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.
Tudor Vianu Nemzeti Számítástechnikai Középiskola Bukarest 1. kerület Románia 17 6 / 2 Angol
3D tervező szoftver: Blender
A Selene-projekt jelentős mérföldkövet jelent a modern űrhajózási technika fejlődésében, mivel célja az első emberes település létrehozása a Holdon. A háromfázisú projekt elsődleges célja egy önfenntartó, tudományos kutatásra összpontosító holdi élőhely létrehozása. A Hold déli pólusánál lévő Shackleton-krátert választották ki az Moon camp ideális helyszínéül, figyelembe véve az erőforrások bőségét, a sugárzási lefedettséget, a lakosok biztonságát, az életminőséget és a tudományos értéket.
Az asztronautáknak a zord holdi környezettől való megóvása érdekében az Moon camp-t a földfelszín fölött építik meg, az öntött regolitot használva természetes gátként a mikrometeoritok ellen és a hőmérséklet-ingadozások elleni szigetelésként. A nagy sugárzási események elleni védelem érdekében a projekt egy külön helyiséget is tartalmaz, amelyet vastagabb alumíniumfalakkal erősítenek meg. A regolit emberekre és berendezésekre gyakorolt káros hatásainak megelőzése érdekében speciális űrruhákat és tisztítórendszereket alkalmaznak.
Az Moon camp lehetővé teszi az űrhajósok számára, hogy fenntartható módon hozzáférjenek az olyan alapvető erőforrásokhoz, mint a víz, az élelmiszer, a levegő és az energia. A vizet a pólusok vízjégének kinyerésével és fordított ozmózis alkalmazásával nyerik majd, míg a friss élelmiszert a hidroponika és a holdi regolitban történő növénytermesztés kombinálásával állítják elő.
Csapatunk szemszögéből nézve a Holdtábor a modern űrhajózás fejlődésének kiindulópontját jelenti. A Selene projekt végső célja a holdi élőhely kolonizációja. Célunk elérése érdekében azonban a Holdtábort három fő szakaszra kellett felépíteni.
A magas szállítási költségek és a kutatási célok miatt a Szelén projekt első szakasza kizárólag az első telepesek számára szigorúan szükséges, a kutatást végző szakemberekből áll. Ebben a szakaszban a mérnökök és tudósok szigorúan feltérképezik és megvizsgálják a holdi területet, hogy biztosítsák az Moon camp további terjeszkedését.
A 2. fázis a bázisunk bővítéséből és az általános fejlődés biztosításából áll a jövőbeli lakosok számára, míg a 3. fázis a földi telepesek behozását foglalja magában. E szakasz végére a Selene projekt turisztikai és kereskedelmi településsé válik, miközben megtartja eredeti tudományos célját.
A holdi környezet alapos tanulmányozása után megállapították, hogy a legígéretesebb helyszín messze a Déli-sarkon található Shackleton-kráter. A döntéshez elemeznünk kellett néhány olyan döntő tényezőt, mint az erőforrások, a sugárzási lefedettség, a lakosok biztonsága és életminősége, valamint a tudományos jelentőség. A Shackleton-kráter messze felülmúlta várakozásainkat az előzőekben felsorolt kategóriák mindegyikében, így izgatottan várjuk, hogy mit érhet el a Project Selene, ha ide helyezik.
A kráter peremét szinte egész évben éri napfény, ami állandó napenergiát biztosít az Moon camp számára. Ráadásul a Shackleton árnyékos belseje miatt a padlójában jég halmozódott fel, ami létfontosságú. Elektrolízissel a vízmolekula oxigén- és hidrogéngázokra választható szét. A nyert hidrogén üzemanyagként használható, míg az oxigén a lakók számára kritikus fontosságú. Emellett a falak védelmet nyújtanak a sugárzás és a holdpor ellen, amelyek mindkettő halálos.
A holdtábor megtervezése és felépítése lesz az egész Selene-projekt legidő- és erőforrásigényesebb része. Ezért rendkívül fontos, hogy a holdi infrastruktúra lehetővé tegye az anyagok helyi bányászatát és az alapvető mennyiségek előállítására való nyugodt átállást a Földtől szinte teljes autonómiával. Az építés egyik legaggasztóbb része az élőhelyeken belüli légzárás fenntartása lesz.
A kénben gazdag regolitból azonban könnyen elő lehetne állítani egy új betonformát, kivéve a kötelezően szükséges vizet, amely igencsak drága lesz. A kamrák lezárásához és a légmentes környezet megteremtéséhez egy másik, habos szerkezetű geotextíliára lesz szükség. Ezen anyagok kiegészítéseként öntött regolitot fognak használni; ez az anyag feltűnően hasonlít a földi öntött bazaltra. Ezt az anyagot úgy nyerik, hogy a regolitot egy öntőformában megolvasztják, majd lassan lehűtik, hogy kristályos szerkezet alakulhasson ki; ezt a folyamatot nagyban elősegíti a Hold alacsony gravitációja. Ennek az anyagnak az előnye, hogy nagymértékben nyomó- és mérsékelten húzószilárdságú, így az építőelemek nyomó- és húzószilárdsága akár tízszerese is lehet a földi betonnak.
Ezért az építés korai szakaszában elsősorban földi anyagokat használnak fel, és az infrastruktúrát úgy építik ki, hogy lehetővé tegyék a regolit öntését, amely anyag rendkívül ellenálló az erózióval szemben, és ideális árnyékolás a mikrometeoritokkal és a sugárzással szemben.
Holdi táborunknak meg kell védenie az űrhajósokat a zord holdi környezet számos veszélyétől: sugárzás, mikrometeoritok, magas hőmérséklet-ingadozás és holdpor.
Ha a bázisunkat a föld fölé építjük, a beton regolitot természetes pajzsként használjuk a mikrometeoritok ellen. A holdi beton még 1 méter körüli mélységben is képes elnyelni a legtöbb kozmikus sugárzást, valamint a kisebb energiájú nap részecskéit, ami drasztikusan csökkenti a sugárvédelemhez szükséges anyagok mennyiségét és ezáltal a településünk költségeit. Mindazonáltal az űrhajósok biztonsága érdekében a nagy sugárzási események, például a napviharok idején egy vastagabb alumíniumfalakkal megerősített külön helyiség megfelelőbb védelmet nyújtana. Ráadásul az öntött regolit figyelemre méltó termikus tulajdonságainak köszönhetően egy első szigetelőréteget is biztosít majd, ami csökkenti a lakótéren belüli állandó hőmérséklet fenntartásához szükséges energiát a több száz fokos külső hőmérséklet-ingadozás ellenére.
Végül, a regolit nagyon finom és éles részecskékből álló szerkezete miatt káros mind az emberekre, mind a berendezésekre, de a tisztítása is közismerten nehéz, amint azt a korai Apollo-missziók is bizonyították. A holdpornak való minimális kitettség elérése érdekében rendszerek kombinációját fogjuk alkalmazni: Először is, speciális űrruhákat fogunk használni, amelyek közvetlenül a zsilipekhez kapcsolódnak, így minimalizálva az űrhajósok érintkezését a szennyezett felületekkel. Továbbá a maradékok tisztítása légszívással történik, míg a levegőben szálló részecskéket a légszűrő rendszer fogja fel. A telep légköre és a zsilipek közötti pozitív nyomáskülönbség szintén biztosítja, hogy a lehető legkevesebb por kerüljön be a holdbázisunk belsejébe. Másodszor, az összes begyűjtött regolitmintát zárt rekeszekben helyezzük el, és kesztyűszekrényekben elemezzük, így soha nem érintkezik a telep tiszta levegőjével.
A magas hőmérséklet miatt szükséges speciális felszereléssel az űrhajósok képesek lesznek eltávolítani a vízjeget a pólusokról. Továbbá egészséges ivóvizet fogunk előállítani a fordított ozmózis alkalmazásával, amely a legtöbb szennyező anyagot eltávolítja a vízből azáltal, hogy nyomás alatt egy félig áteresztő membránon keresztül nyomja azt. Ezt a folyamatot hetente kétszer fogjuk elvégezni, és a maradék vizet egy tartályban fogjuk összegyűjteni.
A friss élelmiszerek helyszíni előállítására vonatkozó elképzelésünk egy alapvető holdi üvegházat foglal magában, ahol a hidroponikát a holdi regolitban történő növénytermesztéssel kombináljuk, így biztosítva űrkutatóink számára a szükséges tápanyagokat. Az űrhajósok légzéssel biztosítják majd a szén-dioxidot, a növények számára pedig a vizeletükből nyernek vizet a víz újrahasznosító rendszer segítségével. Ami a hidroponikát illeti, fizika laboratóriumunkban analóg kísérletet végeztünk, amelyben a hüvelyesek és a nitrogénmegkötő Rhizobia baktériumok közötti szimbiózis hatását vizsgáltuk a növényi gócolásra, olyan változókat változtatva, mint a fény színe és intenzitása, a mágneses tér és a Rhizobia-tartalom.
Mivel úgy döntöttünk, hogy a bázisunkat a Déli-sarkon lévő Shackleton-kráter peremének közelében helyezzük el, állandó napfényben fogunk részesülni. Ezután a napenergiát üzemanyagcellákban fogjuk tárolni, amelyek biztonságosabbak és hatékonyabbak, mint a hagyományos akkumulátorok. Ezek extra energiát is tárolnak majd a holdfogyatkozások idejére, elkerülve ezzel a holdfogyatkozások problémáját, amikor a Föld teljesen elzárja a napfényt.
Mielőtt elhagynánk a Földet, készítünk néhány "készletet", ami elegendő oxigént tartalmaz az első néhány napra a Holdon. Ezután feldolgozzuk az oxigénben gazdag regolitot: az egyik kísérletileg bizonyított módszer az olvasztott só elektrolízise, amely során a holdi talajt magas hőmérsékleten kalcium-kloriddal keverjük össze, majd a keveréken áramot vezetve az oxigén összegyűlik az anód körül, ahol aztán kinyerjük.
Holdtáborunk egy speciális hulladékkezelő rendszerrel lesz felszerelve, amely képes lesz az űrhajósok által termelt összes hulladékot ártalmatlanítani. Először is, minden hulladékot szerves és nem szerves hulladékra válogatnak, és a szerves hulladékot műtrágyává dolgozzák fel, amelyet a tábor kertjeiben használnak majd fel. Továbbá a nem szerves hulladékot apró részecskékre bontják, és zárt tárolóedényekben helyezik el. Annak érdekében, hogy a hulladék ne szennyezze a holdi környezetet, a konténereket a tábortól és annak tevékenységeitől távol, egy kijelölt területen helyezik el. A konténereket ezután egy robotjárművel gyűjtik össze, és egy olyan területen található égetőműbe szállítják, ahol a kibocsátások nem károsítják a környezetet. Az égetőművet egy szűrővel is felszerelik, amely biztosítja, hogy nem szabadulnak fel veszélyes anyagok.
A Földdel és más holdi bázisokkal való kapcsolattartás érdekében településünk egy fejlett műholdas kommunikációs rendszerre támaszkodik majd. Ez a rendszer kétirányú kommunikációt tesz lehetővé, lehetővé téve számunkra az üzenetek küldését és fogadását. Ezen túlmenően rövidhullámú rádió, nagyfrekvenciás rádió, műholdas kommunikáció és lézeres kommunikáció kombinációját fogjuk használni.
A hosszú távú kommunikációhoz a tábor rádió- és lézerjelek kombinációját fogja használni, hogy üzeneteket küldjön a Hold felszínén, míg a rövid távú kommunikációhoz rádió- és műholdjeleket fogunk használni a többi holdi bázissal való kommunikációhoz. A legénység a bázison belüli hang-, video- és adatátviteli rendszereket, valamint adattitkosítási technológiát is használ majd a biztonságos kommunikáció érdekében.
Ezenkívül a rendszert úgy építik meg, hogy különböző környezetekben is működjön, beleértve a szélsőséges hőmérsékleteket, a rossz látási viszonyokat és a nagy távolságokat. Végül a rendszer többféle antennát fog használni annak érdekében, hogy a jeleket a lehető legnagyobb pontossággal küldje és fogadja.
Holdtáborunk célja először is kizárólag tudományos lesz, az elemzett témák a következőképpen oszlanak meg: Geológia, alacsony gravitáció és biológia; csillagászat; robotika és technológia. A hatékonyság maximalizálása érdekében káprázatos legénységünk kisebb szakértői részlegekre oszlik majd: Biológusok, csillagászok, mérnökök vagy környezettudósok.
Először is, bázisunk egyik fő célja a geológia és a biológia összekapcsolása lesz, így a holdi regolitban történő növénytermesztés lehetőségének tanulmányozása. Mindazonáltal az üvegházunkhoz tartozik a hidroponikus kísérlet is, amelyet egy lépéssel magasabbra viszünk azzal, hogy megvizsgáljuk, hogyan fejlődnek a növények a Hold alacsony gravitációs környezetében, összehasonlítva a földi kontrolltételeinkkel, amint azt az Élelmiszerek részben kifejtettük.
Magától értetődik, hogy a holdi élőhely építése közvetlenül a csillagászati szempontok tanulmányozását jelenti. Ezért célunk a Hold eredetének és fejlődésének alapos megmagyarázása, valamint a Hold teljes körű kiaknázása.
Mivel ez az első állandó emberi település a Holdon, az egyik fő célja az lesz, hogy előkészítse az utat az emberiség számára a Naprendszerünk más bolygóinak kolonizációja előtt, pontos kísérleti terepet biztosítva az új világok felfedezését és benépesítését célzó új technológiák számára. Ezen túlmenően a holdi környezethez igazított robotikai rendszerek kifejlesztése kulcsfontosságú, mivel a Holdon történő közlekedéshez feltétlenül szükség van hatékony roverekre.
Összefoglalva, motivált csapatunk biztosan úttörő holdi felfedezésekkel fog előállni különböző területeken, mivel kétségtelenül egyre több kutatási programot fogunk végrehajtani a legkülönbözőbb tudományos témákban, amelyek közül néhányat még nem vizsgáltak korábban. Tervezzük például más kulcsfontosságú témák (fizika, biokémia, ökológia vagy zoológia) vagy akár az immunológia (a COVID-19 átvihetőségének felmérése a Holdon) további tanulmányozását.
A legénység képességeinek biztosítása érdekében számos tesztnek és mélyreható programnak kell majd folynia, amelyek felkészítik a tudósokat az első holdi bázis fenntartására. A felkészülés tehát hasonló lesz az ISS felkészítéséhez, a hangsúlyt az autonóm irányításra helyezve, a Földdel való kommunikáció nélkül.
A helyszíni kiképzés során szimulált küldetésekkel készülnek fel a legénységre a várható nehéz helyzetekre, amelyekkel valószínűleg szembesülni fognak. Ezen túlmenően a résztvevők megtanulják a holdbázis erőforrás-gazdálkodási készségeit, és megtanulják a helyzetfelismerés fejlesztését és megosztását egy összetett missziós környezetben.
Ezenkívül a jobb aktív tanulási készségek fejlesztéséről, a kommunikációs protokollokról és a comm-loop hívások csomagolásáról szóló tanfolyamokkal is bővül a menetrend. Így szükség lenne a Gateway-hez kapcsolódó műveletek megvitatására is, beleértve a szükséges távműködtetési elemet és a holdfelszíni leszállóhelyekre és átkelésekre vonatkozó referenciaküldetést.
Ezenkívül a csapatnak meg kell majd ismerkednie az űrhajósok számára kifejlesztett, a felderítésre szolgáló, testen kívüli mozgékonysági egységgel. Ezen kívül lesz egy szimuláció is, amelyben az operatív architektúra integrálja a tudományos és a rover-műveleteket egy vezérlőteremben, amely a helyszínen a roverek távvezérlésével hozzászoktatja a legénységet.
Ezért a legénységünknek részt kell vennie egy 3 hetes, személyre szabott programban, amelynek célja, hogy teljes mértékben hozzászokjanak a Selene üzemeltetésének és építésének módjához.
A Hold hatalmas felszínének hatékony feltárása érdekében a holdi tábor többféle járműtípussal fog rendelkezni. Így kétféle autonóm rover lesz: az egyiket a vízjég kitermelésére és szállítására tervezték, míg a másikat az új terepek felderítésére használják. A hosszú távú küldetésekhez az űrhajósok egy legénységi járművet is igénybe vesznek majd. Ezt egy olyan nyomás alatt álló modullal kell felszerelni, amely akár három ember befogadására is képes, és több napon keresztül teljesen önellátó lesz.
Ami a Földre és a Földről való utazást illeti, ez két szakaszban történik: Először az űrhajósok elhagyják a Földet egy rakétán, amely a Hold körüli pályára viszi őket. Ezután a kapszula találkozik a NASA holdi átjárójával, ahol a legénység egy leszállóegységre száll, hogy a Hold felszínére érkezzen.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 