felfedezés interaktív kép

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projekt Galéria

 

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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Románia 17   3 / 1 Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360



1.1 - A projekt leírása

A Hold nagy érdeklődésre tart számot a kutatók számára a ritkaföldfémek kitermelésében rejlő lehetőségei, az élő szervezetekre gyakorolt hatása és geológiája miatt. Célunk, hogy áttekintést nyújtsunk egy olyan holdi bázisról, amelyet nyolc űrhajós befogadására és a rézfémek kereskedelmi központjaként terveztek.

A település három szintből áll. A földszinten és a közbenső emeleten található a bejárat, a zsilip, a betegszoba, két hálószoba, mindegyik fürdőszobával, valamint a kazánház. A konyha és a pihenőhelyiség a közbenső emeleten található. A parancsnoki központ és a laboratórium a föld alatt található, a minták kintről történő behozatalára lift szolgál. A felső, növényekkel fedett kupolával fedett csarnokban akvaponikus farmok, míg az alsó csarnokban és a parancsnoki központban LED-farmok találhatók. 

A bázis melletti raktárban fogják tárolni az ingot, mielőtt a Földre küldik őket, és egy parkolót is kialakítanak a járművek számára, a gépek pedig a kráter alján lesznek elhelyezve. Az energia nagy részét egy atomreaktor biztosítja. A települést úgy tervezték, hogy támogassa a Hold élő szervezetekre gyakorolt hatásainak és geológiájának kutatását, ugyanakkor a ritkaföldfémek kereskedelmi központja is legyen.

1.2 - Miért akarsz Holdtábort építeni? Magyarázza el a Holdtábor fő célját (például tudományos, kereskedelmi és/vagy turisztikai célokat).

A Holdon való letelepedés nemcsak hatalmas tudományos eredményt jelentene az emberiség számára, hanem a jövőbeli űrmissziók számára is előrelépést jelentene. Ezen túlmenően a Holdon történő iparosítás jelentős gazdasági hatással járna.

Egy település létrehozása a Holdon nemcsak jelentős tudományos eredmény lenne, hanem a jövőbeli űrmissziók szempontjából is döntő előrelépést jelentene. A tudományos potenciálon túl a Hold iparosítása jelentős gazdasági következményekkel járna. Ezért a javasolt település elsődleges célja kereskedelmi célú lenne, és a ritkaföldfémek - többek között a cérium, az ittrium, a neodímium, a diszprózium, a lantán, az európium, a szkandium, a praseodímium, a terbium, a gadolínium, az erbium és az itterbium - kitermelésére, finomítására és kereskedelmi hasznosítására összpontosítana. A cél az, hogy a Holdat egy másik elsődleges beszállítóvá tegyék az olyan iparágak számára, mint az okostelefonok, az elektromos járművek és a szélturbinák, amelyek függnek ezektől a ritkaföldfémektől, mivel a Föld készletei gyorsan fogynak. A település másodlagos célja lenne a holdfelszín, a holdi geológia, a holdi környezet, valamint a Hold növényre, halakra és az ott tartózkodó űrhajósokra gyakorolt hatásainak vizsgálata.

2.1 - Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort? Magyarázd meg a választásodat.

A Hold déli pólusánál lévő Shackleton-krátert a nagy mennyiségű víz és illékony anyagok miatt alkalmas helyszínnek találták egy holdtábor számára. A kráter peremének állandó megvilágítása lehetővé teszi a napenergia hasznosítását villamosenergia-termelésre, míg az állandóan árnyékban lévő régiókból jeget lehet kinyerni víz és oxigén előállítására.

A Shackleton-kráter ráadásul az Aitken-medencében található, amely a Naprendszer egyik legkiterjedtebb becsapódási formációja. Ennek a medencének a vizsgálata értékes betekintést nyújthat a Hold geológiai összetételébe. Emellett a Hold geológiájának tanulmányozása fontos információkkal szolgálhat a bolygók kialakulásáról, a Naprendszer történetéről és a Föld-Hold rendszer fejlődéséről. Ezért a Shackleton-kráter lehetőséget kínál mind a tudományos kutatásra, mind egy Holdtábor létrehozására.

2.2 - Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Gondoljátok át, hogyan tudnátok hasznosítani a Hold természeti erőforrásait, és milyen anyagokat kellene a Földről behoznotok. Írjátok le a technikákat, az anyagokat és a tervezési döntéseket.

Öt fázisban fogunk rakétákat küldeni. Az első fázisban lesznek a robotok, amelyek a területet elegyengetik, és megkezdik a föld alatti ásást, hogy előkészítsék a bázis alsó szintjét. Megkezdik továbbá a jég és az oxigén kinyerését a regolitból az ipari zónában, és lerakják az űrhajósok érkezésére. A következő fázisban a falakat és a bázis szerkezetét, beleértve a kupolaszerkezetet is. Ezeket összecsukható módszerrel fogjuk elkészíteni, így a robotok rövid időn belül képesek lesznek egyedül összeszerelni a települést. A harmadik és negyedik fázisban a vízvezetékek, az elektronika, a 3D nyomtatók, amelyekkel bútorokat és berendezési tárgyakat fogunk készíteni, magok és halikrák, amelyeket a Holdon fogunk kikeltetni, de lesz némi élelmiszertartalék is, amíg a gazdaságok el nem érik a hatékony mértéket. Végül, miután a bázist felállítottuk és minden közmű működik, elküldjük a nyolc űrhajóst. Településünk kerek alakú, egy erős központi ponttal és egy lépcsővel a közepén. Azért választottuk ezt a megközelítést, mert így könnyen és gyorsan elérhetjük az összes helyiséget, és könnyebben elhelyezhetjük a hálótermeket és a létesítményeket.. A bázis három szintre van osztva, a felső kettő közvetlen napfényt kap a hálótermek és a gazdaságok számára, az utóbbi pedig egy biztonságos földalatti hely, ahol a csapat megbeszéléseket tarthat, vészkijárattal.

2.3 - Hogyan védi és nyújt menedéket az űrhajósoknak a Hold zord környezete ellen?

A Holdon a sugárzás elleni küzdelem érdekében a külső falakat hat rétegből építettük fel, a következő sorrendben külső: regolit, alumínium, RCC, üres tér, RCC, installációs réteg, aerogél és alumínium, hogy belső. A függő növényekkel borított, sugárzásálló üvegkupola és az alapot körülvevő farmok mellett ezek párás és állandó környezetet teremtenek. A bázis főbejáratához két helyiséget terveztünk, az egyikben az űrhajósok veszik le a ruháikat, a másikban pedig a fertőtlenítésre szolgál. A lift, amellyel a kintről a laboratóriumba a kutatáshoz szükséges anyagokat és egyéb anyagokat hozzák be, szintén beépített fertőtlenítő rendszerrel rendelkezik. Ez a két intézkedés biztosítja, hogy településünk vagy a Hold felszíne ne szennyeződjön. Az atomreaktorunk a többi létesítménytől elszigetelve van, így meghibásodás esetén a lakótér vagy más létesítmények nem lesznek érintettek. Az ajtók úgy készültek, hogy teljesen elszigeteljék a helyiséget, a parancsnoki központban pedig egy alagutat terveztünk, amely kifelé vezet, mivel ez a legfontosabb helyiség, mivel a legtöbb megbeszélés itt zajlik. Ezért is helyeztük a föld alá, mivel ha egy meteor becsapódna a bázisunkba, a parancsnoki központ kisebb valószínűséggel sérülne meg, és menekülési útvonalként szolgálhat a legénység számára. Vészhelyzet esetére óvintézkedéseket tettünk, és tárolótartályokat készítettünk hideg és meleg víznek, oxigénnek, és van egy tárolóhelyiségünk a lítium akkumulátoroknak, amelyeket az atomreaktor és a napelemek fognak ellátni.

3.1 - Hogyan biztosítja a holdtábor az űrhajósok számára az alapvető szükségletekhez, például vízhez, élelemhez, levegőhöz és energiához való fenntartható hozzáférést?

Fő oxigén- és vízforrásunk a regolitbányászat. Az ipari zónából ,ahol a regolitot kitermelik és jeget és oxigént állítanak elő, csövek vezetik a táborba az olvadt jeget, hogy megtisztítsák és az oxigént a laboratóriumban. Nyolc űrhajós számára naponta körülbelül 1210 liter vízre és 4400 liter oxigénre lesz szükségünk a szükségleteikhez és feladataikhoz .

Másodlagos oxigénforrásunk a felső főcsarnokban és a pihenőhelyen található akvaponikus farmok, ahol egy genetikailag módosított paprika szolgál majd az űrhajósok táplálékforrásaként, a kupolát borító lógó farmok pedig a Szívek Láncával segítik az oxigénellátást. Emellett a medencékben megközelítőleg 40 kg chlorella fog nőni és oxigént termelni. Ezek együttesen naponta körülbelül 500 liter oxigént fognak termelni, és segítenek a CO2 szűrésében. Mivel az alsó szinten nincs közvetlen napfény, kisebb farmokat fogunk működtetni LED-es lámpákkal, amelyek hozzájárulnak az élelmiszer- és oxigéntermeléshez. A medencékben Arctic Char halat is fogunk nevelni, mivel ellenáll a fagyos víznek és könnyen nevelhető természetű, és nemcsak az űrhajósok számára lesz fehérjeforrás, hanem a tápanyagban gazdag akvakultúra-vízzel a chlorella- és paprikafarmoknak is hasznára válik.

Mivel ipari övezetünk van, nagy mennyiségű energiára lesz szükségünk, és úgy döntöttünk, hogy atomreaktort használunk. Nem ez az egyetlen energiaforrásunk, mivel a bázisunk tetejét napelemekkel fedtük be, hogy teljes mértékben kihasználjuk földrajzi helyzetünket. Az energiát akkumulátorokban tároljuk, így éjszaka vagy vészhelyzet esetén is szinten tudjuk tartani a hatékonyságunkat.

3.2 - Hogyan fog a Holdtáborod foglalkozni az űrhajósok által a Holdon termelt hulladékkal?

Az űrhajósok és a gazdaságok szennyvizét a konyha alatti szennyvíztartályban gyűjtik össze, majd a laboratóriumban lévő, tisztítás előtti szennyvíztartályba kerülnek, ahol a tisztítási folyamat zajlik majd. Úgy döntöttünk, hogy fordított víz ozmózist és egy olyan berendezést használunk, amely a laboratóriumban lévő szennyvíztartályt egy másik tiszta víztartállyal köti össze. A fő szűrt víztartályhoz három másik tartály van sorba kötve, amelyek mindegyike rendelkezik egy-egy szeleppel vészhelyzet esetére. A központi tartályból csövek indítják újra a vízkörforgást. A többi szennyvizet vagy hulladékot, amelyet nem tudtunk megtisztítani, komposztként a gömbpaprika-farmokra juttatjuk. Mivel a bázis körül algás medencék és egyéb növényzet van, a levegő oxigénné alakul vissza, és természetes környezetet teremt.

3.3 - Hogyan fogja a Holdtábor fenntartani a kommunikációt a Földdel és más Holdbázisokkal?

A Földdel és más településekkel való kapcsolattartás érdekében műholdak keringenek majd a Hold körül, és értékes információkat továbbítanak. Emellett a bázisunkon az egyik legnagyobb és legfontosabb terület a parancsnoki központ. Az űrhajósok ott tartanak majd időnként megbeszéléseket, és olyan hasznos eszközökre támaszkodnak, mint a laptopok, a Shackleton-kráter topográfiai térképe és egy széles képernyő, amelyen különböző terveket jelenítenek meg, és videóbeszélgetéseket tartanak a földi csapattal. Továbbá, bármilyen vészhelyzet vagy hirtelen hívás esetén, az asztronautáink számára terveztünk egy beosztást, hogy mindig legyen egy személy, aki a parancsnoki központban dolgozik, aki mindig éber, és készen áll a válaszadásra.

4.1 - Milyen tudományos téma(k) áll(nának) a Holdtáborban végzett kutatás középpontjában? Fejtsétek ki, milyen kísérleteket terveztek a Holdon (például a geológia, az alacsony gravitációs környezet, a biológia, a technológia, a robotika, a csillagászat stb. témakörökben).

Ideális környezetben akarjuk majd elemezni a regolitot, és tanulmányozni a Hold geológiáját, hogy többet tudjunk meg a korai történetéről. Azt is meg akarjuk vizsgálni, hogy a növények és a halak hogyan reagálnak a Holdon való tartózkodásra. A laboratóriumban kísérleteket fogunk végezni, hogy megnézzük, hogyan hat az alacsony gravitáció az élőlényekre. Azt is meg akarjuk majd tudni, hogy mit tesz a sugárzás a növényekkel és a halakkal. Továbbá azt is szeretnénk kutatni, hogy az emberi test hogyan reagál a Holdon lévő sugárzásra, és kideríteni.

Mivel az előőrsünk a Hold legnagyobb és legrégebbi képződményében, az Aitken-medencében található, kutatásaink egyik iránya az ott található kőzetek mintavételére és elemzésére fog összpontosítani, ami segít majd többet megtudni a Hold összetételéről és kialakulásáról.

Továbbá, nem csak a farmokat fogjuk használni az élelem/oxigén biztosítására, hanem a növények holdi környezetben való viselkedésének elemzésére is. Megvizsgáljuk a mikrogravitáció és a szimulált mesterséges környezet hatására bekövetkező változásokat a növekedésük szempontjából, valamint különböző technikákat fogunk tesztelni a termesztésükre, különböző paramétereket használva a növekedésükben, hogy megtaláljuk az optimális módszereket.

Megvizsgáljuk az élő szervezetek, különösen az akvaponikus gazdaságokban élő halak reakcióit is. Célunk a viselkedésükben és a szervezetükben bekövetkező esetleges változások kimutatása.

Emellett kutatásaink középpontjában az áll, hogy milyen hatással van a holdi környezet az űrhajósokra, hogyan hat az egészségükre, mind fizikailag, mind mentálisan, és milyen módszerekkel lehet ezeket a hatásokat leküzdeni.

Célunk, hogy minél többet megtudjunk a Holdról és arról, hogyan hat ránk a környezete, és hogyan tudunk alkalmazkodni, hogy a jövőbeni űrmissziók során javíthassuk módszereinket.

5.1 - Mit tartalmazna az űrhajósok képzési programja, hogy segítsen felkészíteni az űrhajósokat egy Hold-küldetésre?

Mielőtt az űrhajósokat a Holdra küldenék, intenzív képzési programon kell majd részt venniük, amely különböző készségeket fejleszt. Ennek a képzésnek fizikailag és szellemileg is megterhelőnek kell lennie, hogy az űrhajósok képesek legyenek megbirkózni az űrben és a Holdon uralkodó zord körülményekkel. A képzési program alapját az űrrepülés és az űrhajórendszerek képezik, és az űrhajósok olyan rendszerekkel kapcsolatos ismereteket szerezhetnek, mint a navigáció, a meghajtás, a kommunikáció és az életfenntartó rendszerek.

Mivel a Holdon nincs légkör, az űrhajósokat ki kell képezni arra, hogy űrruhában, vákuumos környezetben dolgozzanak. A képzésnek ez a része magában foglalja az űrruhában való manőverezést és a szerszámok használatát, a ruhák kezelésének és karbantartásának megtanulását, valamint az esetlegesen fellépő szivárgások vagy szakadások kezelését. Az egyik fő célunk a Hold geológiájának kutatása, valamint az, hogy az élőlények hogyan reagálnak a holdi környezetre, ezért az űrhajósoknak meg kell ismerniük a Hold geológiai jellemzőit, meg kell tanulniuk, hogyan kell mintákat venni a Holdról, valamint halakból, növényekből és emberekből, és kísérleteket végezni rajtuk. Fejleszteniük kell a biológiai, kémiai, genetikai és geológiai ismereteiket. Az űrmisszió elszigeteltsége mentális kihívást jelenthet, és a legénységnek pszichológiai képzésen kell részt vennie, hogy megküzdési mechanizmusokat és stresszkezelési technikákat fejlesszen ki. Fizikai alkalmasságra is szükségük lesz, hogy ellen tudjanak állni az űrrepülés megpróbáltatásainak. Az űrhajósoknak meg kell tanulniuk, hogyan kell csapatként együtt dolgozniuk a küldetés során, és mivel különböző országokból érkeznek majd emberek, a sikeres küldetés érdekében csapatmunkára és kulturális képzésre van szükség.

5.2 - Milyen űreszközökre lesz szüksége a jövőbeli Hold-missziónak? Írjátok le az Moon camp-ben található járműveket, és gondoljátok át, hogyan fogtok a Földre és a Földről utazni, valamint új célpontokat felfedezni a Hold felszínén.

4 robotunk lesz, amelyek az űrhajósokat fogják segíteni: 

A teherautó az ipari zóna és a raktár között fogja szállítani a nyersanyagokat, ahol lerakjuk őket, mielőtt elküldjük őket a Földre;
Karbantartó robot;
A rover lehetővé teszi az űrhajósok számára, hogy rövid idő alatt nagy távolságokat tegyenek meg a berendezések, más robotok és a külső létesítmények ellenőrzésére;
A bányászrobot szétmorzsolja az érceket, a regolitot és a jeget, majd egy helyiségbe irányítja őket, ahol a hőfokot pontosan 100 Celsius-fokra emeli, így a víz egy szűrőn megy át, a maradék tömeg pedig egy mágnesekkel ellátott szeparátorba kerül, amely a fémeket különböző tartályokba válogatja.

A jövőben a bázisunk bővülhet több bányászrobot, több teherautó és nagyobb raktárraktár segítségével, hogy gyakrabban küldhessünk ritkaföldfémeket a Földre, és így növeljük a település hatékonyságát.