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: Lupus

A Tiffini Leányiskola  London    Egyesült Királyság 17

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Holdtábori bázisunk célja a tudományos kutatás, hogy bővítsük a Holdról alkotott ismereteinket, és hogy megalapozzuk a Holdon a jövőbeni infrastrukturális fejlesztéseket. A csapat 6 főből áll, köztük 4 tudós, akik a laboratóriumban lévő erőforrások felhasználásával végeznek majd kísérleteket, valamint 2 mérnök, akik a roverek segítségével lakható tereket hoznak létre a föld alatti lávacsövekben, amelyeket a jövőbeli holdi felfedező küldetések során használhatnak majd fel. A bázis ISRU (in-situ erőforrás-hasznosítás) segítségével készül, és különböző részekre van osztva, a fő munkaterület és a lakóhelyiségek elkülönítve, hogy az űrhajósok továbbra is egészséges életmódot tudjanak folytatni a Holdon. Projektünk fő célja egy olyan holdbázis megtervezése, amely a holdkutatás élvonalába kerülhet, valamint az emberiség űrkutatásának úttörő helyszíne lehet.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

A bázis a déli póluson, az Aitken-medencében található Shackleton-kráter peremén található. Azért választottuk ezt a helyet, mert viszonylag mérsékelt éghajlatú, így alkalmas az űrhajósok számára, akiknek a holdi ciklus miatt nem kell majd szélsőséges hőmérséklet-változásokat tapasztalniuk. Továbbá vannak lávacsövek, amelyek meteorzáporok idején potenciális menedékhelyként használhatók, és megvédhetik az asztronautákat a káros sugárzásnak való kitettségtől is. A helyszínt az idő 75-80% részében napfény is megvilágítja, ami elengedhetetlen a holdi tábor működtetéséhez szükséges napenergia előállításához. A napfényes terület körülbelül 1,25 négyzetkilométer, ami bőséges helyet biztosít a bázisunk számára. Ezenkívül a kráterben található anyag 22% része jégből állhat, amelyet az űrhajósok felhasználhatnak az olyan alapvető erőforrások, mint a víz kinyerésére.

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

A bázisunk főszerkezetét a leszállás előtt automatizált repülőgépek által behozott titániumrudakkal erősítik meg. Miután az összes anyag a helyére került, egy összecsukható 3D nyomtatóval tervezzük a szerkezeti blokkok építését a regolit irányított sugárzással történő szinterezésével. Bár arra számítunk, hogy a fő bázisunkat már távvezérelt automatizálással fogjuk felépíteni, a csapat a nyomtató segítségével ezután megépítheti a tábor többi részét, és tovább bővítheti azt. különösen azáltal, hogy a regolitot használjuk fő építőanyagforrásként, a bázisunk önellátóvá válik. A oldalon

A regolit mellett a sarkvidékeken található ásványokat és fémeket is hasznosítani kívánjuk a vízválogató egységünkhöz mágneseket csatlakoztatva, így a vízzel párhuzamosan a fémeket is összegyűjtjük. Ezt aztán meg lehet olvasztani, és robusztusabb szerkezetek építéséhez lehet felhasználni. Egy másik fontos tervezési döntés volt a mágneses lebegtetési technológia alkalmazása a lávacsövünkhöz. Ez a vészhelyzeti bunkerünkhöz való gyors hozzáférést, valamint a mindennapi használatot biztosította, mivel egyik fő célunk a földalatti infrastruktúra bővítése és egy újabb bázis kialakítása. Ezen kívül whipple árnyékolást, valamint infravörös érzékelőket is beépítettünk a levegő- és vízellátásunk szivárgásainak észlelésére, hogy megakadályozzuk azok szennyeződését. Azt is tervezzük, hogy ahol csak lehet, egymáson átívelő gerendákat használunk a szilárd platformok helyett, hogy teljesen optimalizáljuk az anyagokat.

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

A fő táborunk körül szinterezett regolitból készült berkeket használtunk, hogy megvédjük a bázist a napszéltől és a sugárzástól, valamint egy kráterben helyeztük el, ami további árnyékolást jelent. Ezenkívül minden építményünk földelt, hogy semlegesítsük a napszél okozta statikus feltöltődést. A meteorzáporok elleni védelem érdekében egy gyorsan hozzáférhető bunkert is építettünk egy közeli lavatube-ban. Ez egy mágneses felvonón keresztül érhető el, hogy vészhelyzet esetén könnyen hozzáférhessünk, és gyorsabban működik, mint a mechanikus csigás rendszer. Ezenkívül a nagy aszteroidákat az ISS és a Föld folyamatosan követi, és az információkat továbbítja a személyes műholdunkra. Ezt aztán közvetlenül a kommunikációs központunkba küldjük. Mind a műholdunk, mind a bázisunk whipple pajzzsal rendelkezik, amely védelmet nyújt az űrszeméttel szemben azáltal, hogy lebontja az anyagot, mielőtt az elérné a fő szerkezetet.

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

A bázisunk számára a vízszerzés volt az egyik fő szempont, és elképzeléseink szerint a teljes vízszerző rendszer már az űrhajósok leszállása előtt a helyére kerül, mivel a víz létfontosságú a túléléshez. Ezt főként távirányítású roverek állítanák fel, amelyek a műholdunkat használnák a kommunikációhoz. Miután megvizsgáltuk a különböző lehetőségeket, úgy döntöttünk, hogy a mi vizünk az aqua factorem módszert alkalmazná, ahol egy rover lekaparja a felső felszínt, majd egy mesterséges intelligenciával rendelkező válogatóegység segítségével szortírozza a kinyert részecskéket. A fúrás alkalmazása ellen döntöttünk az extrém hideg hőmérséklet és a nagy energiafelhasználás miatt. A vízrészecskéket ezután mágneses lebegtetésű tehervonatok segítségével szállítják a főtartályba, ami lehetővé teszi a gyors vízvisszaszerzési hálózatot, amely a szén-dioxid-kibocsátás minimalizálása érdekében elektromosan működik. Az elfogyasztott vizet ezután az újrahasznosító egységünkbe küldtük, amely hasonló felépítésű, mint a földi megfelelője.

Az űrhajósok élelmezési forrása a bázis fő munkaterületén található aeroponikus laboratóriumban termesztett zöldség lesz. Az aeroponika alkalmazása azt jelenti, hogy a növényeket ködös környezetben termesztik, amely tartalmazza a növények növekedéséhez szükséges tápanyagokat. Azért választottuk ezt a módszert, mert nincs szükség olyan aggregált közegre, mint a talaj vagy a víz, így megkímélve az űrhajósok számára rendelkezésre álló vízmennyiséget. A növényeket gondosan választjuk ki, hogy az űrhajósok egészségének megőrzéséhez szükséges tápanyagok megfelelő mennyiségét tartalmazzák. Szójanövényeket is termesztenek majd, hogy húspótló anyagokat hozzanak létre, hogy az űrhajósok ne szenvedjenek hiányt az alapvető tápanyagokban, mivel úgy döntöttünk, hogy nem használunk állatokat táplálékforrásként, mivel azok olyan extra erőforrásokat igényelnének, mint az energia, a levegő és a víz, amelyek létfontosságúak lehetnek az űrhajósok számára.

A napenergiát egytengelyes nyomkövetővel ellátott napelemekkel kívánjuk hasznosítani, amelyek lehetővé teszik, hogy a napelemek a nap pályáját követve forogjanak, és így maximalizálják a nyert energia mennyiségét. A napenergia megújuló energia, és az idő nagy részében bőségesen rendelkezésre áll, mivel a panelek az "örök fény csúcsain" lesznek elhelyezve, ahol az idő 75-80% részében a napfény fogja őket besütni. Ezen kívül,a mi mini erőművünk, ahol az elektrolízisből származó vízgőzök mechanikai energiát szolgáltatnak, amelyet aztán a generátoraink elektromos energiává alakítanak. Végül, van egy tartalék energiaellátási lehetőségünk a műholdunkkal. A műholdunkon lévő napelemek megnövelt területe azt jelenti, hogy vészhelyzetben mikrohullámok formájában energiasugarakat tud küldeni, amelyeket aztán a kommunikációs központunk fogad. Az extra energia időt biztosít csapatunknak, hogy reagálhasson a felmerülő vészhelyzetekre.

A levegő/oxigén előállítása fontos szempont a táborunkban, ahol úgy döntöttünk, hogy ezt vízelektrolízissel állítjuk elő. Ez a kémiai reakció lehetővé teszi számunkra, hogy tiszta oxigént és hidrogént (amelyet üzemanyagként használunk) nyerjünk. Az oxigént ezután vákuumzáras tartályokban tároljuk, és szétosztjuk a bázisunkon. Mivel ennek a folyamatnak az elindítása időbe telhet, a csapat kezdetben a Földről importált oxigént és az ISS-ről történő szállítást fogja igénybe venni, azonban nem számítunk arra, hogy ez túl sokáig fog tartani, mivel az infrastruktúrát előbb kiépítjük automatizált robotika segítségével. A vízhez hasonlóan az oxigént is a lehető legnagyobb mértékben újrahasznosítjuk, és talán még az aeroponikai egységünkben felszabaduló oxigént is felhasználjuk (a fotoszintézisből). Ezt a fő bázisunkban lévő zárt szellőzők és kamrák segítségével fogjuk megvalósítani, ventilátorok segítségével a légáram irányítására.

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

Holdtáborunk egyik fő célja, hogy a Hold légkörében a szerves életformák, például az állatok és növények túlélési lehetőségeinek kutatását végezzük, ezért tudós csapatunkban lesz egy biológus is, aki a kutatást ezen a területen végzi. Az automatizált és a kézi vezérlésű rovereket egyaránt arra fogják használni a tudósok, hogy a Hold felszínének megértéséhez a Hold eddig megközelíthetetlen helyeit vizsgálják meg. A holdtáborban infravörös teleszkóp is található, amelyet arra használnak majd, hogy bővítsék ismereteinket az univerzum égitestjeiről. A mérnökök a Hold felszíne alatti lávacsövek fejlesztésén fognak dolgozni, hogy lakhatóvá tegyék azokat a Hold jövőbeli kutatásaihoz. A munka infrastrukturális fejlesztésekből áll majd, így a bázis a jövőben üzemanyagtöltő állomásként is használható lesz.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

A bázison alvási beosztás lesz érvényben, hogy a személyzet legalább egy tagja mindig ébren legyen. Ez a legénységi tag a kommunikációs központban tartózkodik, amikor a legénység többi tagja alszik, hogy vészhelyzet esetén riasztani lehessen, és értesíteni lehessen a legénység többi tagját. Amikor a legénység tagja felébred, elvárják, hogy megmosakodjon és megreggelizzen, majd ezt követően el kell végeznie az aznapi feladatait. Lesz egy forgó menetrend, így a legénység két tagja a napot a bázis infrastruktúrájának és berendezéseinek ellenőrzésével tölti, hogy ellenőrizzék, hogy minden megfelelően működik-e. Figyelik a bázis energiafogyasztását is, és ha szükséges, le tudnak kapcsolni néhány rendszert, hogy legyen elég energia a kritikus dolgok, például az oxigénszint fenntartásához. A legénység többi tagja elvégzi a holdtáborban betöltött szerepéhez kapcsolódó feladatokat. A biológusok a Hold felszínén túlélő szerves élet lehetőségeinek kutatását végzik, emellett a biológusok feladata lesz az aeroponikai labor irányítása is, hogy biztosítsák a növények megfelelő növekedését, mivel ezek létfontosságú erőforrást jelentenek. A többi tudós és mérnök felváltva fogja használni a legénység két tagját a rovereket a Hold felszínének további kutatására. Ezt vagy a kézi vezérlésű roverrel végzik majd a kutatás során, vagy az automatizált rovert használják olyan helyeken, ahová a legénység tagjai számára veszélyes lehet saját maguk bemerészkedni. A mérnökök a lávacsövek infrastruktúrájának tervezésével és fejlesztésével töltik majd a napjukat, javítva a szerkezet épségét és biztosítva annak lakhatóságát, hogy a jövőbeni holdkutatási küldetések során lakóhelyként lehessen használni. A legénység tagjai megebédelnek, majd a nap hátralévő részét a délelőtt elvégzett, még el nem végzett feladatok elvégzésével töltik. Este a legénység tagjainak lehetőségük lesz egy kis szabadidő eltöltésére, amelyet egy általuk választott tevékenységgel tölthetnek el. A legénység tagjai rendszeresen biztonsági gyakorlatokon vesznek részt, hogy vészhelyzet esetén felkészültek legyenek.



← Minden projekt