moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2019-2020

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.

Csapat: Cyber_Hogs

Palatul Copiilor Kolozsvár  Kolozsvár    Románia 15-16 éves korig

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

[42]

Írja le a Holdtábor projektjét.

Az általunk tervezett alap egy háromszintes szerkezet, minden szinten egy független felfújható modullal. Minden modul egy lift/lépcső aknához van csatlakoztatva. A modulok sugarát a helyi domborzathoz kell igazítani, valószínűleg 5-6 méter körüli, 3,5-3,7 méteres maximális magassággal. Mindhárom modul külön-külön lesz nyomás alatt.
A függőleges tengelyen 8-10 méterre kell mérni a föld alatt. A felszíni kupolaszerkezet (nem a felfújható modul) félgömb alakú lesz. A tényleges méretről a helyszín eredeti átvizsgálása után kell dönteni, valószínűleg nem több mint 7 méter átmérőjű, nem számítva a zsilipeket fedő félhengeres bővítményeket.
A lávacsövek használatának egész ötlete azon alapul, hogy a szerkezetet ki lehet terjeszteni a föld alatti potenciális alagúthálózaton belül. Idővel felfújható modulok folyamatos láncolata sugározhatna ki ezekből a belépési pontokból.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Úgy véljük, hogy a legjobb hely egy állandó holdbázis számára a Philolaus-kráter, amely az ÉSZ 72,1; NY 32,4 ponton helyezkedik el. A PC kopernikuszi korú, és a közép-keleti részén található becsapódási olvadéklerakódások a Holdon felfedezett legfiatalabb lávafolyások közé tartoznak, ez azt jelenti, hogy a lávacsövekhez vezető lejárat elég stabil lehet. A megfigyelések viszonylag kör alakú aknák létezésére derítettek fényt, amelyeket lávacsövek tetőablakaként vagy áramlás utáni jellegzetességként értelmeztek. A pólushoz közelebbi aknákat nem találtunk. Ez lehet a felszín alatti üregek és a holdfelszíni környezeti viszonyoktól elszigetelt nagyobb felszín alatti üregek potenciálisan hatalmas hálózatának a hozzáférése. A Philolaus-kráter talaján, a lávacsőaknák közelében számos viszonylag vízszintes és sima, leszállóhelynek alkalmas területet azonosítottunk. A földi kommunikáció lehetséges, mivel a Philolaus-kráter legtöbb helyéről közvetlenül látható.

Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le, milyen technikákat és anyagokat használna.

Kétlépcsős küldetést fogunk alkalmazni.
Az első szakasz robotizált lesz, amely számos autonóm egységet tartalmaz, amelyek képesek összekapcsolódni, megerősíteni a tengelyt és felépíteni a külső kupolát. A felhasznált anyag holdi regolit lesz, amelyet mikrohullámok vagy lézer segítségével hővel szintereznek. A nyomtatási technikák a régi fazekasságban használtakkal megegyezőek lesznek, egy felfelé haladó spirál, ahol a felső réteg az alsó réteg fölé épül. Az akna belsejében egy háromszintes szerkezet lesz Az emeletekre úgy döntöttünk, hogy a legjobb megoldás egy részben rugalmas kábelrendszer, amelyet az akna falához rögzítenek, mint egy pókhálót A legénységnek kell majd felfújnia a főmodulokat és összeállítania a csatlakozórendszereket.
A felfújható moduloknak nincs merevségük. Ennek megoldására a rovarszárnyak által inspirált integrált kialakítást javasoltunk. Lesz egy további, műgyantával töltött mikrocsövekből álló réteg, amely képes merevvé tenni az egész szerkezetet.

Víz
Élelmiszer
Villamosenergia
Air

A Luna 24 óta számos extrakciós rendszert fejlesztettek ki, de mindegyiknek ugyanaz az alapelve: az anyagot felmelegítik, hogy a víz gáz formájában felszabaduljon, és felfogják.
Szándékunkban áll valamit használni, ami az ESA új, az Airbus által tervezett Advanced Closed Loop System (fejlett zárt hurokrendszer) alapján készült. Hasonló rendszereket a NASA is kifejlesztett. Az anyagcsere-folyamatok során keletkező CO2-t eltávolítjuk a modulok légköréből, és egy Sabatier metanizációs reaktorban H2-vel reagálva metánt és vizet termelünk. A nagy hatékonyságú zárt körfolyamat az O2 közel teljes elzárását eredményezi, ami jelentősen csökkentené a szükséges vízutánpótlás mennyiségét.

Az akvapónikus rendszer modulja számára kijelölt hely 6 méter sugarú. Középen kell lennie a halak és garnélarákok tartályának és a növekedési tálcák ellenálló szerkezetének, 8-10 szinten. A tálcáknak önállóan kell tudniuk forogni a központ körül.
Az akvapónia körül barna alga és élesztő nő. Az alga/élesztő tartályok egy kör alakú sínen fognak forogni. Szándékunkban áll alginát kivonatot használni bio tinta alapanyagként az élelmiszerek nyomtatásához.
Tervünk 500 m²-es növekedési területet kínál, ami elméletileg elegendő ahhoz, hogy négy tag számára elegendő termést biztosítson. Figyelembe vettünk némi állati fehérjét a halak/ garnélarákok tartályából.

A Kilopower 235-ös urániumot használó hasadási reaktorok, amelyek Stirling-motorokat hajtanak meg villamosenergia-termelés céljából. Az egyes egységek 1-10 KWe teljesítményt állítanak elő. A várható élettartam 12-15 év.
Az első tesztet 2017-ben végezték (KRUSTY), amely kevesebb mint 2 méter magas volt. A teszt sikeres volt.
A külső kupolához termoelektromos generátorokat (Seebeck-generátorokat) terveztek. A Földön, ahol a hőmérséklet-ingadozás kicsi, a hatásfok csökken, de a holdfelszínen működnie kell. a második szakaszban napenergiát használnak majd, a holdi vákuumos lerakóhoz hasonló rover által a földre nyomtatott energiacellák segítségével.

A szén-dioxid/víz oxigénné és glükózzá történő átalakításához egy Chlorella-alapú generátor használata mellett döntöttünk. Az elképzelés az volt, hogy egy olyan kompakt egységet tervezzünk, amely képes egy személyt zárt környezetben eltartani. A mikroorganizmusok genomjában nincs előre meghatározott szaporodási szám, így tisztességes szaporodási arányt lehetett fenntartani. Az élettartamot csak a technológiai összetevőknek kellene korlátozniuk.
Tervünk a Szibériai Szövetségi Egyetem folyóiratában közzétett eredményeken alapul. Biology 1 (2008) 19-39, amely szerint 17 liter Chlorella-kultúra térfogata 8 m²-en elegendő 70 kg testtömeghez.

Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Milyen anyagokat használnál?

[54]

A Holdon a környezet nagyon veszélyes az űrhajósok számára. Magyarázzátok el, hogyan fogja őket megvédeni a holdi táborotok.

A védelemnek három összetevője van: hő-, sugárzás- és meteoritvédelem.
Figyelembe véve az előre jelzett hőmérsékleteket (nappal/éjszaka; napos/árnyékos; belső/külső) és a bázis belsejében zajló számos exoterm folyamatot, a hőmérséklet szabályozásához rugalmas hőcserélő rendszerre van szükség.
A sugárzás elleni védelem első rétege maga a holdfelszín lesz, mivel a bázis nagy része a föld alatt lesz.
A külső kupolának egy extra védőréteggel kell rendelkeznie, valószínűleg valamilyen hidrogénben gazdag anyagból. Szerintünk a polietilén a legjobb megoldás.
A hosszú távú küldetésekhez aktív védelmi rendszerre van szükség. A rendelkezésre álló legjobb megoldás egy kétrétegű pajzs, kívülről egy elektrosztatikus pozitív mező, amely taszítja a pozitív részecskéket, belülről pedig egy negatív mágneses mező.
A meteoritok elleni védelemre nincs tökéletes megoldás.de a bázis nagyrészt a föld alatt van, a külső kupolát pedig regolittal lehetne fedni.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

Legénységünket egy orvos/pszichológus, egy geológus, egy építőmérnök/bányamérnök, egy biológus/agronómus, egy informatikus, egy asztrofizikus alkotja.
A legénység egészségügyi állapota jó, nem jelentettek semmilyen problémát. Miután , a középső modulban elfogyasztott reggelit, az összegyűjtött tudományos adatokat továbbítják a Földre. A legénység néhány személyes üzenetet kap.
A biológus elhagyja a központi modult, hogy leereszkedjen az üvegházhoz zárt laboratóriumába. A holdi körülmények között csírázó növényekről szóló tanulmánya létfontosságú a bázis népességének bővítéséhez.
A lávacsövek tökéletes helyet biztosítanak egy valódi kolónia felépítéséhez a Holdon, de az élelmiszer- és energiaautonómia a kulcstényező.
Az asztrofizikus nem túl boldog, a kráter belsejében elhelyezett gigantikus rádióteleszkópja még mindig nem működik jól, ezért egész nap a régi adatokat kell átnéznie, hogy megtalálja és kijavítsa a problémákat. Az alsó modulban rengeteg munka vár az akvapónia-rendszeren. Tegnap 20 tálcát szigeteltek el, most a belső felületüket kell megtisztítani és fertőtleníteni, hogy újra beilleszthessék őket az élelmiszer-termesztési ciklusba." Az informatikus még evett, amikor a konzolján riasztás kezdett világítani, egy újabb bányászati egység állt le. Ezek az autonóm egységek voltak azok a régi gépek, amikkel az akna belső burkolatát nyomtatták, és a külső kupolát, csoda, hogy még működnek. A multifunkciós robotot vissza kell vinni javításra, és ez egy sétát jelent a szabadban. Általában a geológust szokták a felszínre küldeni, de ezúttal a legénység orvosa/pszichológusa azt javasolja, hogy az informatikusra bízzák a sétát. Ő a munkáját végzi, áttekintve a legénység fizikai kényelmét. A geológusnak a regolit elemzéséből elég adat áll rendelkezésére. Ezeket az adatokat elküldi a földi laboratóriumoknak, hogy elemezzék a múltbeli naptevékenységet, és talán összekapcsolják a történelmi klímaváltozással. Álma, hogy megoldja a földi energiaválságot, a hélium-3 bányászata a Hold felszínén, ahogy azt az "Artemis Project" becslések szerint tervezte, még mindig nem megvalósítható. A hélium ott van, a megjósolt mennyiségben, de egy holdi űrlift hiányában a Földre való szállítás megfizethetetlen lenne.A bányamérnök újabb kutatásra készül a lávacsövekben, nagy jéglelőhelyet talált, egy természetes kupola belsejében, a felszín alatt, most integritás-szimulációkat végez.



← Minden projekt