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: Cynthia
Tudor Vianu Nemzeti Számítástechnikai Középiskola Bukarest Románia 15-16 éves korig
Külső nézegető a 3d projekthez
A projekt leírása
[42] |
|||
Írja le a Holdtábor projektjét.
A Cynthia, a Holdtábor projektünk egy holdi bázisból áll, amely öt űrhajósnak ad otthont. A település egy lávacső közelében, a Hold déli pólusán helyezkedik majd el. Olyan tábort terveztünk, amely két fő részből áll: az egyik a lávacső belsejében, ahol az emberek élni fognak, a másik pedig a Hold felszínén, a lávacső közelében, amely hatszög alakú. A hatszög mindkét oldalához öt félgömb csatlakozik, amelyek üvegházként, laboratóriumként és bejáratként szolgálnak. A település két részét egy lift köti össze a lávacsőből a felszínre, és egy folyosó a liftből a hatszögbe. A főépület mellett egy garázs építését is fontolóra vettük a roverek és más járművek számára, valamint egy napelemekből álló fal építését. Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?
Holdtáborunkat a Shackleton-kráter közelében lévő lávacsőben szándékozunk felépíteni, amely a Hold déli pólusába vezet. Azért választottuk ezt a helyet, mert ismert, hogy a Nap állandóan megvilágítja. Ennek következtében folyamatosan hasznosítani tudjuk a napenergiát. Ráadásul a NASA Lunar Prospector által végzett mérések nagy mennyiségű hidrogént jeleznek a Shackleton-kráter belsejében, ami jég lehetséges létezésére utal. Mint korábban említettük, egy kisebb lávacsőben épül majd fel a holdi bázis egy része. Ez testesíti majd meg a hálószobát, a konyhát, a fürdőszobát és a tornatermet, mivel ott a hőmérséklet állandóan 20°C. A lávacső továbbá nagyszerű védelmet nyújt a kozmikus és a napsugárzás, valamint a Hold felszínére becsapódó apró meteoritok ellen. Az űrhajósok könnyebben hozzáférhetnek a föld alatti erőforrásokhoz is. Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le, milyen technikákat és anyagokat használna.
A Cynthia megépítése a Földről importált anyagokból túl drága lenne, ezért helyette holdi erőforrásokat kell használnunk. Egy, a NASA RASSOR nevű robotjához hasonló robot fogja begyűjteni a holdi talajt, egy másik robot pedig a nyert regolitot az űrhajósok hulladékából származó műanyagokkal kombinálja, hogy polimer kompozit betont alkosson. Ezután egy 3D nyomtató végzi majd a fennmaradó munkát, amely abból áll, hogy ebből a keverékből falakat, bútorokat és eszközöket készít, miközben teljesen automatikusan dolgozik. A külső falaknak hat méter vastagságúnak kell lenniük, hogy védelmet nyújtsanak a sugárzás ellen, a Holdtábor falainak belső rétegei pedig egy űrruha belsejéhez lesznek hasonlóak. Ezeket a rétegeket is teljes egészében robotok építik majd. Ennek következtében az űrhajósok biztonságban vannak, mi pedig nagy összegeket takarítunk meg. |
|||
Víz
|
Élelmiszer
|
Villamosenergia
|
Air
|
A Holdon az élet fenntartásához elengedhetetlen a víz. Mivel túl drága a Földről szállítani, ezért a holdi regolitból kell kinyernünk. A talaj kitermelése a Hold déli pólusának közelében található Shackleton-kráterben történik majd. Ezután a begyűjtött talajt, amely a NASA Lunar Reconnaissance Orbiter által visszaadott adatok szerint akár 20% jeges vizet is tartalmazhat, felmelegítik és megtisztítják, biztosítva öt űrhajós napi vízszükségletét. Egy űrhajós naponta legfeljebb 4,5 liter vizet fogyaszthat. |
Az űrhajósok által igényelt tápláléknak napi 3000 kalóriát, kalciumot és D-vitamint kell tartalmaznia, amelyek szükségesek a csontok lebomlásának megakadályozásához. A kezdeti szakaszban a Földről küldött csomagolt élelmiszert fogyasztanak majd, és étkezésüket fokozatosan a hidroponikus rendszert használó mezőgazdasági modulokban termesztett élelmiszerrel váltják fel. Ennek lényege, hogy tápanyagokban gazdag oldatot és vizet ködösítenek egy kis, nyomás alatt álló kamrába, amelyben a növény gyökerei vannak. Lehetőségünk lesz szójabab, édesburgonya, hagyma, quinoa és saláta termesztésére. |
Holdkutató állomásunkat a Shackleton-kráter peremén elhelyezett napelemek fogják táplálni, mivel ez a terület szinte folyamatosan napfényt kap. A kinyert energia egy részét egy akkumulátorban tároljuk majd, amelyet holdfogyatkozás esetén használunk. A szállítmány szállítása ütéselnyelő anyagokkal, például kevlárral és grafénnel védett vezetékeken keresztül történik majd. A kezdeti fázisban az állomás a Földről hozott akkumulátortelepekkel fog működni, amelyeket a fotovoltaikus rendszer kiépítése után vészhelyzeti energiatárolóvá alakítanak át. |
Egy átlagos embernek naponta körülbelül 0,84 kg oxigénre van szüksége, így öt ember esetében naponta körülbelül 4,2 kg oxigént kell előállítanunk. Az oxigén előállításának fő módja a regolit karbotermikus redukciója, amely bőségesen tartalmaz oxidokat, például SiO2-t. A holdi talaj fémes oxidjait metánnal redukálva szén-monoxid és hidrogén keletkezik. Ezután a szén-monoxid hidrogénnel reagálva vizet és metánt képez, amelyet az első reakcióban újrahasznosítanak. Ezután a vizet elektrolízis útján oxigén és hidrogén keletkezik. |
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 Holdon a légkör hiánya veszélyes helyzeteket jelent az űrhajósok számára, ezért a mi feladatunk, hogy megvédjük őket. A holdi regolitból és műanyagból készült, hat méter vastag külső falak, amelyeket a rétegek között vízzel töltenek fel (hogy megvédjék az űrhajósokat a napkitörések ellen), elegendőek ahhoz, hogy az űrhajósok biztonságban legyenek az erős sugárzástól és az aszteroidáktól. A Holdon a szélsőséges hőmérsékletek nem okoznak gondot, mert a Cynthia belső része hasonló szerepet tölt be, mint az űrruháké: különböző funkciót betöltő rétegekből áll, mint például a ripstop réteg, a Mylar szigetelőrétegek és a hólyagréteg, így állandó 18-24°C-os hőmérsékletet lehet tartani, és elegendő oxigént lehet biztosítani. |
|||
Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.
Holdtáborunk holdi előőrsének létrehozása alapvető szerepet játszik a világegyetemmel kapcsolatos tudományos ismeretek fejlesztésében az űrhajósok által gyűjtött információk segítségével. A Holdon egy nap felfogása elvont, bár az űrhajósok napirendje az emberi egészségre gyakorolt közvetlen hatás miatt megköveteli a természetes cirkadián ritmus fenntartását. Ezáltal a legénység szigorúan betartja a szigorú menetrendet. A program egy 24 órás hipotetikus nap reggel 6 órakor történő ébredést feltételez. A napi 8 órás pihenésre kialakított terület a földalatti szinten található alvó részleg, amely öt kis fülkéből áll, mindegyikben egy-egy hálózsákkal. A levegőelosztást folyamatosan szabályozni kell, és a szellőzésnek hatékonynak kell lennie, hogy csökkentsék az oxigénhiány kockázatát. Tekintettel a környezet mikrogravitációjára, a reggeli rutin és a személyes higiéniai tevékenységek nehezebbek, mivel a vízkészlet korlátozott és a fogyasztás szempontjából elsőbbséget élvez. Mind az öt asztronauta naponta háromszor étkezik, biztosítva az alapvető fehérjéket, lipideket, szénhidrátokat, vitaminokat és ásványi anyagokat, biztosítva a kiegyensúlyozott táplálkozást, a tárolóegység és az üvegház alapvető struktúrák a felszíni szinten. Emellett a legénységnek napi feladatokat kell ellátnia, elsősorban a biztonságot és fenntarthatóságot biztosító karbantartási feladatokat, illetve a felszíni szinten található két laboratóriumban végzett kísérletek adminisztrációját és felügyeletét. A tartórendszerek napi ellenőrzése létfontosságú, mivel a rendszer kialakítása csökkenti az ellátási igényeket, és a hulladék nagy részét újrahasznosítja. A stressz csökkentése, valamint az izomtömeg és annak tónusának megőrzése érdekében a legénység tagjai körülbelül két és fél órát töltenek a tornateremben az edzőgépekkel való gyakorlással, mivel a mikrogravitáció kedvez az izmok erővesztésének. A nap végére, amikor minden feladatot elvégeztek, az asztronauták az estéjüket tetszésük szerint tölthetik, megpihenve a sűrű programjukból. |