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: Holdjárók

Collège Champittet  Pully    Svájc 15-16 éves korig

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

[42]

Írja le a Holdtábor projektjét.

Holdtáborunk célja, hogy a leghatékonyabb, legpraktikusabb és legbiztonságosabb környezetet biztosítsuk 2-4 űrhajós számára, amelyben hosszabb ideig élhetnek.

Úgy döntöttünk, hogy a tábor két lakóegységből, három földalatti modulból (az erőforrások/víz tárolására és üvegháznak), egy kommunikációs központból, egy földalatti laboratóriumból, egy vízfúziós-szűrő létesítményből, egy nukleáris akkumulátorból (a tábor többi részétől biztonságos távolságban) és egy napelemes mezőből áll.

A különböző modulok közötti ingázás kültéri alagutakon keresztül történne, ami biztonságos és hatékony összeköttetést tesz lehetővé. A légzsilipek szintén biztosítják a biztonságot az összes tér között.

A tábor szerkezete az egyes modulokból állna, amelyeket körülbelül 5-10 méter hosszú alagutak kötnének össze, hogy katasztrófa esetén minden modul biztonságosan el legyen szigetelve a veszélytől.

A tábor minden létfontosságú szükségletet biztosít rendszeres létesítményeken keresztül.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Alapos kutatást követően a Holdsarkok nagy krátereinek peremén lévő magas hegyeket választottuk ki a helyszínre vonatkozó kritériumaink (hőmérséklet, víz elérhetősége, anyag elérhetősége, napenergia-felvételi potenciál és tudományos érdeklődés) alapján.

Először is, a holdi pólusok értékes jeget tartalmaznak, amely egyedülálló a pólusokon, és tudományos szempontból értékes. Továbbá a Holdon végzett kísérletek után remélhetőleg iható lenne a fúziós szűrőberendezésünknek köszönhetően. Az elektrolízis révén a víz hidrogénre és oxigénre is szétválasztható, üzemanyagként és létfenntartásként.

A másik kulcsfontosságú erőforrás a napfény, amely gyakorlatilag örökké tartana, köszönhetően a magasan fekvő helyzetnek és a holdi pólusoknak, ami azt jelenti, hogy a napelemek folyamatosan energiát gyűjtenének.

Végül, a Hold pólusain állandóbb a hőmérséklet, szemben a felszín többi részének szélsőséges hőmérséklet-ingadozásával, ami azt jelenti, hogy az űrhajósok számára sokkal könnyebb lenne az új környezethez való alkalmazkodás, valamint a berendezések karbantartása.

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

A külső épületek (geodéziai kupolák, alagutak és egyéb épületek) esetében egy 3D nyomtatási koncepciót fogunk alkalmazni, amely a holdi talajt használja majd az építőanyag fő összetevőjeként. A gép egy robotkarból áll majd, amely "Lunarcrete" néven ismert geopolimer betonkeveréket nyomtat, amely elsősorban holdi regolitból áll, amelyet a LEB (Lunar Excavation Blade - holdi ásólapát) segítségével fogunk kitermelni. Emellett a holdi talajban található szilícium-dioxid és vastartalmú ásványok egyedülálló keveréke mikrohullámok segítségével üvegszerű szilárd anyaggá olvasztható.

A földalatti épületekhez, mint például a raktár és az üvegház, az űrhajósok a LEB-et fogják használni, amely képes nagy lyukak ásására, amelyeket később a 3D nyomtató robotkarral fejeznek be a falak építéséhez. A holdi kotrógépet a bázis körüli földterület megtisztítására és terraformálására is lehet használni más építési projektekhez, például leszállóhely és napelemmező kialakításához.

Víz
Élelmiszer
Villamosenergia
Air

A bázis gyakorlati elhelyezkedésének köszönhetően a Hold pólusain, amelyek 600 millió tonna közel tiszta jeget tartalmaznak, ez lehet a fő vízforrás. A bázisunk szélén található fúziós szűrőberendezés fogadja majd a kitermelt jeget, és teszi ihatóvá (több fizikai és kémiai folyamat révén), így az űrhajósok igen nagy mennyiségben juthatnak hozzá ehhez a létfontosságú erőforráshoz, amelyet nemcsak ivásra, hanem egyéb higiéniai feladatokra, például zuhanyozásra és WC-re is használhatnak.

A bázis első űrhajósai számára a fő élelemforrás a Földről hozott élelmiszer lesz, konzerv és dehidratált formában. Az első űrhajósok számára az első út során hozott élelemnek elegendőnek kell lennie addig, amíg az élelem előállítása el nem kezdődik az üvegházban (egy külön földalatti modulban). Az üvegház nemcsak a létfontosságú oxigént fogja előállítani, hanem olyan élelmiszereket is képes lesz termeszteni, mint a burgonya, paradicsom, cékla stb. Később az üvegház bővíthető, hogy több árut termelhessen a jelenlévő űrhajósok számától vagy a tárolókapacitástól függően.

Először is lesznek napelemek, amelyek a Hold sarkvidékén a magas és állandó napfény miatt igen hatékonyak lesznek. A napelemmező mellett elhelyezett két akkumulátor tárolja majd az összegyűjtött energiát.
Ezután lesz egy nukleáris akkumulátor, amely a fő bázistól biztonságos távolságban helyezkedik el. A hélium-3 bőségesen megtalálható a Hold talajában (ahol a napszél évmilliárdok alatt keletkezett), és egy életképes fúziós reaktor kulcsfontosságú összetevője. Nem hagy maga után sugárzó hulladékot, és kilogrammonként nagy az energiakihozatal.

Az űrhajósok számára a légzéshez szükséges oxigént kezdetben egy mesterséges életfenntartó rendszer formájában fogják felhasználni, amely elegendő oxigénnel látja el őket, amíg az üvegház eléggé működőképes lesz ahhoz, hogy oxigént termeljen, és a fő forrássá váljon. Az üvegházban lesz egy külön terület az oxigéntermelő növényeknek, például az areca-pálmának, a neem-fának és a Sansevieria Trifasciata Zeylanica (kígyónövény).
Ezután a holdi talaj 40-45% tömegű oxigén, ami azt jelenti, hogy 2500 Kelvinre melegíthető napenergiával és ásványi anyagokkal, hogy 100 gramm belélegezhető oxigént termeljen minden kilogramm talajra.

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.

Miután minden létfontosságú erőforrást korábban lefedtek a létesítményeink és a speciális moduljaink, a fennmaradó fő veszélyek közé a sugárzás, a meteoritok és a hőmérséklet tartoznak.

A geodéziai kupola alakú modulokat úgy tervezték, hogy szétterüljenek és minimalizálják az esetleges ütközéseket, a merev falak átlagos vastagsága pedig 0,5 méter körül van, ami elegendő a kisebb aszteroidák és a napsugárzás elleni védelemhez, valamint a hideg holdi hőmérséklet elleni szigeteléshez. A holdi pólusok körül számos lávacső is található, amelyeket régen a Holdon kiáramló bazaltláva alakított ki. Ezek akár 300 méter szélesek is lehetnek, és stabilan -20°C-os hőmérsékletűek. Ezek a lávacsövek felhasználhatók a holdi bázis jövőbeli bővítéséhez, vagy másodlagos lehetőségként arra az esetre, ha az első helyszín megsérülne vagy egyszerűen működésképtelenné válna.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

Az egészség megőrzése érdekében az űrhajósoknak rendszeres alvási rendet kell tartaniuk, 8-9 órát kell aludniuk, és 16 órát kell ébren maradniuk.

Ébredés után az űrhajósok az egyik lakókörletben étkeznek, és eligazítást tartanak a napról. Az erős izmok és csontok megőrzése érdekében naponta legalább 2 órát kell edzeniük, mivel a Hold gyenge gravitációja negatív hatással lehet a Földre való visszatérésükre.

Az űrhajósok azonban kezdetben teljes egészében a tábor építésének szentelték volna magukat. Az űrhajósok először a holdi földet/regolitot ásnák ki nagy mennyiségben a holdi ásószárnak (Lunar Excavation Blade, LEB) köszönhetően, majd a tulajdonságait tesztelő kémiai eljárásokon mennének keresztül, és a 3D nyomtató robotkarral hasznos "holdbetonná" alakítanák a bázis építéséhez.

A tábor befejezése után az űrhajósok napja főként kutatásból és kísérletezésből állna. Vagy csapatban dolgoznának, vagy egyénileg kutatnának, attól függően, hogy milyen önálló szaktudással rendelkeznek, és milyenek a körülmények vagy a kísérlet követelményei.

Egy űrhajós például az űrben való élet emberekre és növényekre gyakorolt élettani hatásaival foglalkozhatna, tesztelve és kísérletezve az űrhajósokon és az üvegházban a nap különböző időszakaiban. Egy másik űrhajós magát a Holdat kutathatná, felfedezve és elemezve a környezetet (táj, meteoritok, sarki jég), és kísérletezve a holdi talajjal/regolittal a laboratóriumi létesítményben. Még egy űrhajós teljes mértékben a tábor jólétének szentelné magát. Ő felügyelné a tábor működését és különböző mechanizmusait, például a napelemeket, a nukleáris akkumulátort, az üvegházat, a tároló létesítményt, a kommunikációs létesítményt stb. Ha csak 2 űrhajós lenne jelen, mindketten rendszeresen felügyelnék a bázis működését és összetevőit.

A tábor mérete, összetettsége és fontossága miatt folyamatosan ellenőrizni kell a tábor állapotát. A nap végén és az utolsó étkezés alkalmával az összes űrhajós a lakóhelyiségben találkozik és megbeszélést tart. Emellett az egész tábor utolsó ellenőrzését is el kell végezniük, mielőtt lefeküdnének aludni.

A 16 órás "ébrenléti időszak" lényegében 3 étkezésből áll, amely alatt az űrhajósoknak találkozniuk kell, 2 óra fizikai kondicionálásból, kutatásból és kísérletezésből, valamint a holdi bázis folyamatos karbantartásából.



← Minden projekt