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. |