moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2021-2022

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.

Team: Lunastro 11

Albert-Einstein-Gimnázium  Berlin    Németország 16   6 / 2


Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

A Holdon, az északi pólus közelében egy üvegkupolában fogunk élni egy holdkráterben, az északi pólus közelében. A kráter átmérője körülbelül 50 méter lesz. Ebben a kupolában építünk majd egy platformot ültetvények számára és egy akvapónikus rendszert egy akváriummal, amely a lakótérig ér, harmonikus légkört okozva. Az egész belső teret belélegezhető levegővel töltjük majd meg. A kupolánktól indul egy alagút a világegyetem tudományos kutatására szolgáló folyadéktükrös teleszkópunk felé, egy másik pedig a gazdasági területünkre vezet, ahonnan hélium-3-at fogunk exportálni a Földre. A holdkráter talaján lesz a lakóterületünk, maximum 8 ember számára. Itt lesznek hálószobáink válaszfalakkal, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy eldönthessük, hogy magányosan akarunk-e aludni, vagy társakkal a közelünkben, valamint nagy fürdőszobák, hogy gondoskodhassunk a higiéniánkról.

 

 

2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?

A Holdtáborunkat az északi pólus közelében fogjuk felépíteni, ott az az előnye, hogy a nap szinte állandóan süt, és így könnyen használhatunk napelemes rendszereket energiaforrásként. Megtudtuk, hogy sok kráter is van, sőt egyes helyeken még vízjég is található. Ezt le tudnánk bontani és felhasználni. És mivel a kráterek már önmagukban is nyújtanak bizonyos védelmet, úgy döntöttünk, hogy a bázisunkat részben egy kráterben építjük fel. Ennek átmérője körülbelül 50 méter, és 20-30 méter mélységűnek kell lennie. Az ilyen méretű kráterek a sok meteoritbecsapódás miatt nem szokatlanok a Holdon. Az északi pólus hátrányai közé tartozik az is, hogy ott mindig süt a nap, így a krátereket leszámítva rendkívül meleg van, és ez rosszul hat az űrhajósok nappali-éjszakai ritmusára.

2.2 Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le a technikákat, az anyagokat és a tervezési döntéseket.

A bázisunkat főként betonból kívánjuk építeni, mivel a beton minden összetevője megtalálható a Holdon, és a cementhez szükséges fémek mind a holdi talaj alkotóelemei. Mivel azonban az építés kézzel túl megerőltető lenne, többcélú rakétánkon keresztül egy óriási beton 3D nyomtató alkatrészeit szállítjuk az állomásunkra.

Megfigyelőállomásunk fontos szerepet játszik a tudományos kutatás szempontjából, mivel a Holdon nem létezik légkör, ami a Földdel szemben előnyt jelent. Lehetővé teszi számunkra, hogy fényszennyezés nélkül még pontosabb megfigyeléseket végezhessünk, ezért ideális munkaterületet biztosít az új tudományos kutatások számára. Továbbá azért döntöttünk a folyadéktükrös teleszkóp mellett, mert ezeket könnyebb szállítani a hagyományos teleszkópokhoz képest, és olcsóbbak is. A folyadéktükrös teleszkópok a fény visszaveréséhez higanytükröt használnak. A higany forgásba kerül, és paraboloid alakot vesz fel. Így a mi teleszkópunk három tükröt tartalmaz: a higanytükröt, mint főtükröt, és két kisebbet, amelyek a fényt a detektorba verik vissza, amely továbbítja a fényt.
a számítógéphez való vezeték nélküli kapcsolatonkénti információk. Azt azonban nem szabad elfelejtenünk, hogy a Holdon a hőmérsékletváltozás miatt a hagyományos higany azonnal elpárologna. Ezért használunk a higany helyett egy "Ecoeng 212" nevű ionos folyadékot. Ez hidegebb hőmérsékleten is folyékony marad, és szobahőmérsékleten sem párolog el.

2.3 A Holdon a környezet nagyon veszélyes az űrhajósok számára. Magyarázzátok el, hogy a holdi táborotok hogyan fogja megvédeni őket. (maximum 150 szó)

Védelemre van szükségünk arra az esetre is, ha meteoritok csapódnának be a bázisra. Ehhez a holdfelszín feletti felső gyűrűre stabilizáló támasztékokat építettünk. További védelmet nyújt a kupola, amely az acélnál háromszor erősebb alumíniumoxinitridből készül, és az ISS-en ablakként is használható. Az alumíniumoxinitridet a helyszínen lehet előállítani a holdi talajból származó alumínium és az akvaponikus rendszer által termelt oxigén felhasználásával. A folyamathoz nem lenne szükség további oxigénre, mivel az alumínium-oxid a holdkőzet része.

A folyosók és a főépületek falai titánból készülnek majd, mivel ez az anyag akár 400 °C-os hőmérsékleten is szilárd marad, és ellenáll a kisebb meteoritoknak. Ráadásul a belső térben a titán jól szabályozza a hőmérsékletet, így nincs szükség sok fűtésre vagy légkondicionálásra.

A teljes sugárvédelem biztosítása érdekében a falakat vékony vakolatréteggel vonják be, amely így teljes sugárvédelmet nyújt. Az űrhajósok biztonsága érdekében a lakótér a föld alatt lesz.

2.4 Magyarázza el, hogy a Holdtábor hogyan fogja biztosítani az űrhajósok számára:

Víz
Élelmiszer
Teljesítmény
Air

A tiszta vizet először az északi sark körüli jéglelőhelyek kitermelésével nyernék. Ezután felmelegítenénk a vízjeget, összegyűjtenénk a keletkező vízgőzt, lehűtenénk, és így kapnánk tiszta vizet, amelyet a mindennapi életben, az akvaponikus rendszerben használhatnánk.
Ezenkívül hidrolízissel oxigénre és hidrogénre bontjuk a vizet. Ezt speciális tartályokban tároljuk a kupolán kívül. Az oxigént elsősorban légzésre, a hidrogént pedig energiaellátásra használjuk.

Az élelmünk biztosítása érdekében a Holdon egy akvaponikus létesítményt fogunk építeni. Az akvaponikus üzem a hal- és növénytermesztés keveréke. Ehhez két nagy tartályra van szükségünk, az egyikben a halak, a másikban a növények számára, egy vízszivattyúra, hogy a növény automatikusan üzemeljen, csövekre, hogy a tartályokat összekössük, és kéntartalmú táplálékra a halak számára (pl. lombhullató növények vagy keresztben virágzó zöldségek). Ezenkívül baktériumok jönnek, hogy a növények számára műtrágyát állítsanak elő. A halak kéntartalmú táplálékkal való etetésével az ürülékük ammóniumot tartalmaz, amely a baktériumok segítségével nitráttá bontható, és ez a nitrát egy vízpumpa segítségével eljut a növényekhez, amelyek a nitrátot felszívják. A növények pedig kéntartalmú táplálékot termelnek, amelyre a halaknak szükségük van.
A bázis legfelső szintjén van egy mezőgazdasági terület, ahol az élelmezésbiztonság érdekében termesztett növényeket termesztünk.

A holdkráterünk körül, amelyben a kupolát fogjuk elhelyezni, egy olyan építményt építve, amelyben a biztonság miatt békésen élhetünk, nagy mennyiségű napelemet fogunk elhelyezni, hogy elnyeljük az északi pólusra állandóan sütő napfényt. A holdfogyatkozás idején bekövetkező áramszünet elkerülése érdekében a napfényt üzemanyagcellákban tároljuk. A napelemek által most kapott energiát arra használhatjuk, hogy a vizet energiává és meleggé alakítsuk. Egy másik lehetőség lehet az atommaghasadás, vákuumban, amely a nem létező légkört és a hőmérséklet ingadozását imitálja, mivel gyors és hatékony. Az egyetlen hátránya a maghasadásnak, hogy kénytelenek vagyunk a Földről importálni a szükséges alkatrészeket.

Olyan akvaponikus rendszert hozunk létre, amelyben a halak által termelt nitrogénvegyületek révén a vízben növényeket, különösen kék- és zöldalgákat tudunk termeszteni. Ezután a növények fotoszintézisét végző növényekből származó oxigén a halaink általunk okozott szén-dioxiddal és a nitrogénvegyületekből származó nitrogénvegyületekkel a lélegző levegőhöz szükséges oxigénhez jut. Ezeknek a nitrogénvegyületeknek egy másik felhasználási módja, hogy hozzáadhatjuk a levegő egyéb összetevőihez, amelyeket a holdi kőzetekben találunk. Mivel az emberek naponta körülbelül 12,5 köbmétert lélegeznek be, ezért a levegő egy részét tartályokban fogjuk tárolni. Az extremofil mikroorganizmusok fém-oxidok hasítása egy másik lehetőség, amely egyáltalán nem igényel energiát, csak baktériumokra van szükségünk ehhez a folyamathoz. Az oxigént is kiszűrhetjük a vízből, amely az északi pólusnál található jégből származik.

2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.

A bázisunk három területre oszlik: a fő területre (a lakóhelyünk) és két mellékterületre. Az első kisebbik a csillagászati megfigyelésekhez épült: távcsövünket olyan bonyolult kutatásokhoz használnánk, amelyeket a Földön nem tudnánk elvégezni. A minimális fényszennyezés miatt a teleszkóp kiváltságos helyzetben lenne a Naprendszer és azon túli területek tanulmányozásához. Az eredmények a Földön is hasznunkra válnának, és további ismereteket adnának a jövőbeli küldetésekhez. A második kupolában található az extrakciós laborunk. Egy bázis létesítése a Holdon nem lesz olcsó, ezért néhány kereskedelmi szempontra is gondolnunk kellett. Az az ötletünk támadt, hogy roverek segítségével vonjuk ki a holdi porban található hélium-3-at. Ez a ritka gáz, amely kilogrammonként mintegy 15 millió dollárba kerül, az egyik legdrágább anyag a Földön. Ebből finanszíroznánk a küldetésünket, ugyanakkor sokféle célra (fúziós energiára, tudományos vagy orvosi célokra) felhasználható lenne. A jövőben egyfajta "box-állomás" is lehetnénk a távolabbi célpontú küldetések számára. Leszünk egy logisztikai bázis, amely üzemanyagot, támogatást és karbantartást biztosítana.

3.1 Írjatok le egy napot a Holdon a Holdtábor űrhajós legénysége számára.

A jelenlegi űrhajósok napi rutinja nem függ a konkrét feladatuktól. Három csoport van, amelyeknek beállított napirendje van. A következőkben az első csoport napi rutinját mutatjuk be. Figyelembe kell venni, hogy a fennmaradó két napirend egyenként nyolc órával késik.

A jó éjszakai pihenés után reggel hétkor kell kezdenie a munkát. Ezért minden űrhajósnak ennek megfelelően kell beosztania a reggeli rutinját. Ennek eredményeképpen minden űrhajós maga dönti el, hogy mikor kel fel. Négy óra munka után egy óra szünet következik. Ezt ki lehet használni egy második reggelire vagy ebédre. Három óra munka következik. A nap hátralévő része szabadidőből és egy óra jelenlétből áll. Az első műszakban a jelenlét este hét és nyolc óra között van. Általában a jelenlét nem sokban különbözik a szabadidőtől. Vészhelyzet vagy kérés esetén az első műszaknak kell reagálnia, mert a második műszak ebédel, a harmadik műszak pedig ebben az időben alszik. A jelenlét után mindenki szabadon elkezdheti a személyes esti rutinját, és lefekszik aludni, hogy a következő napra jól kipihenje magát.

első műszak:

  • 07:00 - 11:00 óra: munka
  • 12:00 - 15:00 óra: munka
  • 19:00 - 20:00 óra: részvétel

 második műszak:

  • 15:00 - 19:00 óra: munka
  • 20:00 - 23:00 óra: munka
  • 03:00 - 04:00 óra: részvétel

 harmadik műszak:

  • 23:00 - 03:00 óra: munka
  • 04:00 - 07:00 óra: munka
  • 11:00 - 12:00 óra: részvétel

Egyéb projektek:

  watcher

 

  郑州轻工业大学
    Kína
  Apollo projekt

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  Polaris tábor

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  Diadalmas taikonauta

 

  ZHENGZHOU KÖNNYŰIPARI EGYETEM
    Kína