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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Románia 17   2 / 0


Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Az Moon Camp Challenge számára tervezett projektünk egy 5,2 m külső átmérőjű, hengeres alakú holdi alapmodul, amelyet úgy terveztünk, hogy az Arianespace által az ESA megbízásából épített Ariane 6 hordozórakéta következő generációs hordozórakétájába illeszkedjen. A modul 34 m^2 hasznos lakóterülettel rendelkezik, amely nagyrészt fából készült, kényelmes belső kialakítással rendelkezik, és magában foglalja az összes szükséges létfenntartó rendszert: energiatermelés és -tárolás napelemek, illetve akkumulátorok segítségével, O2-tárolás és CO2 mosás, víztárolás és újrahasznosítás, élelmiszertárolás és elektromos meghajtású fűtési/hűtési rendszerek. Egy másik, a főmodulhoz különálló modul használható növénytermesztésre - az akvapónia modul. Ezt halak és növények fenntartható módon történő termesztésére használják. A bázis egy két üzemmódú kommunikációs rendszert is tartalmaz: egy kis sávszélességű, 2,2 GHz-es mikrohullámú kapcsolatot, amelyet telemetriára, hang- és vészhelyzeti kommunikációra használnak, valamint egy műholdas optikai kapcsolatot a nagy sávszélességű alkalmazásokhoz (videostreaming), amely elérheti a 600 Mbit/s lefelé irányuló sebességet.

2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?

A Holdtábort egy olyan sík területen szeretnénk felépíteni, ahol a terepből hiányoznak a kráterek és egyéb kisebb deformációk, de ahol viszonylag közel van egy természetes barlang, a Hold közeli oldalán. Egy sík terepen könnyebb építeni, és helyet biztosít a későbbi bővítéshez. A természetes barlangban egy vészhelyzeti modult helyeznek el, amely meteoritok esetén menedékként szolgál. A Hold közeli oldalát azért választották, mert azt világítja meg a Nap, és mert a Föld felé néz. A napfényt a fotovoltaikus panelek áramtermelésre használják, az űrhajósok tevékenységét pedig a fény jelenléte fokozza. A bázis Föld felé néző oldala a kommunikáció szempontjából is előnyös, mivel az antennák közvetlenül a bolygó felé irányulnak (vagy az optikai kapcsolat esetében egy műhold felé).

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

A Holdtábort a Földről Ariane 64 rakétákkal szállított, előre elkészített modulokból tervezzük felépíteni. Egy modul maximális tömege 8,6 t lesz, ami az A64 maximális hasznos teherbírása a Hold körüli pályára (Lunar Transfer Orbit, LTO). A főmodul mellett több más modul is hozzáadható a Holdtábor kialakításához. A napelemeket, antennákat és egyéb külső eszközöket a Hold felszínén, a bázis mellett szerelik fel. A fő anyag 6061-es alumíniumötvözet, néhány ABS és szénszálas alkatrésszel, valamint kis mennyiségben más anyagokkal, például acélcsavarokkal, gumitömítésekkel stb. együtt. A modul(ok) egy 1,2 m mély, a holdfelszínbe vájt mélyedésbe kerül(nek), hogy megakadályozzák a modul(ok) nem kívánt mozgását vagy forgását. A modulokat darukkal fogják manipulálni és elhelyezni, és a helyükre gurítva is mozgathatók lesznek. A darukat és a manipulációhoz szükséges egyéb gépeket egy külön előretolt küldetéssel vagy egy másodlagos rakétával ugyanabban a küldetésben lehet behozni. A két modul egymáshoz való csatlakoztatásához és a modulok végeinek összekapcsolásához ütvecsavarozóra is szükség van. A modulokat a befejezés után nyomás alá helyezik, és minden módosítás előtt nyomásmentesítik. Az ablakpanelt szereletlenül, biztonságos konténerben szállítják, hogy az összeszerelés és szállítás során ne sérüljön 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)

A Holdbázis moduljainak fűtési/hűtési rendszere megfelelő hőmérsékletet biztosít az élethez. Az oxigéntároló rendszer és a CO2 mosó gondoskodik az oxigén áramlásáról a modulokban, és összegyűjti a felesleges CO2-t. A modulok falai bizonyos mértékig megvédik az űrhajósokat a kozmikus sugárzástól, ez javítható a modulok falainak tetejére helyezett talajjal, és a 6061-es repülőgép-osztályú alumíniumötvözet megvédheti a bázist a kisebb ütődésektől. A modulok teste egy szimuláció alapján 3 atm nyomást bír el. A bázis egy akvaponikus rendszerrel is fel van szerelve, amely képes fenntartani az élelmiszer-ellátást, még akkor is, ha az utánpótlási küldetéseket komolyan érintik. A főablak egy üveg/műanyag üveg, amely megvédi a legénységet az üveg esetleges összetörésétől.

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

Víz
Élelmiszer
Teljesítmény
Air

A bázis a legénység vízellátását vízvisszavezető rendszerrel biztosítja (az ISS-en használt rendszerhez hasonló rendszerrel), amely a használt vizet speciális szűrőkkel szűri, így az önfenntartóvá válik. A vizeletet is képes ivóvízzé alakítani. A vízrendszer egy főtartályból áll, amely a modul fürdőszobája alatt található, valamint egy vészhelyzeti vízellátásból, amely az akvapónia modul akváriumában található. A víz a légkondicionáló rendszer kondenzációjaként is kinyerhető, a légkondicionáló beépített kollektoraival.

Az élelmiszereket elsősorban az oxigéntartályok közelében, bármelyik modul padlója alatt tárolják. Az élelmiszer főként vízzel rehidratálható, szárított termékekből áll. Az élelmiszer előállításának fő módja az akvaponikus rendszer lesz, amely szimbiózisban halakat, tenger gyümölcseit és algákat termeszt más zöldségekkel és gyógynövényekkel együtt. Az akváriumból származó hulladékot természetes trágyaként használják majd fel a zöldségtermesztéshez; a növények által biztosított tápanyagokat és oxigént pedig az akváriumban használják fel.

Az energiarendszer fotovoltaikus panelekből, újratölthető akkumulátorokból és a megfelelő elektronikából áll. A rendszer 22 darab 455 wattos panelt használ, amelyek akár 10 kWp összteljesítményt is képesek előállítani, valamint 16 lítium alapú LiFePO4 cellát, amelyeket egy biztonságos tárolóban helyeztek el. Az akkumulátortechnológiát azért választották, mert a többi kémiai anyaghoz képest nagyon biztonságos, a nagyobb súly rovására. A cellák névleges feszültsége 3,2 V, és együttesen 48 kWh energiával rendelkeznek. A rendszer ezen felül különböző átalakító és kezelő elektronikával is rendelkezik, mint például az inverter és a BMS, amelyek az egyenáram váltakozó áramúvá alakítására, illetve az akkumulátorok védelmére szolgálnak.

A bázis elektromos meghajtású légkondicionáló rendszerrel rendelkezik, amely a levegőt is tisztítja a CO2-től. A szűrők mind cserélhetők és könnyen eltávolíthatók, szerszám nélküli kialakítással. Minden modul padlója alatt hat oxigéntartály található, amelyeket a modul fő elektronikus vezérlőegysége (ECU) vezérel, érzékeli az oxigénszintet és szükség esetén kompenzál. A vezérlőegység ellenőrzi a modul belső nyomását is. A rendszer gondoskodik arról, hogy az O2 optimális szintje fennmaradjon a bázison, megvédve ezzel az űrhajósok egészségét.

2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.

Holdtáborunk mindhárom célt szolgálhatja: kereskedelmi, tudományos és turisztikai célokat, mivel moduláris, és szükség szerint bővíthető. Alapértelmezett konfigurációban a Holdtábor kezdetben tudományos célokra lesz felszerelve.

Egy holdjáró, egy többfunkciós építő és tudományos eszköz segítségével minden szükséges célra szállíthatunk és manipulálhatunk anyagokat a holdi bázis további bővítéséhez.

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

Az űrhajósok a fából készült emeletes ágyakon ébrednek, és elvégzik a reggeli rutinjukat, beleértve az étkezést, a higiéniát és az egészségi állapot ellenőrzését, a bázis fából készült belseje pedig remélhetőleg a kényelem és az otthonosság érzetét kelti bennük. Ezután ellenőrzik a Holdtábor működéséhez szükséges alapvető rendszerek állapotát, mint például az energiarendszer, a légrendszer, a vízrendszer és az akvapónia-rendszer. Ezek az ellenőrzések magukban foglalják a napelemek tisztítását (az energiarendszer része), az oxigénszint, a CO2-szint és a bázisban uralkodó nyomás ellenőrzését, az akvaponikus rendszerből származó víz PH- és oxigénszintjének, valamint a talajban található tápanyagtartalom ellenőrzését.

Az izomsorvadás megelőzése érdekében a legénység minden tagjának legalább 30 percet kell mozognia a bázison belül, vagy ugyanennyi időt kell sétálnia a bázison kívül.

          A kezdeti ellenőrzések után a holdi bázisról érkező csapat kapcsolatba lép a földi parancsnoki központtal, hogy jelentést tegyen a fedélzeti helyzetről, és információt kérjen az elvégzendő kutatási feladatokról.

A személyzet legalább 2 tagja mindig a fedélzeten marad, felügyelve a kritikus rendszerek működését és a bázis biztonságát. A többi űrhajós különböző feladatokat végezhet, például a holdi talaj feltárását, új bázisok létrehozását a 3D nyomtatás segítségével, növény- és állattenyésztési kísérleteket végezhet a holdfelszínen az akvapónia-rendszer segítségével, kísérleteket végezhet magával a holdi talajjal, ipari vagy kutatási célú bányászati műveleteket végezhet, a jövőben pedig akár körutazásokat is tehet, és bázisként szolgálhat a Naprendszerben távolabbi jövőbeli küldetésekhez.

A nap végén a személyzet visszatér a bázisra, összepakolja a bázison kívül hagyott szerszámokat és eszközöket, eszik, és szabadidőt tölt. A nagy sávszélességű kommunikációs rendszer segítségével beszélhetnek a Földön élő családtagjaikkal vagy barátaikkal, videókat vagy a belső szerverre előre letöltött médiát nézhetnek, kereshetnek és kiadhatnak dokumentációt és még sok minden mást.

Egyéb projektek:

  Truman

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  Poszthumanista

 

  Sachkhere állami iskola #2
    Georgia
  Overfligh

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  moonfuture

 

  Shanghai Qingpu Senior High School
    Kína