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: CAMS Nova

Kaliforniai Matematikai és Tudományos Akadémia  Carson    Egyesült Államok 17-18 évesek Harmadik hely - Nem ESA-tagállamok

Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

[42]

Írja le a Holdtábor projektjét.

Az Moon camp projektünk 8 fő struktúrából áll, amelyek mindegyike fontos célt szolgál. Az üvegházunk célja az űrhajósok élelmezésének biztosítása. Az asztronauták kutatásokat végeznek és projekteken dolgoznak a laboratóriumunkban, amely lisztkukacos dobozokat is tartalmaz. Van 5 lakómodulunk, amelyek egy közösségi térrel vannak összekötve. További lakómodulok építhetők a 3-D nyomtatónk és a regolitfeldolgozó üzemünkből származó regolit segítségével. A légszűrő rendszerek központja elosztja és szabályozza a levegő áramlását az épületekben. Egy másik épületünk a víztisztító és vízkivételi üzem, amely a holdi jég mikrózásával szolgáltat vizet. Holdtáborunkban van egy centripetális mesterséges gravitációs állomás is, amelyet az űrhajósok rendszeresen látogathatnak, hogy a földi gravitációban gyakorolhassanak. A holdtábor fő energiaforrása a Napelemmezőből származik, amely a nap 75-99% napszakában biztosítana energiát.

Hol szeretnéd felépíteni a Holdtáborodat?

Azért döntöttünk úgy, hogy a holdi bázisunkat a holdi pólusoknál építjük fel, mert ott a legtartósabb a környezet az űrhajósok számára. A Holdsarkok hőmérséklete lényegesen kevésbé kemény, mint a Hold többi részén. A pólusokat az idő 86-89 százalékában napfény világítja meg, és a szinte állandó napfény miatt a hőmérséklet kevésbé ingadozik drasztikusan. Ez megkönnyíti az űrhajósok számára optimális hőmérsékletű életkörülmények szabályozását. A holdi pólusok számos erőforrásnak is otthont adnak, többek között a holdi jégnek, amely egy lehetséges vízforrás. Ezek a Hold állandó holdi árnyékában találhatók, amelyeket eddig csak a pólusoknál találtak. Ezen kívül számos kráter és barlang található a választott helyszínünkön. Ezeken a területeken földalatti épületeket lehet építeni, növelve a légnyomás, az aszteroidabecsapódások és a hőmérséklet-változások elleni védelmet.

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

A Holdtáborunk építményei részben a Földön épülnek, de nem kerülnek összeszerelésre. Számos szerkezetünket, beleértve a lakóterületünket és laboratóriumunkat alkotó geodéziai kupolákat is, úgy terveztük, hogy a könnyebb szállítás és a helytakarékosság érdekében részekre lehessen hajtogatni/ szétszedni. A Hold felszínén való hatékony munkavégzéshez igazított ipari építőgépek a szerkezetek és az űrhajósok előtt érkeznek majd, hogy megtisztítsák a holdi terepet. Programozott puha robotok segítenek majd a holdi tábor építésében. Mivel a lágy robotok hajlékony anyagokból készülnek, rugalmasak, többféle feladatot képesek elvégezni, és biztonságosabbak az emberek számára. Ezek a robotok a holdtábor felépítése után is segíteni fognak a szerkezetek javításában. Az új épületek gyorsan épülnek majd additív gyártás segítségével, mivel egy óriási ipari 3D nyomtatót hozunk magunkkal, hogy a bőségesen rendelkezésre álló regolit felhasználásával építsük meg a szerkezeteket.

Víz
Élelmiszer
Villamosenergia
Air

Mivel a víz az emberi túléléshez szükséges létfontosságú erőforrás, úgy döntöttünk, hogy a tábort a holdi pólusoknál állítjuk fel, ahol vízforrások találhatók. A holdi jeget mikrohullámú modulok segítségével olvasztjuk meg, hogy vizet biztosítsunk a hidrológiai rendszerünk számára, amelyet mezőgazdaságra, hidratálásra, higiéniára, energiára és kutatásra fogunk használni. A hidrogén üzemanyagcellák, amelyek segítik a generátorokat az áramtermelésben, a vizet fotolízisre késztetik, oxigénmolekulákat és hidrogénionokat hozva létre a rakétaüzemanyaghoz. A hulladékként keletkező felesleges vizet összegyűjtik, és az üvegházhatást okozó szivárgásból származó vízzel és az elfogadható emberi szennyvízzel kombinálják, hogy újrahasznosíthassák.

Táborunk kiegyensúlyozott étkezési tervet tart fenn, amely többféle élelmiszerforrást tartalmaz. Az újrahasznosított vizet és földet használó üvegházakban termesztett, magas tápértékű növények biztosítják majd a szénhidrátokat.Az üvegházat zsebes fémszerkezetek erősítik meg, amelyek védelmet nyújtanak a meteoritok ütközése ellen, ugyanakkor lehetővé teszik a fény bejutását, és adaptálható az akvapónia számára, ha a talaj szűkössé válik. Annak érdekében, hogy az űrhajósok minden szükséges tápanyaghoz hozzájussanak, a laboratórium vitaminkiegészítőket és zsírokat állít elő. Az üvegházi növények mellett egy lisztférgekből álló farm biztosítja az űrhajósok számára a szükséges fehérjét, mivel a lisztférgek gyorsan szaporodnak és rendkívül táplálóak.

A tábor a napenergiát a Hold pólusainál hasznosítja, ahol a napsugárzás erőssége meghaladja az 1367,6 W/m^2-t, egy napelemes mezőt használva, amely a Nap felé mozog. Az elektromosság egy részét akkumulátorokban tárolják, hogy a holdfogyatkozások idején is használhassák. Az elektromechanikus generátorok is termelnek villamos energiát, amelyeket a Centripetális Erő Űrállomás örökké működtet. Az állomás folyamatosan forog, és mechanikus energiát szolgáltat, miközben mesterséges gravitációt is létrehoz. Az állomás forgása rendkívül hatékony; a Hold csökkentett gravitációja miatt a gravitációt szimuláló megfelelő fordulatszámon történő forgás elindításához szükséges erő csökken.

Alapvető fontosságú, hogy az emberi életkörülményekhez optimális légkört biztosítsunk. Az oxigént a táborban több forrásból biztosítják, beleértve az üvegházakban lévő növények fotoszintézisét is. Ezenkívül oxigéngenerátorok fogják felhasználni a szén-dioxidot és a vizet, hogy több oxigént állítsanak elő. A Légszűrő rendszerek központja elosztja és szabályozza a különböző épületekben az egyenletes légáramlást, és fenntartja a nitrogén, oxigén, argon és egyéb anyagok megfelelő százalékos arányát, ami megakadályozza a szén-dioxid okozta fulladást. A Levegőszűrő Rendszerek Központjában alga-tartályok is találhatók, amelyek tápanyagot biztosítanak a fogyasztáshoz, valamint segítik az oxigéntermelést.

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 zord, szélsőségesen meleg és hideg éghajlat uralkodik. Az űrhajósok védelme érdekében a Holdon uralkodó körülményektől létesítményeink szabályozott hőmérsékletűek. Az alacsony gravitációs szint az űrhajósok csont- és izomvesztéséhez vezet. Holdi táborunkban van egy mesterséges gravitációs terem, ahol az asztronauták edzőeszközökkel tudják használni, hogy megelőzzék izom- és csontrendszerük súlyos károsodását. Az Űrtábor épületei gömb alakúak, úgy épültek, hogy ellenálljanak a mikrometeoritok becsapódásának. Olyan szerkezeteket használnak, mint a geodéziai kupola, hogy a modulok biztonságosak és tartósak legyenek. A Holdon élve állandó sugárzásnak van kitéve. Az űrállomásunkon élő űrhajósokat egy elektromágneses mezőgenerátor védi, amely blokkolja a sugárzást. A lakótér, a tárolótartályok, a légszűrő központ, a mikrohullámú vízkivételi modul és a hidrogén üzemanyagcellák egy földalatti alagútban helyezkednek el, ami még inkább megvédi az űrhajósokat a sugárzástól, az éghajlattól és a meteoritoktól.

Írja le a Holdon töltött napot a Holdtábor űrhajós legénységének.

Egy űrhajós napja a Holdtáborban reggel 6 órakor kezdődik és este 9 óra körül ér véget. A napirendjüket a Nemzetközi Űrállomáson élő űrhajósok napirendje alapján alakították ki. Holdtáborunk lakói naponta háromszor étkeznek, és két órányi testmozgást kell végezniük a centripetális mesterséges gravitációs űrállomáson. Az alacsony gravitációs környezetben való élet károsítja a csont- és izomtömeget, 1-2% csonttömegünk 1-2% csonttömegünk romlik le mindössze egy hónap alatt. A földi gravitációs körülmények között végzett testmozgás megakadályozza az űrhajósok testének hosszú távú gyengülését. Napközben a legénység tagjai a saját szakterületüknek megfelelően dolgoznak, a kutatók pedig felügyelik projektjeiket és elemzik adataikat. Azok a kutatók, akik megkapták a táborban végrehajtandó projektjeik jóváhagyását, azzal töltik az idejüket, hogy adatokat gyűjtsenek a táplálkozásról, az egészségükről, a Naprendszerről, a holdi jégről, a holdi talaj tulajdonságairól és sok másról. A legénység tagjai expedíciókra indulnak, hogy felfedezzék és feltérképezzék a holdfelszínt, valamint új felületek és alagutak biztonságosságát teszteljék, hogy segítsenek eldönteni, milyen irányba bővüljön a tábor. A karbantartást és az építkezést emberi munkások végzik a puha robotok mellett, amelyek közelében sokkal biztonságosabb dolgozni, mivel engedékeny anyagokból készülnek, és levegővel vannak töltve, nem pedig kemény fémmel, mint a legtöbb robot. A laboratóriumban az űrhajósok olyan projekteken dolgoznak, mint például a holdi talajban található gőzlerakódások kutatása. A táborunkban folyó kutatási projekt egyik példája a regolit kémiai összetételének vizsgálata, amelyről nemrégiben kiderült, hogy mikrométeres méretű ásványi szemcséket tartalmaz, amelyeket vékony amorf peremek vesznek körül, ami arra utal, hogy napszélnek volt kitéve. Jelenleg az a tévhit él, hogy az amorf peremek sugárzás okozta károsodásból származnak, azonban az elektronmikroszkópos vizsgálatok azt mutatják, hogy az amorf peremek a Holdon becsapódó mikrometeoritok gőzzel lerakódott anyagából állnak, és további adatokat fogunk gyűjteni ezen új megfigyelések alátámasztására. A laboratóriumban a kutatások elvégzéséhez szükséges berendezések és kellékek elhelyezésén kívül lisztkukacok is vannak, amelyek jó tápanyag- és fehérjeforrást biztosítanak. A Holdtábor lakói a laboratóriumban épített távcsővel a Naprendszer más részeit is megtekinthetik.



← Minden projekt