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.
Első hely - ESA-tagállamok
Gymnazium Nad Aleji Praha-Prag Cseh Köztársaság 13, 15 2 / Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Az ESA egyik hozzájárulása az Artemis-programhoz egy kis holdi űrhajó lehet. menedék, amelyet később holdi bázissá alakítanak át. Bemutatunk egy ilyen holdi menedéket két űrhajós számára.
A fő kritérium az volt, hogy a fedelet a Holdra lehessen szállítani az EL3 segítségével, amely 1,5 tonna hasznos teherbírású a Holdra. Ezt a súlyhatárt nem sikerült teljes mértékben teljesítenünk, de nem irreális, hogy a további módosítások és a konstrukció fejlesztése után a határértéket teljesíteni fogjuk. Ilyen alacsony súlyt figyelembe véve a menedék felszereltsége nagyon alapszintű, de a holdkutatás kezdeti szakaszában jól szolgálhatja a célját.
Az óvóhely egy lezárt modul és egy nem zárt veranda. A modulban található a legtöbb berendezés, és a legénység benne él és dolgozik. A modul felett egy tornác található, amely a kültéri berendezések, a helyszíni elemzésre nem szánt minták stb. raktáraként szolgál. A legénység a modulból az óvóhelyre, majd a modul mennyezetén rendhagyó módon elhelyezett zsilipen keresztül jut a felszínre. Ez megkönnyíti a sugárvédelmi pajzs megépítését és egyszerűsíti az általános kialakítást.
A Hold kolonizációja számos előnnyel jár majd számunkra. A Naprendszer felfedezésének ugródeszkája lesz. A holdi bázis építése során kifejlesztett felfedezések és technológiák a Földön is segítségünkre lesznek.
A mi menedékünk célja, hogy legyen egy bázisunk a Holdon, amely köré további településeket lehet építeni. A további modulok építéséhez szükséges összes technológiát tesztelni fogjuk rajta.
A jövőben a bázist elsősorban tudományos és műszaki célokra tervezzük használni. A Mars-utazáshoz szükséges technológiákat fogjuk itt kifejleszteni. Az ISRU segítségével egész szondákat építhetünk a Holdon, és küldhetjük őket a Naprendszerbe. Dolgozhatunk új, fejlett létfenntartó rendszereken vagy infravörös csillagászattal. A kereskedelmi felhasználás is fontos lesz, ami a jövőben biztosítja a bázis finanszírozását.
A menedék maximum 5 napos sötétségre készült, így a bázis helyének lehetőségei valójában a Déli-sark néhány területére korlátozódnak, nevezetesen a Shackleton-kráter peremére. Ha öt napnál tovább lenne sötétben, megfagyna. Mivel 18 m magas, a napelemtábla még tovább lesz megvilágítva, mint a bázis többi része.
A világítás az egyetlen korlátozó kritérium magának az óvóhelynek a helyét illetően, de figyelembe kell venni a további fejlesztéseket, amelyeknek állandóan árnyékos régiókban vízjéghez való hozzáférésre van szükségük. Szerencsére a Shackleton-kráter pereme ennek a kritériumnak is megfelel.
A menedéket teljes egészében a Földről hozzák. Az Ariane 6 + EL3, vagy inkább Ariane NEXT + EL3 (vagy az EL3 valamelyik utódja) segítségével fog felbocsátásra kerülni. Az indítás és a Holdhoz való elrepülés után az EL3 leszáll a menedékkel, majd az EL3-ról leszállítják. A menedék kirakodásának pontos mechanizmusát még nem terveztük meg, mert nem tudjuk, hogy az EL3 pontosan hogyan fog kinézni.
Az óvóhely "építéséhez" csak a holdi regolitot használják majd fel sugárzási pajzsként. Végül 16 zsák regolitot helyeznek el a menedék körül, amely 0,5 méteres sugárzásvédelmet biztosít. A zsákokat a RASSOR kotrógép segítségével töltik meg. Ez naponta akár 700 kg regolitot is megmozgat. Minden zsák 1200 kg regolitot tartalmaz. Az első küldetés során csak négy zsákot töltenek meg a hálóhelyiségek körül, ami 7 napot vesz igénybe. A RASSOR mindig összegyűjti a regolitot, majd felhajt a rámpán a zsákok tetejére, ahol a regolitot lerakja. A legénységnek minden zsák megtöltése után át kell helyeznie a rámpát. A többi autonóm üzemmódban történik majd.
Ami a menedék építését illeti, elsősorban könnyű, de erős karbon kompozitot használtunk, ami lehetővé tette számunkra, hogy csökkentsük a teljes súlyt.
A jövőben a zsákokat már nem a sugárzás elleni védelemre, hanem a regolitból történő 3D nyomtatásra fogják használni. Ebből garázsokat lehet készíteni a roverek számára, és felfújható élőhelyek védelmét is elő lehet állítani.
A Holdon többféle sugárzással találkozunk, nevezetesen GCR, SPE és a GCR vagy SPE anyagokkal való kölcsönhatása után keletkező másodlagos sugárzással. Tekintettel a küldetés rövid időtartamára (14 nap), a GCR-től kapott dózis elfogadható (mint azt az Apollónak köszönhetően tudjuk). A problémát az jelentené, ha a bent tartózkodó legénységet az SPE érné. Bár a valószínűsége kicsi, ennek végzetes következményei lehetnek. Ezért az első küldetés során 0,5 m regolit árnyékolást építenek a legénységi szállás köré, és a következő küldetések során az egész óvóhelyet körbe fogják zárni. Ez elegendő lesz a kisebb napviharok elleni védelemhez. Ahogy a küldetések hosszabbak lesznek, további árnyékolást kell majd alkalmazni a nagyobb viharok ellen.
A mikrometeoroidák ritkábban fordulnak elő a holdi űrben, és a keringési törmelék egyáltalán nincs jelen, így 3 mm szénkompozit és MLI megállítja őket. A regolit árnyékolás hozzáadása még tovább növeli a biztonságot.
A tornác a por elleni védelemre szolgál. Belső tere félig tiszta lesz, és többek között tárolóhelyként szolgál olyan dolgok számára, amelyek esetleg nem a modulban vannak. Az asztronauták gondosan megtisztítják magukat, mielőtt belépnének a tornácra. A bejutó port egy légkör-élénkítő rendszer szűri ki, pontosabban egy szűrő, amely minden egyes lítium-hidroxid tartályban található. A légkör-élénkítő rendszer kimenete a legénységi szálláson van.
Egy másik szempont a termikus környezet. A legénységnek a fényekben való tartózkodása alatt az óvóhelyi rendszereknek 8 kW bemeneti teljesítményt kell kisugározniuk. Egy 10 m hosszú radiátort fogunk használni a felesleges hő kisugárzására. Az öt napos sötétség alatt, amikor a legénység nincs jelen, a fedél 48 kWh-t veszít, amit lítium-ion akkumulátorokból kell biztosítani, hogy a rendszerek ne fagyjanak le.
A tiszta levegőt a légkörszabályozó rendszer biztosítja. Az oxigént 40 MPa nyomáson lévő nyomástartályok szolgáltatják. A küldetéshez 23 kg oxigénre van szükség, tartalékkal együtt 35 kg oxigén van a tartályokban. Ezt adagolják a levegő revitalizációs részlegbe, hogy a légkör koncentrációja 21% legyen. A CO2 eltávolítása LiOH segítségével történik. A legénység küldetésenként 29 kg CO2-t termel, amelyhez a 48 kg tartalék hozzáadása után 32 kg LiOH szükséges a megkötéshez.
A nitrogént a 10% légzsilip szivárgása miatt ciklusonként fel kell tölteni. A fedélben 20 kg-os készlet lesz.
Az élelmiszert a Földről importálják. Minden napra 3 ételt készítenek, ami összesen 84 ételt jelent küldetésenként. Minden étel súlya 0,8 kg.
A víz az egyetlen olyan árucikk, amelyet újrahasznosítanak. A személyzet minden egyes tagja naponta 4,4 kg vizet fogyaszt. Több víz keletkezik, mint amennyi elfogy, mivel a LiOH CO2-vel való reakciója és a légzés során keletkezik. Naponta 8,8 kg tiszta vízre van szükség, és 12,7 kg keletkezik. A tisztítandó víz a WC-ből (vizelet) vagy a hőcserélőből (légköri kondenzátum) származik. A kondenzátum eléggé alacsony anyagkoncentrációjú ahhoz, hogy közvetlenül előreirányított ozmózissal tisztítható legyen. A vizeletet először vákuumdesztillációval desztillálják. Ami az előreirányú ozmózis után megmarad, azt ismét vákuumdesztillációval tisztítják. A rendszer hatásfoka 80% felett van, tehát mindig több víz keletkezik, mint amennyi elfogy.
Az alaprendszerek teljesítménye 8 kW, ami fele annak, amit az IROSA tud nyújtani. A részleges gravitációban nem használható módosítás nélkül, de referenciaként szolgál.
A Holdon a hulladékok elhelyezése trükkös dolog, mert nem hagyhatjuk, hogy a légkörben elégjenek, mint az ISS esetében. A Holdra való szállítás is drágább, ezért körültekintően kell bánni vele. A legénység küldetésenként körülbelül 20 kg hulladékot termel, amelynek térfogata 0,2 m3. Bár a jelenlegi óvóhelyen ezt semmilyen módon nem tudjuk újrahasznosítani, konténerekben tároljuk, és a tornácon tároljuk további felhasználásra. A hulladék főként papír- és műanyag csomagolásokból, illetve ételmaradékokból áll, amelyekből a Holdon ritka szén nyerhető. Használhatunk műanyagot, amelyet később újrahasznosíthatunk és 3D nyomtatáshoz használhatunk fel. Ugyanígy tárolják a WC-ből származó szilárd hulladékot is, amely a jövőben értékes lesz a növénytermesztéshez. A vizeletet újrahasznosítják ivóvízzé.
A kommunikációhoz a Holdfény csillagképet fogjuk használni, amelyen keresztül elsősorban a menedékhelyről származó adatokat fogjuk küldeni. Ennek ellenére a pajzs korlátozott módban képes lesz közvetlenül kommunikálni a Földdel. A Holdfényt fogjuk használni a pozíció meghatározására is. Mindig lesz lehetőség arra, hogy egy űrhajós vagy rover közvetlenül kommunikáljon a menedékkel, de az alapvető választás a Holdfény, azért is, mert a horizont emberi magasságból csak 2,4 km távolságra van a Holdon.
Ahogy az elején említettük, a menedék fő célja, hogy legyen egy alap, amelyre tovább lehet építeni, ezért a tudományos felszerelés meglehetősen minimalista. A fő érdeklődési terület tehát a geológia és a helyi erőforrások felhasználásának lehetőségei. A megszerzett ismereteket a további település során fogják felhasználni.
Az óvóhelyen található egy laboratórium, amely egy kesztyűtartóval rendelkezik a felszíni minták vizsgálatához és további kísérletekhez való előkészítéséhez. A kesztyűtartóhoz tartozik egy fluoreszcens mikroszkóp a minták vizsgálatához. A kesztyűdoboz úgy van kialakítva, hogy a minták egyáltalán nem érintkeznek az óvóhely belsejével. A laboratórium másik része a növekedési kamra, ahol a növények holdi környezetben történő termesztését tanulmányozzák. Például a regolitban történő termesztés vizsgálható. A laboratóriumban van egy kis kemence és egy prés is, amelyekkel a regolit különböző körülmények között történő szinterezését és az azt követő szilárdságát vizsgálják. Ez értékes adatokat fog szolgáltatni, amelyeket a továbbiakban a regolitból történő 3D nyomtatás fejlesztéséhez lehet felhasználni.
Az EVA számára tervezett eszközök közé tartoznak a kalapácsok, fogók, sziták, magfúrók és egyéb geológiai feltáró berendezések. A gyors kőzetelemzéshez spektrométerek is rendelkezésre állnak majd. Az űridőjárás vagy mikrometeoroid-becsapódások mérésére szolgáló műszerek a bázis külső részén találhatók.
A jövőben orvosi eszközökkel, a kőzetek tanulmányozására szolgáló egyéb műszerekkel, például elektronmikroszkóppal, valamint a fizika és a kémia részleges gravitációban történő tanulmányozására szolgáló műszerekkel bővül. Később a csillagászat is elkezdődik a bázisunkon.
A képzés elsősorban a menhely egyes rendszereivel való ismerkedést foglalja magában. Meg kell tanulni, hogyan kell viselkedni meghibásodás esetén, és hogyan kell azt megjavítani. Ezután az egyes műveletek oktatása következik. Az első küldetés fő céljai közé tartozik a regolit sugárzás elleni védelem létrehozása, ezért a holdi külsőben való munkát és a RASSOR-ral való munkát fogják gyakorolni. Az utolsó képzési terület a tudomány lesz. A legénységnek egy átfogó geológiai tanfolyamot kell elvégeznie (ha nincs geológus a fedélzeten), hogy a tudományra szánt korlátozott időből a lehető legjobb eredményeket érjék el. A képzésre itt a Földön, vulkanikus régiókban is sor kerülhet. A képzés egy részét parabolikus repülések során is el fogják végezni, hogy szimulálják a csökkentett gravitációt.
Az óvóhelyet az Ariane 6 rakétával indított európai logisztikai nagygép segítségével szállítják a felszínre. Lehetséges, hogy az Ariane NEXT már rendelkezésre áll majd az óvóhely előkészítésének idejére. A legénység a földről az SLS által indított Orion űrhajóval fog felszállni. A Holdon átszáll a HLS csillaghajóra, amellyel aztán leszállnak. Az óvóhely több tíz kilométerre lesz a Starship HLS-től és az Artemis bázistábortól, hogy növeljék a holdi felfedezés és a Holdon való emberi letelepedés sugarát. A legénység egy hermetikus (vészhelyzet esetén nem hermetikus) rover segítségével fog mozogni. A küldetés végén a legénység a rover segítségével visszatér az Artemis Bázistáborba, majd a HLS csillaghajó és az Orion segítségével visszatér a Földre.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 