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: SCN Aerospace
Petroc College Barnstaple Egyesült Királyság 17 2 / 0
Külső nézegető a 3d projekthez
A projekt leírása
A feladat, amit kaptunk, egy holdtábor megtervezése volt. A feladat teljesen nyitott volt, és szabadon dönthettünk a tábor funkciójáról. A csapatom úgy döntött, hogy a tábor három hónapos küldetés időtartamára lesz tervezve, és négy asztronautának ad otthont, akik kémiai, mérnöki, orvosi és botanikai háttérrel rendelkeznek. A tábort ennek a küldetésnek a teljesítésére építették volna, de azzal a céllal, hogy a jövőben esetleg hosszabb küldetések során is használhassuk. A tábor megtervezésekor igyekeztünk a lehető legrealisztikusabb döntéseket meghozni, így a meghozott döntéseket a következők befolyásolták: a nagyméretű alkatrészek indításának költségei, az űrhajósok biztonsága, a tudományos érték és a potenciális érdeklődés. A táborban négy űrhajós számára lesznek lakó- és munkalehetőségek. Küldetésük magában foglalja majd a táboron kívüli kirándulásokat, valamint a táboron belüli kísérleteket és hasonlókat, ezért magán a táboron kívül több roverre is szükségük lesz, köztük egy kis utánfutószerű roverre a felszerelések szállítására és a modulok összeszerelés közbeni manipulálására, egy hosszú távú roverre, amelyet arra terveztek, hogy vészhelyzet esetén "mentőcsónakként" szolgáljon, valamint néhány tereprendező robotra, amelyeket az űrhajósok érkezése előtt küldenének ki a leszállóhely előkészítésére. Volt szerencsénk egy VR-világot létrehozni a Bázissal a https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 oldalon az Occulus Headsets Quest 2 segítségével. A 4. szakaszban néhány modulhoz bemutatott tervek az alap egy régebbi változatához készültek, így bár nagyon hasonlítanak a végleges változathoz, némileg eltérnek attól. |
|||
2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?
Egy egyenlítői elhelyezkedés a közeli oldalon állandó látószöget biztosítana a Földdel, ami határozott előny, de ez azt jelentené, hogy az űrhajósok nem láthatnák az égbolt Hold mögötti részét. Sajnos az Egyenlítő közelében a felszíni hőmérséklet drasztikusan változik, ami megnehezíti egy ilyen helyzetben lévő felszíni bázis fenntartását. A pólusok közelében a napnak való kitettség sokkal alacsonyabb. Valójában számos olyan hely van a pólusok közelében, ahol a nap szó szerint soha nem süt. Ez azt jelenti, hogy bár nyilvánvalóan hideg van, a hőmérséklet-ingadozás ezeken a helyeken minimális. Következésképpen a bázis anyagai és szerkezete optimalizálható a sarkok közelében uralkodó hideg hőmérséklethez. Továbbá, mivel a felszíni hőmérséklet sokkal alacsonyabb, a pólusok közelében jég képződhet. Ezeket a tényezőket figyelembe véve választottuk ki a déli pólus közelében lévő krátert a 42° k. h., 84,25° déli szélességnél. 2.2 Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le a technikákat, az anyagokat és a tervezési döntéseket.
Mielőtt a holdi tábor felépülhetne a felszínen, elő kell készíteni a leszállóhelyet. Ehhez pilóta nélküli rovereket küldenek a leszállóhelyre, amelyek megtisztítják a területet, és szükség szerint kiegyenesítik a lejtőket, hogy megfelelő hely legyen a tábor felépítéséhez. A főtábort tíz modul alkotja, a kráter peremén pedig egy további kommunikációs torony és egy kísérleti modul kerül elhelyezésre, amelyeket távolról fognak működtetni. A katasztrofális meghibásodás kockázatának csökkentése érdekében a modulok egy részét a Földön építik meg, és a Holdon egyszerűen telepítik őket a többi modulhoz való dokkolással. Ennek oka, hogy a Földön sokkal könnyebb biztosítani a modulok megbízhatóságát, mint a Holdon. A következő modulok készülnének a Földön: a zsilip, a lakó-, a laboratórium-, a WC-, a kísérleti és a segédmodulok, valamint a csomópontok és a kommunikációs torony közötti rugalmas folyosó (a hidraulikusan működtetett gólyalábak szintén a Földön készülnének). A két hubot kisebb részekre bontanák, mivel túl nagyok ahhoz, hogy egyben indítsák őket. A hidroponikus modul egyszerű alkatrészek (például titánszalagok és HDPE téglák) és a Földön gyártott alkatrészek (például a dokkolóegység) kombinációjából készülne. Mindezeket (a hidroponikus modultól eltekintve) a meglévő lakható modulokra jellemző anyagok és technikák felhasználásával építenék meg. 2.3 A Holdon a környezet nagyon veszélyes az űrhajósok számára. Magyarázzátok el, hogy a holdi táborotok hogyan fogja megvédeni őket. (maximum 150 szó)
Amint azt a 2.1. szakaszban említettük, a kiválasztott helyszín már most is jelentős védelmet nyújt. Mivel a tábort soha nem éri közvetlen napsütés, a napsugárzás ellen elég hatékonyan védve van. Az egyetlen egyéb sugárzási forrás a tábort működtető atomreaktor és a kozmikus sugárzás. A reaktor megfelelően le van árnyékolva, a kozmikus sugárzást pedig legalább 20 cm vastag HDPE-vel blokkolják a megfelelő védelem biztosítása érdekében. Egy másik veszélyt jelent a holdpor, amely a felületekhez tapad, és különböző problémákat okoz, többek között az űrhajósok tüdejének lehetséges károsodását, a felületek koptató tulajdonságai miatt történő károsodását, a sérülékeny alkatrészek, például a tömítések hatékonyságának csökkenését és az űrruhák károsodását. A környezeti rendszerekben lévő szűrők biztosítják, hogy ha por kerül a táborba, azt eltávolítsák, és az űrruhák és felszerelések gondos karbantartása a bázisra való visszatérés után megakadályozza a por bejutását a bázisra. |
|||
2.4 Magyarázza el, hogy a Holdtábor hogyan fogja biztosítani az űrhajósok számára:
|
Víz
|
Élelmiszer
|
Teljesítmény
|
Air
|
Annak érdekében, hogy csökkentsék az erőforrás-kitermeléssel járó kockázatot, az Artemis űrállomáson a rutinszerű ellátási küldetések során vizet fognak készletezni. A leszállás során leszerelik. Az ellátást kiegészíthetjük a holdi jégből történő vízkivonással. |
Ismétlem, az erőforrások kitermelésével kapcsolatos kockázat csökkentése érdekében a küldetésre való felkészülés során élelmiszert fogunk felhalmozni az Artemis űrállomáson, és az ellátmányt a hidroponikus kísérletekkel fogjuk kiegészíteni (bár ezek a kísérletek önmagukban nem lennének képesek fenntartani a legénységet). |
Az energiaellátásról egy kis atomreaktor gondoskodik majd, amelyet a Westinghouse által tervezett eVinci reaktor mintájára terveznek. A szélsőséges körülményekkel szembeni ellenálló képességük miatt lendkereket használunk majd az energiatárolás fő módszereként, bár az űrrepülésben már alkalmazott hidrogén üzemanyagcellák miatt hidrogén üzemanyagcellákat is használunk majd. |
Az Artemis űrállomáson is felhalmozunk majd levegőt, és ismét kiegészíthetjük a készletet azzal, hogy a Hold felszínéről hidrogénnel való redukcióval oxigént nyerünk, ami körülbelül 45% tömegű oxigén. |
2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.
A tábor célja a felfedezés missziója. A cél olyan technológiák és technikák kipróbálása és bemutatása, amelyeket a jövőben hosszabb küldetésekhez, és végső soron hosszú távú lakhatósághoz lehetne használni. A legénységgel ellátott űrmissziók tekintetében ugyanis már küldtünk embereket a Holdra néhány napra, több hónapig voltak űrhajósok az ISS-en, de még soha nem volt olyan, hogy űrhajósok hosszabb ideig a Hold felszínén tartózkodtak volna. Következésképpen, mielőtt komolyan elgondolkodhatnánk kereskedelmi vagy turisztikai célú erőfeszítéseken, az első kérdés az, hogy valóban, valóban tudunk-e élni a Holdon. A megvalósítandó projektek közé tartozna a növénytermesztés (ezért a botanikus), az oxigén és más erőforrások holdi talajból való kinyerésének hatékony módszereinek vizsgálata, valamint különböző tárgyak gyártása a gyártómodulban található eszközökkel. |
|||
3.1 Írjatok le egy napot a Holdon a Holdtábor űrhajós legénysége számára.
A holdi tábor átfogó vizsgálata annak eldöntésére irányul, hogy megvalósítható-e a hosszú távú lakhatóság a Holdon. Ennek érdekében az űrhajósok napjának a lehető leghétköznapibbnak kell lennie. A legtöbben reggelivel kezdik a napot, majd a személyes higiénia és az öltözködés következik. Az űrhajósok is így kezdenék a napjukat. Ezután egy rövid megbeszélés következik, ahol megbeszélik a napra tervezett feladatokat, és azt, hogy hogyan ment a tegnapi munka. Az ilyen tevékenységek elvégzése után az űrhajósok két "csapatra" oszlanak. Az első csapat az A központban tart edzést. A testmozgás azért fontos, hogy az alacsony gravitációs környezetben való élet okozta izomsorvadás minimális legyen, és hogy a szív- és érrendszer erős maradjon. A kettes csapat eközben a táborban az általános karbantartással foglalkozik, például rendrakással, a növények ellenőrzésével stb. A két csapat ezután cserél, az egyes csapat az általános karbantartási feladatokkal, a kettes csapat pedig a testmozgással foglalkozik. Ennek a felosztásnak az az oka, hogy az "A" központban nincs annyi hely, hogy mind a négy űrhajós egyszerre tudjon edzeni. A két csapat összejön, hogy együtt dolgozzanak az aznapra kitűzött projekteken. A három hónap alatt a feladatok széles skálája lenne, talán egy EVA-ra való felkészülés, karbantartás, minták elemzése, a B-kapocsban lévő gyártási létesítmények használata, és így tovább. Ezeket a feladatokat a küldetés megkezdése előtt terveznék meg, hogy az űrhajósok idejét a leghatékonyabban használják ki, bár a küldetés során előre nem látható okok miatt valószínűleg változásokra kerülne sor. Példanapunkon az űrhajósok egy tartalék szivattyú javításához egy csere-hidraulikaszelepet készítenek. A munkanapot a lehető legjobban "normális" módon tartva a csapatok körülbelül délben tartanának ebédszünetet. A mosogatás után az űrhajósok a következő feladatukhoz közelítenek, ami ezen a napon a holnapi EVA tervezése a talajminták gyűjtésére. Ez a munkaidő hosszabb lenne, mint a reggeli, és az esti vacsorára érne véget, ami után pihenésre is jutna idő, mielőtt mindent lezárnának, elvégeznék az utolsó pillanatban szükséges ellenőrzéseket (esetleg újra a növényeket), és lefeküdnének aludni. Maga a napszak a GMT-hez lenne szinkronizálva. |