Az Moon Camp Pioneers-ben minden csapat feladata egy teljes Holdtábor 3D-s megtervezése az általuk választott szoftver 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 holdtáboruk lakó- és munkaeszközeit.
DOUKAS ISKOLA Marousi-ATHENS Görögország 15 2 / 0 Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360
Küldetésünk egy tábor felállítása egy holdi lávacsőben, az ENSZ holdi egyezményének megfelelően. A tábor neve "PETRALONA", amely az egyik legrégebbi barlang, amelyet az őskori ember használt Európában.
1. fázis - ELŐKÉSZÍTÉS. Kezdetben egy Hold körüli keringő űreszköz (esetleg a Gateway) biztosítana bázist a Hold felszínére történő többhetes, legénységgel ellátott utazásokhoz egy nyomás alatt álló roverrel, hogy részletes térképeket készítsenek a felszínről és a felszín alatti részekről. Egy robotszonda a Marius Hills-cső bejáratát, falait és alagútját vizsgálná az emberi lakhatásra való alkalmasság, a jég megléte és a logisztika fejlesztése céljából.
2. fázis - BÁZIS MEGÁLLAPODÁS. Három pilóta nélküli teherszállító repülés az Ariane 6 rakétával és egy emberes repülés az ESA újrahasznosítható űrhajójával előkészíti a lávacsövet és létrehozza az elsődleges rendszereket: lift, nyomás alatti élőhelyek, energia-, kommunikációs és életellátó rendszerek.
Fázis 3- Önfenntartó tábor. Az élőhely és az infrastrukturális építmények helyszíni gyártása és összeszerelése. In situ életfenntartás és energiatermelés, regolit bányászat, oxigén kinyerése, víztermelés, napelem és egyéb erőművek, üvegház és üzemanyag előállítása. Az Aristarchus fennsíkon egy távolról vezérelt robotültetvényt hozunk létre jég és illékony elemek (N, H, C) kinyerésére, és egy 300 km hosszú csővezeték fogja összekötni a táborunkkal.
4. fázis Bázis kiterjesztése. Helyszíni gyártás és javítás. Holdkutatás és kísérletek. Mélyűrkutatás, Marsutazások támogatása és kereskedelmi tevékenységek.
Az első földönkívüli emberi település létrehozása, amely az emberiség Naprendszerben folytatott tevékenységének kiterjesztéséhez szükséges kezdeti lépésként, és különösen a Marsra való utazás közbenső állomásaként szolgál. Hosszú távú kísérletként szolgál majd egy másik, a Földtől távoli, barátságtalan életkörülményekkel rendelkező bolygó állandó lakhatóságának tanulmányozására. Csodálatos lehetőség az új technológiák valós helyzetekben való kipróbálására, egy ilyen kísérlet logisztikájára, az űrhajósok orvosi és pszichológiai problémáira. A Hold egyedülálló tudományos laboratóriumot biztosít a Földön nem végezhető fizikai, kémiai, biológiai, geológiai és szociológiai kísérletekhez, amelyek a Föld és a Hold keletkezésével, az űrből érkező fenyegetésekkel szembeni védelmünkkel, valamint az új távcsövekkel végzett fejlett mélyűri megfigyelésekkel kapcsolatosak. Emellett a holdi értékes nyersanyagok kitermelése (beleértve a ritkaföldfémeket, az új ásványokat és a hélium-3-at), a piacképes űrtermékek gyártása és a turizmus elő fogja mozdítani a technológiát, elősegíti a gazdasági növekedést és jövedelmező munkahelyeket teremt.
A Máriusz-hegység térségében lévő, tetőablakkal ellátott (58 × 49 m-es és 40 m mély), 20-25 m vastagságú tetővel rendelkező csőben, az ÉSZ 14,2°, KK 303,3° koordinátáknál. Egy ilyen élőhely teljesen védett lenne a sugárzástól, a szélsőséges hőmérséklet-ingadozásoktól, a meteoritok bombázásától, a statikus elektromosságtól és a regolitporral szemben. A pólusok rendkívül alacsony hőmérsékletének elkerülése a szükséges energia csaknem 30%-nyi energiát takarítana meg. Így a felszíni élőhelyekkel összehasonlítva nagymértékű súlycsökkentés, bonyolultság, speciális protokollok és árnyékolás lehetséges, ami kibővíti a tudományos küldetések céljait és időtartamát, lehetővé teszi a nagyobb létszámú legénység (rutin körülmények között és jobb pszichológia mellett dolgozó) és a tudományos célokra leszállítható nagyobb hasznos teher tömegét. Az Egyenlítő a legkönnyebben leszállítható és a Földdel állandó kapcsolatban lévő helyszín, bár a holdi éjszakák kihívást jelentenek az energiaellátás szempontjából. A közeli Mária érett talaja fémekben gazdag. Az Aristarchus-fennsíkon jelentősek a víz (>500-700 ppm), N, H és C források piroklasztikus lerakódások formájában. A legfrissebb adatok a becsapódási üveggyöngyökben tárolt széleskörű vízbőséget mutattak ki.
A felkészülés során földi anyagokat szállítanak, többek között önműködően telepíthető menedékeket, oxigén- és víztermelő/újrahasznosító egységeket, egyhavi élelmet, napelemeket és feltöltött akkumulátorokat az éjszakai időszakra, légzsilipmodulokat, alumíniumot, szénszálakat, bányadarut, két robotrovert, antennákat, 3D nyomtatót, űrruhákat, kis mennyiségű oxigént, nitrogént és hidrogént.
Az alagút padlójának kiegyenlítése után a kiválasztott szegmenst a felszíntől a tetőablak vízhatlan lezárásával, majd az alatta lévő lumen mindkét oldalon légmentes falakkal történő elzárásával árnyékolják. A tetőn nyitott nyílászárókat alumínium-oxinitridből készült átlátszó kerámiával árnyékolják a természetes megvilágítás érdekében, a napfényt jobban utánzó, látható és infravörös, UV-A és UV-B fényt kibocsátó lámpákkal együtt. Lélegző levegővel töltött, 1 atm-es nyomás alatt álló területet hoznak létre.
Az állandó lakóhelyeket regolitból készült öntvények és 3D nyomtatás segítségével, holdi talaj felhasználásával fogják megépíteni. Petralona tábor egy központi toronyból áll, amely egy nehéz teherliftet és egy személyzeti liftet tartalmaz, az alagút padlójától indul, és az árnyékolt tetőablakon keresztül a holdfelszínig egy kupolaszerű szerkezetbe tágul, amelyet 2 méter vastag regolitburkolat véd a sugárzástól, és kerámiaablakokkal rendelkezik. Ez a főbejárat a személyzet és a járművek számára egy zsilipmodulon keresztül. Az űrjárművek légmentesen is dokkolhatnak ott. A felszínen található még a kilövőállás, napelemes lemezek és egy védőburkolat, amelyben egy rakéta található a vészhelyzetben történő meneküléshez.
Az egyszerű, alacsony költségű ortogonális kialakítású lakóterek tartós, könnyű anyagokból készülnek majd, és a torony talapzata a földdel párhuzamosan, zsilipmodulok segítségével kapcsolódik egymáshoz. Ezek közé tartozik egy közös szabadidős és tevékenységi terület, privát szobák minden egyes személy számára (mivel a személyes tér igénye kiemelkedően fontos), egy irányító- és kommunikációs központ, laboratóriumok, orvosi létesítmények, üvegház, épületek az újrahasznosító rendszerekhez, a regolit feldolgozásához, az elektrolízishez, az energiatároláshoz, a karbantartó garázshoz és a raktárhoz.
A felszínről az alagút fenekére vezető rámpa alternatív megközelítési lehetőséget biztosít. Az alagútban a falakon kívül lesznek az üzemanyagtartályok, az atomerőmű és a paleoregolit bányák.
A Hold felszínén a por, a napszél és a több száz voltos statikus elektromosság, mint a sarki kráterekben, valamint a 127 C és mínusz 173 C közötti szélsőséges váltakozó hőmérséklet megviseli a legénység, az elektronikus eszközök, a napelemek és más berendezések egészségét. Jelentős üzemeltetési, technológiai és gazdasági előnyökkel jár, ha egy holdi bázist egy lávacsőben építenek. A táborunk légmentesen le lesz árnyékolva a felszíni környezettől, hogy a Hold felszínén uralkodó, vadul ingadozó nappali/éjszakai hőmérséklethez képest állandóan 17 Celsius-fok körüli, enyhe hőmérsékletű, lakható körülményeket biztosítsunk. Ezenkívül az egész belső helyőrséget 1 atm nyomáson lévő, belélegezhető levegővel töltjük fel, és csővezetéken keresztül összekötjük egy vízben és illékony anyagokban gazdag régióval. A kiválasztott lávacső teteje közel 25 m magas, így abszolút védelmet nyújt a mikrometeoroidák, meteoritok és a kozmikus sugárzás ellen, mivel a hagyományos sugárvédelmi pajzs csak részben hatékony. A holdrengések ellen is biztonságos és robosztus tulajdonságokkal rendelkezik. A bőséges tér lehetővé teszi a bázis fokozatos bővítését további élőhelyek légzsilipmodulokon keresztül történő összekapcsolásával, és egy sérült rész esetén egyszerűen el lehetne szigetelni a többitől a közös nyílásnyílások bezárásával. Továbbá a földközeli, az egyenlítő szintjén elhelyezkedő bázis akadálymentes kommunikációt tesz lehetővé a Földdel, megvédve a legénységet minden vészhelyzettől, különösen az olyan orvosi vészhelyzetektől, amelyek azonnali robotsebészeti beavatkozást igényelnek, amelyet egy erre szakosodott földi csapat távolról irányít. A védett környezetnek és a maximális hőszigetelésnek köszönhetően csökken az energiaigény, könnyebb lesz az élelmiszertermelés, megvalósítható lesz a kísérleti földművelés és a regolittermesztés, kisebb és gazdaságosabb lesz a víz-, levegő- és energiaigény. A kényelmes, egészséges, nagyméretű élőhelyeken, nehéz űrruhák nélkül végzett munka közelebb hozza a mindennapi életet a földihez, felértékelve a pszichológiájukat és a biztonságukat.
VÍZ
A hidrogén (a holdi regolitból, amelyet a napszél folyamatosan 40-50 ppm-ben beültet, vagy a leszállóegységek üzemanyagcelláiból minden leszállás után) és az oxigén összeillesztése.
A napszélből származó víz a Hold felszínén mindenütt ütköző üveggyöngyökben tárolt víz (7 × 1014 kg).
A közeli Arisztarkhosz-fennsíkról kitermelt víz piroklasztikus lerakódásai (>500-700 ppm)
A talajjal keveredett jég a tartósan árnyékos régiókban vagy a lávacső paleoregolitjában.
A hidrogénnek a legénység által kilélegzett CO2-vel vagy a holdi hidegcsapdákból nyert CO2-vel való kombinációja után (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Sabatier-reakció).
Szigorú újrahasznosítási rendszer révén
AIR
Lélegezhető levegőt előállító berendezések (20% O2 és 80% Nitrogén) oxigént állítanak elő.
vízből elektrolízissel
az üvegházban lévő növényekből fotoszintézis útján
a holdi regolitból (40-45% tömegű oxigén-oxidokként) a regolit pirolízissel történő redukciójával (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) vagy olvadt só elektrolitikus eljárással.
A mare bazaltból a nitrogén a H2 és a CO mellett hevítés után kivonható, és újrahasznosító rendszereken keresztül visszanyerhető.
FOOD
A LED-ekkel megvilágított üvegházban gyorsan növő növényeket, például kelkáposztát, édesburgonyát, búzát, salátát, uborkát, paradicsomot, szójababot, quinoát, retket, zsázsát, gombát és burgonyát lehet hidroponikusan termeszteni.
Olyan akvakultúra, amely olyan fajokkal foglalkozik, amelyeknek szerény az O2-szükségletük, alacsony a CO2-kibocsátásuk, rövid a kelési idejük és minimális az energiaigényük (5-20-szor alacsonyabb, mint az emlősöké), mint a tengeri sügér és a szűkszavú, amelyek ikráit a földről küldik. A kagylók és a garnélarák azonban a helyfoglalás és az egy tömegre jutó kalóriabevitel szempontjából jobb megoldást jelentenek.
Baromfitenyésztés-tojás
Hústermelés géntechnológiai in vitro sejtkultúrák segítségével
POWER
Egy 40KW-os nukleáris hasadási rendszer
Napenergia. A hosszú éjszaka ellen úgy lehet fellépni, hogy szétszórt helyeken fotovoltaikus erőműveket építünk, hogy legalább az egyik mindig nappali fényben legyen, vagy olyan erőművet építünk, ahol állandó vagy majdnem állandó napfény van. A lézerek energiát sugároznak a napsütötte területekről az árnyékos régiókba. Vagy az energia tárolása a 15 napfényes napon.
A napenergiával működő elektrolízisek a vizet oxigénre és hidrogénre bontják, hogy hajtóanyagot képezzenek, vagy regeneratív üzemanyagcellákban tárolt energiaként újra egyesítsék.
Metán Sabatier-reakcióból, valamint műanyag szemét és személyzeti hulladék pirolíziséből származó metán in-situ oxigénnel.
A nem újrafelhasználható tárgyakat fotokémiailag lebomló anyagokból állítják elő, miután a nap UV-sugárzásának kitették őket, míg a kisebb szemétdarabokat egy égetőben dolgozzák fel oxigén felhasználásával, ami drasztikusan csökkenti a hulladék mennyiségét. Az összes maradékot egy bázisközeli kráterbe vagy egy lezárt bejáratú lávacsőbe lehet elásni, hulladéklerakóként használva azt.
A csomagolt hulladékot el lehet lőni a Holdról; például a Nap irányába (különösen a mérgező vagy radioaktív hulladékok esetében) vagy a Föld légkörébe, hogy egy lakatlan terület fölé tervezett, pusztító erejű visszalépést hajtsanak végre.
A bioregeneratív életfenntartás során a növények és baktériumok minden ehetetlen élelmiszer-hulladékot, emberi ürüléket és egyéb biológiai hulladékot valamilyen trágyává dolgoznak fel. A higiéniai vizet, az érzéketlen izzadságot, a széklettel és vizelettel kevert WC-öblítést ultraszűréssel újrahasznosítják az üvegházba önthető vízzé. A kabinból kilélegzett szén-dioxid hidrogénnel kombinálva visszanyeri a vizet és metánt termel (Sabatier-reakció).
A Holdon a rádióhullámú antennáknak mindig közvetlen látótávolságra van szükségük. A Hold körüli pályán keringő műholdak megkönnyítik ezt, és a GPS navigációs rendszerben is együttműködnek. Az Egyenlítő közeli oldalán lévő Klystronokat használó fejlett rendszerek állandó kapcsolatban lesznek a földi földi állomások rendszerével, beleértve a mélyűri antennákat is. Hosszú
távolsági kommunikáció roverek vagy más táborok is elérhető a műholdakon keresztül, míg a rövid egy kis dipólus antennák, amelyek csak küldhet akár tíz kilométerre. A bázis belső kommunikációja ethernet kábelekkel valósítható meg.
Az LTE/4G vagy 5G technológiát a holdfelszíni kommunikációhoz fogják tesztelni, mivel a holdi táj általában nyílt terep, és az elektromágneses hullámok légkör nélkül is terjednek.
A Föld és a Hold, illetve a műholdak közötti lézer alapú optikai kommunikációt optikai teleszkópok mint sugárterjesztők segítségével hozzák létre, lehetővé téve több adat átvitelét rövidebb idő alatt, mint például a 4k videoátvitel vagy a Földről távolról irányított, időérzékeny robotsebészet.
TÉMÁK:
Csillagászat, Űrkutatás, Biológia, Biotechnológia, Szeizmológia, Vulkanológia, Mérnöki tudományok, Robotika, Informatika, Szociológia.
KÍSÉRLETEK:
Fejlett, nagy komplexitású előrejelző algoritmusokkal integrált távcsövek az aszteroidák Földdel való ütközésének korai észlelésére.
Rádióteleszkóp, amely a túlsó oldalt stabil platformként használja a korai világegyetem sugárzásának tanulmányozására, védve a földi rádióhullámoktól és egyéb légköri zavaroktól (pl. felhők, holdfény, páratartalom).
Alacsony hőmérsékletű folyadéktükrös teleszkópok mindkét póluson, amelyek a termikus háttértől mentesen, az infravörös tartományban figyelik a világegyetemet, hogy tanulmányozzák a világegyetem eredetét, fejlődését és tulajdonságait.
Asztro-részecskefizika (pl. nagyenergiájú netrinók, antirészecskék stb.)
Az általános relativitáselméletet tesztelő holdi lézeres távmérés és a sötét anyag természetének kutatása.
A Hold ősi krátereinek mintavétele a Hold-Föld rendszer kialakulásának tanulmányozására
Nap- és szélenergia felhasználása energiatermelésre
A sarki kráterekben lévő statikus elektromosság-leválasztók energiabankként való felhasználása
Távoli robotsebészet mikrogravitáció alatt sürgős helyzetekben, valós idejű azonnali reagálással a földi orvosi központból és nagy adatátvitellel.
Ultrakönnyű anyagok űrtechnikai alkalmazásokhoz
Anyagok viselkedése és mechanizmusai szélsőséges környezetben, alacsony gravitációban és magas elektrosztatikus poros környezetben
Fejlett robotika a szélsőséges környezet érzékelésére, mobilitásra, manipulációra, valamint automatikus és autonóm érzékelésre, kalibrálásra és javításra.
Űrbeli gyártás és szerkezetek és űrhajók autonóm összeszerelése
Elektrosztatikus lebegtetés ionos-folyékony ionforrásokkal
Több megawattos ionhajtóművek és antianyag-hajtóművek kifejlesztése a Marsra
Állati fehérjékből származó vitro sejtkultúrák felhasználásával állítson elő húst laboratóriumban.
Szeizmológia, lávacsövek vulkanológiája
Sérülésálló és öngyógyító anyagok
Oxigén, víz és egyéb elemek kinyerésére szolgáló regolit-feldolgozási technikák
Idegen élet biosignatúrái, különösen a lávacsövekben
Kísérlettervezés olyan adatok létrehozására, amelyek AI/ML-képesek a bizonytalanság számszerűsítésére a félrevezető összefüggésekkel szemben, mint a bolygóközi utazások és új felfedezési terek megoldási útmutatója.
Hogyan befolyásolja a mikrogravitáció a szövetek növekedését és a sebgyógyulást?
Szintetikus vér és bőr előállítása
Nagy árnyékolási technikák tesztelése a hő- vagy légveszteségek és az illékony veszteségek kiküszöbölésére a feltárás során
Az Moon camp-re kiválasztott összes személyzet tagja, a fő- és a tartalék személyzet, együtt fog edzeni, mivel meg kell ismerniük egymást, és meg kell tanulniuk hatékonyan és a rájuk osztott szerepeknek és feladatoknak megfelelően együtt dolgozni. Minden új űrhajósjelöltnek, aki különböző szakmai háttérrel és szaktudással rendelkezik, el kell jutnia egy közös minimális tudásbázisig. Meg kell tanulniuk az orvostudományt, a nyelveket, a robotikát és a pilótaképzést, az űrrepülést és az űrrendszerek tervezését, az űrrendszerek szervezését, a mezőgazdaságot és a fejlett informatikát.
Az űrruhát viselve gravitáció nélküli környezetben edzik őket, hogy felkészüljenek a holdjárásra.
A hallgatók olyan műszaki tudományágakkal foglalkoznak majd, mint az elektrotechnika, az aerodinamika, a meghajtás, a pályamechanika, az anyagok és szerkezetek, emellett pedig olyan tudományágakkal is megismerkedhetnek, mint a mikrogravitáció alatti kutatás (az emberi fiziológia, a biológia és az anyagtudományok területén), a Föld megfigyelése, a csillagászat, valamint az űrjog és a világűrben való világméretű együttműködésre vonatkozó kormányközi megállapodások.
A tábor valamennyi rendszerének (pl. az élőhely felépítése és kialakítása, a feltárási helyek, az irányítás, navigáció és vezérlés, a hőszabályozás, az elektromos áramtermelés és -elosztás, a parancsnokság és a nyomkövető rendszer, az életfenntartó rendszerek, az általános robotműveletek, a randevú és dokkolás, a járművön kívüli tevékenységek rendszerei, a hasznos teherrendszerek), valamint a tábort kiszolgáló űrhajók és roverek főbb rendszereinek részletes gyakorlati és kiterjesztett virtuális valósággal történő áttekintése révén a Hold extrém környezetében való életre, munkára és tudományos kísérletekre kell őket tanítani. A lávacsövek feltárására készülő űrhajósoknak a függőlegesen kialakult környezeteken való átkelésre és az egyenetlen terepviszonyokkal, éles sziklákkal és sziklaomlással járó barlangkutatásra kellene kiképzést kapniuk, míg a Holdon való járás porfelhő-emelkedéssel és villamosítással jár.
A képzés magában foglalja a rendellenes helyzetek kezelésére, a hibaelemzésre és a helyreállítási/javítási tevékenységekre vonatkozó oktatást is. Ezek a feladatok nem teljesen függetlenek a robotok jelenléte nélkül. Ez új utat nyit az ember-robot interakció felé.
UTAZÁS A FÖLDRE ÉS A FÖLDRŐL
Újrafelhasználható leszállóegység függőleges leszálláshoz a legénység számára és az ISS-hez való dokkoláshoz.
Pilóta nélküli rakéta
Újrahasznosítható leszállóegység
Rakéta készenlétben a vészhelyzeti evakuáláshoz.
Föld-Hold rakéta nélküli szállítás szén nanocsövekből készült kábellel
JÁRMŰVEK A HOLDON
Nyomás alatt álló roverek, amelyek dokkolnak a bázishoz vagy egy másik roverhez.
Terepjáró vontatók, amelyekhez elöl buldózerlapátot lehet csatlakoztatni, amelyek víztartályt, rakodóládát vagy hulladékgyűjtő dobozt szállítanak, és amelyek ásóval/lapáttal felszerelt robotkarral rendelkeznek.
Távműködtetésű daru nehéz emelésekhez,
Távvezérelt fúró- és regolit-kitermelő jármű.
Mágneses lebegtetést alkalmazó vasúti pályák
A bázishoz dokkoló, nyomás alatt álló drótkötélpályák.
HOLDKUTATÁS
Többfeladatú felderítő jármű 4-8 asztronauta számára autonóm életfenntartó rendszerrel és 200 km-es hatótávolsággal, független távközléssel a Földdel, egy drónnal a fedélzeten, oxigén- és vízvisszaforgatási képességekkel, amelyek 14 napra növelik az életfenntartást, napelemes rendszerrel és RFC-vel. Menedékként is használható, amíg a Földről segítség érkezik.
Teleoperált DRONOK, hidrogén-peroxidos meghajtással vagy CO2 gázfúvókákkal vagy elektrosztatikus lebegtetéssel, ionhajtóművel.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 