezni, hogy minden fontos szakterületre, például a mérnöki vagy orvosi szakterületre legyen egy-egy szakember.

A jövőben a tábor nagyobb lesz, hogy több mint 10 személyt támogasson.

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

Nagy kihívást jelent az űrsugárzás és a meteoritbecsapódások, amelyek tönkretehetik a létfontosságú modulokat és veszélyeztethetik a legénységet. Ezért a legfontosabb modulokat a kráter falába épített barlangban építjük. 

Ugyanakkor a többi modulus, amely nem a kráter falában van elhelyezve, egy réteg  a modulok fölött a hold talaj (76 centiméter elegendő a modulok sugárzásának megakadályozására). 

A legénységre az űr okozta veszélyek mellett a földi emberektől való elszigeteltség is nehezedik, ezért a földi barátaikkal és családtagjaikkal VR-találkozókon keresztül tartják a kapcsolatot. Hogy megvédjék a legénységet az izomsorvadástól, minden nap fix edzésidőket tartanak.

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

Holdtáborunk helyét tudatosan választottuk, mivel a kráter mélyén vízjég előfordulások vannak. Ezért a kráter talajára egy autonóm roverrel tudnánk behajtani, amely egy speciális megerősített fúróval vízjeget bányászik, és a jeget a táborba szállítja. A kráter egyes részein nincs fény, ezért a rovert akkumulátorokkal kell táplálni. A vízjeget az atomreaktor hulladékhőjének és a fókuszált napfénynek a felhasználásával olvasztják majd meg.
Ugyanakkor, amikor vizet termelünk, metanációt végzünk, hogy a belélegzett levegőben lévő Co2-t vízzé alakítsuk. A reakció másik terméke a metán, amelyet a SpaceX űrhajójának rakétaüzemanyagaként lehetne felhasználni.
A keletkező víz nem rendelkezik tápanyagokkal, ezért a víz és a növények számára a földből kapunk tápoldatot.

A tábor kezdetén az élelmiszerellátásnak a szokásos űrhajós élelmiszernek kell lennie, de a jövőben üvegházban fogják előállítani. Ennek az üvegháznak nincsenek ablakai, mert a sugárzás miatt nagyon vastag üvegrétegre lenne szükség.

Élelmiszertermelésünk elve a "földalatti gazdálkodáson" alapul, amelyben a napfényt LED-fénnyel imitáljuk, a talaj pedig termesztőközegből készül. A tápoldat lehetővé teszi a magas terméshozamot. Az ürüléket trágyaként használják.

A termesztőközeg fából készült rostokból áll, és nagyon könnyű, ezért nagyon könnyen el lehet küldeni a Holdra. Az öntözés autonóm. Az élelmiszert is ugyanazon az elven állítják elő, amelyet az antarktiszi "Neumayer_állomáson" fejlesztettek ki.

Bizonyos, az élethez szükséges fehérjéket azonban a Földről küldik. Ezért a teljes függetlenséget nem lehet elérni.

A Hold felszínén sok napfény áll rendelkezésre, amelyet a napkollektorok energiává alakítanak. Mindazonáltal sok napkollektorra lenne szükségünk ahhoz, hogy elegendő energiát termeljünk, különösen a roverek bányászati és építési folyamataihoz. Továbbá úgy gondoljuk, hogy egy másodlagos energiaforrás is kötelező, pl. egy meteorit becsapódása esetén a napkollektorok mezején, ami életveszélyes energiacsökkenést okozhat.

Ezért a fő energiát atomenergiából állítják elő, amely egy tenger alatti nyomású vízreaktoron alapul. A hulladékhőt a tábor fűtésére és a metanizálás során szükséges termikus hő biztosítására használjuk. Később a hőt a vízjég megolvasztására használjuk.

Ezen kívül energiatárolóként az elektrolízis során keletkező hidrogén és a metanitizációból származó metán szolgál, és a mobil berendezésekhez (roverek stb.) akkumulátorokra is szükségünk lesz.

Hogy minimalizáljuk a levegő Földről történő szállítását, a Holdon állítottuk elő a fő oxigént.
Az elektrolízissel a bányászott vízjeget hidrogénre és oxigénre választjuk szét. Az oxigént a légzéshez használhatjuk.
Továbbá a Hold talajából az érceket oxigénre és fémporra választjuk, amit a 3d nyomtatáshoz használunk.

A felhasznált levegő nagy részét újra szeretnénk hasznosítani, ezért a levegőt az üvegházba irányítjuk, ahol a CO2 a növényekkel fotoszintézis útján reakcióba lép, és oxigént termel.

Ráadásul olyan növényeket ültetünk, amelyek kiszűrik a mérgező gázokat, például a "formaldehidet". Szeretnénk például zöld liliomokat használni, amelyeknek nagy szűrő hatásuk van (a NASA "tiszta levegő tanulmánya" szerint).

Ahhoz, hogy a Táborban is hasonló lélegző levegőt hozzunk létre, mint a Földön, a kezdetek kezdetén nitrogént küldünk a táborba.

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

Kezdetben a holdtábort csak tudományos szempontok alapján használják. Az egyik lényeges vizsgálat a táborban való tartózkodás hosszú távú következményeinek dokumentálása. Az ISS-en végzett küldetések nem tartanak tovább 1 évnél. Ezért nem ismerjük a hosszú távú elszigeteltség hatásait a jövőbeli, például a Marsra irányuló küldetésekre. Ugyanakkor nem sok ismeret áll rendelkezésre arról, hogy miként lehet az űrhajósokat a Mars kolonizációjához szükséges élelemmel és energiával ellátni. 

Továbbá a holdi táborunkat úgy kell tesztelni, hogy az a jövőbeni küldetések teherpályaudvarává váljon. 

Ezen kívül szeretnénk egy rádióteleszkópot is építeni, amely új felfedezéseket tehetne az űrben, és információt szolgáltatna fizikai problémákhoz. 

A tábor költségei magasak, ezért néhány turista látogathatja a tábort. Végül a tábornak a fiatalokat is ösztönöznie kellene a STEM_osztályokra és iparágakra. 

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

A legjobb tudományos kutatás és vizsgálat, valamint a szabályozott ellátás és biztonság érdekében a Holdtábor legénysége olyan asztronautákból áll majd, akik széleskörű ismeretekkel rendelkeznek számos különböző témakörben. Az űrhajósok váltott műszakban fognak dolgozni, hogy vészhelyzetben elegendő ember legyen ébren ahhoz, hogy reagálni tudjanak az esetleges veszélyekre. A különböző műszakok egy órán keresztül átfedik egymást, hogy a műszakok űrhajósai együttesen értékelhessék az eseményeket. Alkalmazkodni fogunk egy normál 24 órás földi naphoz, 13 órás műszakokkal. 

A műszak kezdetén az űrhajósok felébrednek, megreggeliznek és felkészülnek a munkára. Az űrhajósok minden nap a laboratóriumban dolgoznak, kísérleteket végeznek. Ezután összeállítanak egy jegyzőkönyvet, hogy minden eredményt biztonságba helyezzenek. 

Ugyanakkor a legénység elkötelezett amellett, hogy naponta legalább 2 órát sportoljon, hogy csökkentse az alacsony gravitáció okozta izom- és csontsűrűségvesztést.

Később az űrhajósoknak szabadidejük van, amelyben lehetőségük van a földi személyekkel való kapcsolatfelvételre, hogy minimalizálják az elszigeteltség okozta pszichológiai stresszt. 

Továbbá a tábor minden rendszerét a mérnökök naponta ellenőrzik, hogy szabályozzák a reaktorok teljesítményét és az üzemanyagrudak hűtését.

Ezen túlmenően a létfontosságú rendszerek működését is meg kell őrizni, és ellenőrizni kell az oxigénszintet, hogy magas CO2-szint esetén beinduljon a metanizáció. A növények is bizonyítottak, és betakaríthatók, ha elég nagyok.

Az űrhajósok azt is vállalták, hogy hetente 2 alkalommal felkeresik az állomás orvosát, hogy rutinellenőrzéseket végezzenek.

Ahhoz, hogy vészhelyzet esetén ki lehessen üríteni a tábort, vagy a legénység egy sérült tagját a földre lehessen hozni, egy evakuációs rakétát kell ellenőrizni és előkészíteni. Általában a tábort ellátó vagy a kísérleteket a Földre visszahozó rakétákat kell előkészíteni.

Összességében minden rover és modulus ellenőrizni kell, hogy minden rendszer menjen.

Vészhelyzetben a táborban lévő küldetésirányító modulok figyelmeztető szirénája jelzi a problémát, amelyet azonnal meg kell oldani. 

Ez a napi rutin lehetővé teszi a Holdtábor felelősségteljes működését, és magában foglal minden fontos szempontot a legénység biztonsága érdekében. A Föld normális ritmusát feltételezzük a Táborban, hogy az űrhajósok számára egy normális napot kapjunk.



← Minden projekt