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: Moonoids

Tudor Vianu Nemzeti Számítástechnikai Középiskola  Bukarest    Románia 16, 17   6 / 3


Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

Négy-hat ember számára terveztünk egy Holdtábort, hogy tanulmányozhassuk a Holdat, és felkészülhessünk a jövőbeli űrmissziókra. Célunk, hogy biztonságos környezetet teremtsünk, hogy űrhajósaink anélkül végezzenek kutatásokat, hogy vissza kellene térniük a Földre. Bázisunk három fő egységből fog állni, amelyek hermetikusan lezárt alagutakkal lesznek összekötve, és lehetővé teszik a további bővítéseket, ha szükség lesz rájuk. Reméljük, hogy képesek leszünk hélium-3-at küldeni a Földre, ami biztonságosabb nukleáris energiát biztosíthatna radioaktív hulladék nélkül.

2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?

Holdtáborunkat a déli póluson lévő Shackleton-kráter közelében szeretnénk felállítani. Az Európai Űrügynökség SMART-1 műholdjának adatainak előzetes elemzésével bebizonyosodott, hogy a Shackleton-krátertől délnyugatra lévő domb teteje a holdi déli nyár folyamán folyamatosan megvilágított. Mivel a dombon a nyár folyamán állandó napenergiát bocsát ki a Nap, az energiaforrással kapcsolatos probléma megoldódik. A napfény fontos tényező a hőmérséklet-változásban. Nappal és éjszaka között a hőmérséklet körülbelül 300 Celsius-fokkal változhat. Tehát, ha a felszínt folyamatosan megvilágítják, a hőmérséklet nem fog annyira változni. A déli pólus közelében vannak a legnagyobb jéglelőhelyek is, amelyekből hidrolízis útján oxigént, hidrogént és iható vizet fogunk nyerni, a Shackleton-kráter állítólag vízlelőhelyekkel rendelkezik, így az űrhajósoknak nem kellene messzire utazniuk, így erőforrásokat takarítanának meg.

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

Alapanyagokat hozunk a Földről. A Földön tervezett robotok először a légzsilipek és a főegységek építését kezdik meg. Nálunk a hőmérséklet, a nyomás és a sugárzás a változók között nagyban eltér a földiektől. Mivel az űrhajósok a Holdtáborban fognak tartózkodni, a hőmérsékletnek állandónak kell maradnia. Az egyik legjobb hőszigetelő (szigetelő?) anyag az aerogél. Ez egy szilárd anyag, amelynek rendkívül alacsony a sűrűsége, és emiatt nagyon könnyű. A kevlár kevés súlyú és nagy keménységű. Szélsőséges hőmérsékleten a kevlár nem változtatja meg szerkezetét vagy alakját. Mivel a Holdtábornak ablakokra lesz szüksége, hogy az űrhajósok kiláthassanak, hőszigetelő üveget fogunk használni. A hőüveg megvédi az űrhajósokat a szélsőséges hőmérséklettől és az űrben uralkodó nyomástól. Az olyan tárgyakhoz, mint a székek és asztalok, valamint az extra alkatrészekhez 3D nyomtatót fogunk használni a szükséges alkatrészek előállításához.

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 Holdtáborunkat úgy fogjuk megvédeni, hogy 3 zsilipet építünk, egyet-egyet minden fontos egységben, így az egyik egység elvesztése esetén a másik kettő sértetlen marad, miközben megvédjük űrhajósainkat a lakható légkörből. Aerogél és hőszigetelő üveg segítségével fogjuk biztosítani a hőmérséklet és az oxigénszint stabilitását. A sugárzás az egyik legnagyobb probléma, ezért azt tervezzük, hogy holdi kőzetréteggel borítjuk be a holdi táborunkat, ez a legjobb megoldás, mert nem kell a Földről anyagokat hozni. A létfenntartó rendszereinket és egy minden szükséges dologgal teli extra helyiséget a föld alá építjük, amelyhez mindhárom egységből hozzáférhetünk, így védettebbek lesznek, és baleset esetén tartalékként is használhatók. A gravitáció izom- és csontsorvadást okoz, ezért az űrhajósok napi edzésprogramot fognak végezni, hogy megőrizzék fizikai formájukat.

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

Víz
Élelmiszer
Teljesítmény
Air

Azt tervezzük, hogy a jég megolvasztásával iható vizet nyerünk. Az űrhajósok a Déli-sark körül található jéglelőhelyekről szereznék be. Egy szűrőrendszert fogunk használni, amely a regolitból kinyerhető fémes vason alapul, olvasztott só elektrolízisén keresztül, amely kalcium- és magnéziumionokat is biztosíthatna számunkra. Egy holdjárót fogunk használni a kráterekbe való behatoláshoz és a jég kinyeréséhez. A kráterek szélére tükröket építünk, amelyek a napfényt a rover napelemtábláira irányítják, így nem kell a táborból töltenünk.

Kezdetben étrendjük gyorsan növő növényekből (algákból) és a Földről hozott tápanyagszeletből állt. A brokkoli a fő vas- és C-vitaminforrásunk, a szója fehérjét, magnéziumot és D-vitamint biztosít. A-vitamint és szénhidrátot az édesburgonyából, cinket és kalciumot a lencséből, K-vitamint pedig az edamame-ból kapnak. A datolya remek cukorforrás. Az űrhajósok olyan étkezési tervet kapnak, amely kielégíti a kalóriaszükségletüket. A növények agarban fognak nőni, mert ez higiénikusabb közeg, könnyebb vele dolgozni, és a tápanyagokat és vitaminokat pontos mennyiségben lehet hozzáadni.

Fő energiaforrásunk a napenergia lesz, amelyet az állandó napfény termel. A panelek az egész Holdtábort ellátják majd energiával, a többletenergiát pedig ólomakkumulátorokban tároljuk. Ezek az akkumulátorok fogják ellátni a bázist éjszaka. Éjszaka egy hidrogéngenerátort fogunk használni a maximális energiaellátás érdekében. A legjobb módszer a nagy tisztaságú hidrogéngáz előállítására a vízelektrolízis. Egy másik alternatív megoldás a fúziós reaktor, amely hélium-3-at használ üzemanyagként. A hélium-3 biztonságosabb az atomenergia szempontjából, mivel nem válik radioaktívvá, és nem termel mérgező hulladékot.

Az oxigén kinyeréséhez hidrolízist fogunk használni, de ahhoz, hogy az ajánlott százalékos oxigéntartalmú levegőt 20% és nitrogént 78% nyerjünk, további lépéseken kell keresztülmennünk. Először a Földről fogunk nitrogént hozni gáztartályokban, de később más módszerekben gondolkodunk, például karbamidból szintetizáljuk. A jéglelőhelyek lesznek a fő oxigénforrásaink, valamint a hidrogén, amelyet üzemanyagként használhatunk, de az olvadt só elektrolízisét is használni fogjuk az oxigén eltávolítására a regolitból.

2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.

Projektünk fő célja tudományos szempontból a Hold felderítése és a Holdon való állandó élet lehetőségének vizsgálata. Figyelembe vesszük a hatékonyságot és egy jövőbeli kolónia építésének lehetőségét, amely később más bolygókra is kiterjedhet. Ha a Hold felszínén fogunk tábort verni, akkor a Hold alacsony gravitációja miatt könnyebbé és olcsóbbá tesszük az űrutazást. Kereskedelmi szempontból az lesz a célunk, hogy a hélium-3-at visszahozzuk a Földre, és alternatív energiaforrásként felhasználjuk az atomreaktorokban. Létrehozhatnánk egy virtuális "Holdtábort" is, hogy a Földön mindenki láthassa, mit csinálnak az űrhajósok, hogyan néz ki a bázis. A földi emberek többet megtudhatnak a Hold titkairól, és naprakészek lehetnek az új felfedezésekkel kapcsolatban.

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

A legénység két műszakban fog aludni, úgy, hogy bármikor legalább 2 legénységi tag ébren lesz. Ébredés után az űrhajósok lezuhanyoznak, és az előcsarnokban reggeliznek. Ezután két órán át edzenek, meg kell győződnünk arról, hogy a felszerelés, amit használni fognak, alkalmas a Hold alacsonyabb gravitációjához. Tanulmányok kimutatták, hogy az űrhajósok akár 20 százalékos izomtömeg-veszteséget is tapasztalnak az űrrepülések során. folyamatosan ellenőrizniük kell majd a levegő oxigén-, hidrogénszintjét, a napelemek és az akkumulátorok épségét. Napi feladataik lesznek, például a műhelyben megjavítják a sérült tárgyakat, a laboratóriumban mintákat elemeznek, szüretelnek, gondozzák a növényeket. Ha a hőmérséklet megengedi, néhány tag küldetésekre megy majd ki, hogy adatokat vagy mintákat szerezzenek. Egy holdjáróval fognak utazni, amelyet a bázison töltenek fel a hosszabb utakhoz, de saját napelemekkel is fel lesz szerelve. Az asztronauták mindegyikének lesz ideje kommunikálni a családjával és a barátaival, pszichológushoz is hozzáférhetnek, és a földi irányítóközpontból is kapnak majd új feladatokat. Miközben az űrhajósok egy önfenntartó holdtábor megszilárdításán fognak dolgozni, továbbra is szükségük lesz ellátmányra, amelyet a Földről fognak küldeni. Az asztronauták kérhetnek majd alkatrészeket arra az esetre, ha valami elromlik és nem lehet pótolni, valamint fehérje- és vitaminszeleteket is kapnak majd. A Holdon felállított táborral az alacsonyabb gravitáció miatt sokkal olcsóbb lenne a Földtől távolabbi utazásokhoz szükséges készleteket feltölteni. Elemezve, hogy ez az első holdtábor hogyan teljesít, mennyi erőforrásra van szüksége, bővíteni tudjuk majd, és akár egy holdi kutatóközpontot és egy irányítóközpontot is létrehozhatunk a jövőbeli űrkutatási küldetésekhez.

Egyéb projektek:

  DMH

 

  Matematikai gimnázium Dr. Petar Beron
    Bulgária
  Polaris tábor

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  Holdfelkelte

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kína
  Space Bound

 

  Bertrand Russell Főiskola
    Hollandia