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: Project “Aeneas”

Középiskola "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulgária 15   2 / 0


Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Az "Aeneas" projekt a ma elérhető technológiát használja, és alig támaszkodik jövőbeli, még nem létező koncepciókra vagy technológiai fejlesztésekre. Az első fázisban egy moduláris holdi bázis tervét készítettük el, amely alkalmas a kétfős legénység számára. Holdbázisunkat úgy terveztük meg, hogy a szállítás, a finanszírozás és a logisztika során a maximális hasznos terhet vegyük figyelembe. Az első fázis a főmodult foglalja magában, amely alapvető, nem önfenntartó funkciókkal rendelkezik, mint például fűtés, életfenntartó rendszerek, képzési felszerelés, tárolás stb. Ezért az első néhány évben a bázisnak csomagolt készletekre kell támaszkodnia. A projekt előrehaladtával további modulokat lehet hozzáadni. Például egy vegetációs modul, amely lehetővé teszi a növénytermesztést, vagy esetleg egy víztisztító modul, amely a holdi jeget iható vízzé alakítja. A legénységet 6 havonta cserélni kell majd a mikrogravitáció emberi szervezetet károsító hatása miatt.

2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?

Úgy gondoljuk, hogy a bázisunk legjobb helye egy olyan magasan fekvő helyen lesz, ahol az idő nagy részében napfény éri, és amely közel van az északi pólushoz. Egy ilyen helyszín számos tényező miatt ideális. Először is, egy ilyen területről ismert, hogy sötét, állandóan árnyékban lévő kráterek közelében található, amelyeket potenciálisan holdi jégforrásként lehetne hasznosítani. Ezenkívül az ilyen területek hőmérséklete ideális az emberi lakhatáshoz. A feltételezések szerint -500 Celsius-fok és kis ingadozással rendelkezik. Ilyen hely lehet például a Whipple-kráter melletti, kvázi napfényes fennsík. Annak ellenére, hogy a fennsík az idő közel 80% részében napfényt kap, még mindig meg kell küzdenünk a holdi éjszakai időszak veszélyeivel, például a rendkívül alacsony hőmérséklettel és a napenergia hiányával.

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

Az "Aeneas" alapja olyan anyagokból készül, amelyek könnyűek, ugyanakkor tartósak. Ilyen anyagok a titán, az alumínium, az acél és a hozzájuk tartozó ötvözetek. A bázisunk belső vázának egyik bevált anyaga például a 2219-T6-os alumíniumötvözet, mivel ez kemény, könnyű és ellenálló. Mint korábban említettük, a bázis moduláris lesz, mivel minden egyes különálló alkatrészt a Földön építenek meg, majd a Holdra szállítják, ahol a modulok szabványosított dokkolókapukon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Abban az esetben, ha a modul a bázistól jelentős távolságban landol, minden modul speciális gumiabroncsokkal lesz felszerelve, amelyek képesek lesznek a Hold felszínén áthaladni. A modulok két fő formája a belső és a külső tér közötti nyomáskülönbség miatt gömb és henger lesz. A henger típusú modulok két szabványosított nyílással lesznek felszerelve, a gömb típusú modulok pedig a pontos konfigurációtól függően két-három nyílással. Maguk a modulok számos fejlesztést fognak biztosítani. Idővel és olyan modulok hozzáadásával, mint a vegetációs modul vagy a víztisztító modul, a bázis önellátóbbá válhat. Egy ilyen struktúra lehetővé teszi számos kutatási modul hozzáadását is, amelyek különböző igényeknek megfelelő, különböző felszerelésekkel rendelkezhetnek. Potenciálisan a bázis bővíthető a legénység kapacitásának növelésére vagy esetleg a legénység moráljának kezelésére szolgáló modulokkal.

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 két fő környezeti problémánk a hőmérséklet és a sugárzás. Mint korábban említettük, az éjszakák továbbra is jelen lesznek, és számolnunk kell a - 150 °C-ig terjedő hőmérséklettel. 0C vagy akár - 180 0C. A szigetelés a külső és a belső tér között helyezkedik el, és több réteg különböző hőszigetelő anyagokból, például polietilénhabból vagy poliuretánhabból áll. Ezen kívül egy vékony aerogélréteg helyezkedik el a belső tér és az utolsó habréteg között. A szigetelők ilyen keveréke megvédi az űrhajósokat az alacsony hőmérséklettől és a kozmikus sugárzástól is. Csapatunk tisztában van azzal, hogy egy ilyen aerogél bevonat meglehetősen költségesnek bizonyulhat. Mindazonáltal úgy gondoljuk, hogy megéri majd, mivel a jobb szigetelés nagymértékben csökkenti a hőmérsékletszabályozásra felhasznált villamos energia mennyiségét.

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

Víz
Élelmiszer
Teljesítmény
Air

A második megérkező modul a víztisztító modul lesz. Ez nemcsak ivóvízforrásként szolgál majd, hanem mintákat is szolgáltat majd a kémiai elemzéshez. Az elemzés után a vizet elektrokóagulációval lehet kezelni, amely a holdi jég adott szondájában található vegyi anyagokra és fémekre van finomhangolva. Ezt követően a nem kívánt anyagokat szűréssel kell majd elválasztani a vízből. A holdi jégről szerzett korábbi ismereteink és a szűrési folyamat hatékonysági arányai alapján úgy gondoljuk, hogy a víz egy részét fel lehet használni higiéniai célokra.

A vegetációs modul érkezésével lehetőség nyílik arra, hogy elegendő terményt termesszünk a legénység részleges ellátásához. A tenger gyümölcseire alkalmas modul kifejlesztése lehetséges, de a projekt egy későbbi szakaszában kell megvalósítani. Ha azonban elkészül, akkor ez nem csak a bázist teszi teljesen önfenntartóvá az élelmezés szempontjából, hanem lehetővé teszi a legénység bővítését is, mivel a nem romlandó élelmiszerek szállítására többé nem lesz szükség, következésképpen optimalizálva a szállításra rendelkezésre álló helyet.

A kiválasztott leszállóhely fényben gazdag jellege miatt a napenergia lesz a fő energiaforrás, és az első modul és az ellátmányok mellett a kezdeti indítás részét képezi majd. Annak ellenére, hogy a terület az idő közel 80% részében napfényhez fog jutni, még mindig számolnunk kell a holdi éjszakákkal. A csökkentett sötét órák miatt elegendő lesz a bázis energiaellátására tervezett akkumulátorok töltésére. A bázis bővülésével azonban növelni kell majd a napelemek és az akkumulátorok számát, hogy a növekvő áramigényt ki lehessen elégíteni.

Az első szakaszokban az oxigént a Földről kell majd behozni. A levegő előállításának számos módját végigjártuk, de a legtöbb esetben tiszta vagy majdnem tiszta oxigént kapunk, ami nem elegendő a légzéshez. A belélegezhető levegő többnyire olyan vegyületekből áll, amelyeket a Holdon lehet beszerezni. Az oxigént és a vízgőzt a holdi jég elektrolízisével, a szén-dioxidot pedig az űrhajósainktól hulladékként szerezhetjük be. A Holdon a legnagyobb problémánk a levegő előállításával a nitrogén, mivel ez a levegő fő összetevője, és a legbonyolultabb is a beszerzése. A holdi légkörben nem elegendő a koncentrációja, és csak a holdi regolit extrém hőmérsékletre való felmelegítésével nyerhetjük ki. Ezáltal a nitrogén kiválik a regolitból, és a gázok összekeveredése után egy levegőhöz hasonló, légzésre alkalmas vegyületet kapunk.

2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.

Az "Aeneas" fő célja tudományos tanulmányok végzése, amelyek célja a Holdon való hosszú távú lakhatóság fejlesztése. A projekt az első lépés a teljesen önfenntartó állandó holdi település felé. A bázis egyik fő szempontja a zárt tér és a mikrogravitáció testre és elmére gyakorolt hatása lesz. A projekt egyik célja az lesz, hogy megoldásokat dolgozzon ki ezekre a problémákra, hogy a jövőben lehetővé váljon a Holdon való állandó letelepedés. A bázis másodlagos célja a Holddal kapcsolatos adatok gyűjtése és olyan kutatások elvégzése lesz, amelyek egyébként meglehetősen bonyolultak lennének, például az időszakos mintavétel.

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

Ahogy az alumínium redőnyök kinyílnak, és az éjszakai világítás kikapcsol, a szobát lágy és meleg fény tölti be. Megszólal egy ébresztőóra, és a legénység hálózsákjaival szemben lévő képernyőn megjelenik a külső hőmérséklet. Miközben mindketten a szoba túlsó oldalára igyekeznek a reggelijükért és egy zacskó kávéért. Húsz perc múlva a napra kijelölt moduljaikhoz mennek. A kemény légmentes ajtókon keresztül bejutnak a kocka alakú helyiségbe, és rövid karbantartást végeznek a munkahelyi biztonság érdekében. Mindketten megkezdik a 6,5-7,5 órás munkanapjukat. Az ebédidő közeledtével mindketten a főmodul lakóhelyiségében találkoznak, és elfogyasztják a Földről származó ételekből és helyben gyűjtött terményekből álló ételt. A nap második felében az lenne a legjobb, ha legalább egyikük tevékenységet váltana. Ha például "délelőtt" holdi jégmintákat elemeztek, akkor "délután" kertészkedhetnének a vegetációs modulban, vagy esetleg elvégezhetnék a heti nagyszabású karbantartási ellenőrzést.

A nap végén azonban mindketten újra találkoznak, és két órán át együtt mozognak. Az ilyen hosszan tartó mikrogravitációnak való kitettség elengedhetetlen, mivel a rendszeres testmozgás segít lassítani a csontsűrűség csökkenésének ütemét. A legénységnek gyakran kell kimennie a szabadba, akár talaj- és jégminták gyűjtése, akár karbantartás céljából. Minden nap végén az űrhajósok ebédelnek, és az aznapi pontos munkarendtől függően van némi szabadidejük.

Ahogy az alumínium redőnyök a következő 8 órára bezárulnak, és a szobát csak halvány LED-lámpák világítják meg. A szellőzés állandó zúgásán kívül semmi más nem hallatszik, miközben a legénység mindkét tagja elalszik.

Egyéb projektek:

  Itt vagyunk újra !

 

  Lycée Germaine Tillion
    Franciaország
  9. projekt

 

  Melanchthon
    Hollandia
  Selene

 

  Nicolaus Copernicus 1. számú középiskola
    Lengyelország
  offenzív holdi

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína