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: Aquasis

"Dr. Petar Beron" Matematikai Középiskola  Várna    Bulgária 18   2 / 1


Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

A víz alapvető fontosságú az élethez, és ez az egyetlen dolog, ami bolygónkat olyan egyedivé teszi. Minden élő faj testének teljes funkcionalitása a vízben rejlik. Egyszerűen fogalmazva, létfontosságú az űrkolóniák fejlesztéséhez. Ebből a szempontból nézve a Hold meghódításának első lépése, hogy megtanuljuk megfelelően hasznosítani a vízkészletét.

Az Aquasis egyszerre lesz kutatóközpont a holdi pólusok vízjégének feltárására, és bizonyos értelemben erőmű a rakéták számára, amelyek a Holdat a mélyűri kutatás kiindulópontjaként fogják használni.

2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?

Holdbázisunkat a Hold déli pólusán tervezzük felépíteni. Úgy tűnik, hogy a Déli-sark az a hely, amely a legjobb életkörülményeket biztosíthatja számunkra. Nemrégiben megerősítették, hogy potenciálisan nagy mennyiségű vízjég van, és a legnagyobb koncentrációja a Déli-sark kráterek középpontjában található. Amellett, hogy az űrhajósok ivóvízzel való ellátására használnánk ezt a jéglelőhelyet, hidrogén és oxigén előállítására is felhasználhatnánk, hogy lélegezhető légkört tudjunk létrehozni. Használhatnánk növénytermesztésre, rakétaüzemanyag előállítására és az űrsugárzás elleni pajzsként is. Ha már az energiaellátásnál tartunk, bár a Déli-sarkot nagyrészt árnyék fedi, bizonyos területek, például a kráterek peremei hosszabb ideig folyamatosan napfénynek vannak kitéve.

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

Nem titok, hogy a világűrbe, vagy esetünkben a Holdra anyagokat szállítani viszonylag drága és nagy kihívást jelentő feladat. Figyelembe véve az űrrepülések jelenlegi költségeit, jobb lenne, ha nem hagyatkoznánk túlságosan a Földről származó erőforrásokra. A különböző lehetőségek megvitatásakor elsőként a holdi talaj felhasználásával történő 3D nyomtatás jut eszünkbe. Ettől eltekintve rengeteg fém és nagy mennyiségű hátsó földi elemlelőhely van a Holdon, amelyeket kihasználhatnánk. A holdi talaj, más néven regolit például kiváló építőanyag lenne. Ha polimerekkel kombinálnánk, akkor a 3D nyomtatáshoz szükséges alapanyagot tudnánk előállítani. A regolit nem bővelkedik szerves anyagokban, mint a földi talaj, és nem használnánk növénytermesztésre. Az építésben való alkalmazása szempontjából azonban a legjelentősebb előnye, hogy védelmet nyújthatna számunkra mind a sugárzás, mind a szélsőséges hőmérséklet ellen. Ráadásul, mivel a NASA és az ESA egyaránt részt vesz a holdi talaj tulajdonságainak kutatásában, már van egy talaj, amire ráléphetünk, így eleve biztos alapunk lesz a további kutatásokhoz. További ígéretes helyi anyagok nagy bizonyossággal a holdi üveg és néhány olyan fém, amelyet közvetlenül a Holdból bányászhatunk, mint az alumínium, a vas, a szilícium a napelemek előállításához stb.

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

Az űrsugárzásnak kitett területeken az összegyűjtött víz egy részét árnyékolásra fogjuk használni. A két dolog, ami a vizet ilyen hatékony sugárzásvédelmező forrássá teszi, a sűrűsége és az olcsósága. Az atomerőművekben már használjuk a kozmikus sugárzáshoz hasonló sugárzás elleni védelemre, tehát elég sok tapasztalatunk van ezen a téren. A település falai vízzel lesznek kitöltve. A vízréteg belsejében szenzorokat helyezünk el, amelyek ellenőrzik a sugárzás szintjét, és visszajelzést adnak nekünk a pajzs hatékonyságáról. Biztonsági okokból azonban a fő lakótér a föld alatt lesz kialakítva, ahová a sugárzás kevéssé fér be.

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

Víz
Élelmiszer
Teljesítmény
Air

A vizet a Déli-sark területén rejtőző jégből autonóm gépek segítségével nyerik majd ki, és egy légvezetékes villamos szállítja a fő működési helyszínre a kráter barátságtalanul sötét és hideg központi részeiből, ahol a folyamatosan rendkívül alacsony hőmérséklet miatt a vízrészecskék jég formájában halmozódnak fel, a szinte egész évben a nap által megvilágított peremre, ahol a fő bázisunk található. Attól függően, hogy milyen célra fogjuk használni a vizet, bizonyos kezelési folyamatra lesz szükség. Az ivóvíz kinyerése esetén a jeget meg kell olvasztani, majd a belőle nyert vizet szűrni, tisztítani és ásványi anyagokkal feltölteni. A kitermelt vizet aeroponikára, árnyékolásra és rakétaüzemanyag előállítására is felhasználjuk majd, mégpedig úgy, hogy a napenergia felhasználásával hidrogénre és oxigénre bontjuk.

Növényi alapú élelmiszereket fogunk előállítani az aeroponikus modulunkban. Ezen kívül más termékeket, például húst is fogunk gyártani a laboratóriumban, hogy kiegyensúlyozott étrendet biztosítsunk, ami elengedhetetlen az űrhajósok jólétéhez. Az úgynevezett tenyésztett húst állati sejtekből tenyésztik laboratóriumban. A tenyésztés egy bioreaktorban történik, amely az állati test környezetét szimulálja. Ahogy a sejtek elérik az elvárt sűrűséget, leválasztják őket a levesről, amelybe be lettek állítva. Alig vesznek részt állatok, mivel részvételük a szövetek biopszia útján történő eltávolítására korlátozódik, ami szinte biztosan a Földön történik majd.

Az elsődleges áramforrásunk a napelemek lesznek, mivel az általunk kiválasztott hely elég napfénynek van kitéve ahhoz, hogy a bázis energiával működjön. A napelemekkel kapcsolatos problémánk az, hogy a hatékonyságuk meglehetősen alacsony. Becslések szerint valamivel több mint 20%. Ezt a kihívást a szén nanocsövekből álló szálak használatával oldanánk meg, amelyek képesek a szélessávú hulladékhőt elnyelni és elektromossággá alakítani. Ezzel a módszerrel négyszeresére növelhetnénk a napelemek hatékonyságát, és elérhetnénk a 80% feletti értéket. Az általunk termelt napenergiát hidrogén üzemanyag előállítására is felhasználnánk a vízmolekula oxigénjének és hidrogénjének szétválasztásával.

A legelején nitrogént és oxigént is hozunk a Földről, hogy levegőt termeljünk a bázison. Amint elkezdjük a víz kitermelését mélyen a holdkráterek felszínéről, két további lehetőségünk lesz. Vagy oxigént nyerünk a vízből, és azt keverjük a Földről behozott nitrogénnel, vagy helioxot használunk. A heliox egy héliumból és oxigénből álló, belélegezhető gáz, amelynek sűrűsége kisebb, mint magáé a levegőé. Az orvostudományban használják, mivel csökkenti a légúti ellenállást, és itt a Földön a mélyben úszó búvárok is gyakran alkalmazzák. A bázison helyi erőforrások felhasználásával teljes mértékben termelhetnénk a szükséges oxigént a vízből, a héliumot pedig a Holdból nyernénk ki.

2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.

A holdi pólusok a becslések szerint több mint 600 milliárd kilogramm vízjeget tartalmaznak. A vízre szükség van a jövőbeli emberi kolóniákhoz, ezért nagyon is logikus, hogy a holdi jéglelőhelyek feltárására koncentráljunk. A víz potenciálisan mérföldkő lenne a Hold meghódításában, mivel számos felhasználási területe van. A célunk egy önellátó bázis létrehozása, amely nem függ a Földről érkező utánpótlástól. Mielőtt a Hold kereskedelmi hasznosítása révén üzleteket alapítanánk és ipart építenénk ki, meg kell figyelnünk és tanulmányoznunk kell a helyi környezetet, és kezdetben a víz lesz a legfontosabb. A víz egy olyan kincs, amelyet természetesnek veszünk, de olyannyira létfontosságú az élethez, hogy a legértékesebb erőforrásunkként határozhatjuk meg.

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

Az első dolog, amit űrhajósaink reggel csinálnak, az a higiéniai szükségleteik kielégítése lesz, mint például a zuhanyzás, fogmosás stb., általánosságban szólva, a napra való felkészülés. A reggeli ideje előtt körülbelül fél órát töltenek majd edzéssel a lakómodulban található tornateremben. A sport létfontosságú a jó egészséghez, különösen akkor, ha a földitől annyira eltérő környezet körülményei között élnek és dolgoznak. Az edzés után reggelizni mennek, megbeszélik a napi egyéni feladataikat, és egy gyors reggeli beszélgetéssel felébrednek. Ezután csoportokra oszlanak, és munkához látnak. Ez a csoportok a következőképpen alakulnak majd: az aeroponikus modulban dolgozók, akik a növényekről gondoskodnak és a növekedés folyamatát vizsgálják; a logisztikával, a raktárak rendezésével és szervezésével foglalkozó emberek; a laboron belüli tudósok, akik a vízkezeléssel és a bioreaktorok karbantartásával foglalkoznak; azok, akik a kráterekből a vízjég kitermelésében vesznek részt a bányászrobotok és a szállítórendszerek állapotának ellenőrzésével és karbantartásával. Minden űrhajósnak kötelessége lesz továbbá ellenőrizni a támogató rendszereket, felügyelni a műszaki berendezéseket, és válaszolni a Földi Irányítóközpont hívásaira. A munkafolyamat során a legénység minden tagjának lehetősége lesz pihenni, amikor túlságosan megterhelőnek találja a munkát, mindenki maga határozza meg a saját időbeosztását, és amikor végzett a feladataival, a munkanap véget ér. Vacsoraidőben ismét az asztal köré gyűlnek majd, hogy egy kis időt töltsenek egymás társaságában. Lefekvés előtt az űrhajósoknak lesz néhány órájuk, amikor választhatnak, hogy meglátogatják-e az edzőtermet, részt vesznek-e a szórakoztató központban, vagy pedig e-mailben, telefonon vagy videochaten keresztül kommunikálnak a földi családtagjaikkal, rokonaikkal és barátaikkal.

Egyéb projektek:

  Marianas űrhajósok

 

  IES Mariana Pineda
    Spanyolország
  A Hold szíve

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  Igyunk egy csésze csapatot

 

  Shanghai QingPu Senior High School
    Kína
  Club Astro Lycée Lafayette

 

  lycée général et technologique LAFAYETTE
    Franciaország