moon_camp

Csapat: AstroACI

Amerikai Kollégiumi Intézet  Izmir    Törökország 15, 16, 17   2, 2, 2 / 0


Külső nézegető a 3d projekthez

A projekt leírása

A Holdtábor projektünk fő küldetése egy olyan önfenntartó környezet létrehozása a Holdon, amely egyszerre képes kutatási központként és más földönkívüli küldetések közvetítő indítóhelyeként is működni. Projektünk szakaszokból áll. Az első szakaszban arra összpontosítunk, hogy egy olyan kis környezetet hozzunk létre, amelyben az űrhajósok túlélhetnek, és távolról vezérelt berendezésekkel megépítjük a szükséges rendszereket. A közeli kráter belsejében atomreaktorokat helyezünk el, és egy 3D nyomtató rovert állítunk fel, hogy lehetővé tegyük az építkezést. Olyan minimális követelményeket, mint az oxigén/víz/élelmiszer/energia előállítása és egy lakóhely az űrhajósok számára az érkezéshez, el fognak érni. A nagyobb fő hub, egy létfenntartó rendszer és lakóhely kerül hozzá/építésre, valamint további anyagok, például egy nitrogéntartály az űrhajósok megérkezéséhez. Ezt követően megkezdődik a második szakasz. Ennek a szakasznak a középpontjában a tábor működéséhez szükséges egyéb fontos alkatrészek megépítése áll majd. Mivel az Első szakaszban már kialakítottak egy környezetet, az első űrhajósokat azért hozzák, hogy ellenőrizzék a hálószoba, a botanika és a tenyésztés beállítását. Megkezdődnek az első kisebb kísérletek és projektek. A következő lépés a Harmadik szakasz lesz, amely elsősorban a bázis bővítésére és megerősítésére fog összpontosítani. Például további alkatrészeket adnak hozzá, és szállítójárműveket hoznak, a fő csomópont tetejét kitermelt titániummal erősítik meg, és egy kilövőállást építenek.

2.1 Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort?

Bázisunkat az egyenlítői régióban, az Apollo 14 és az Apollo 12 leszállóhelyei között (lat:-1.92, lon:-23.4) szeretnénk felépíteni. Döntésünk mögött több ok is áll. Először is, a Ti, H3, H és Fe elemek bősége segítené a szerkezetek felépítését és az erőforrás-gazdálkodást. Másodszor, a napsugárzás és a holdrengések aránya alacsonyabb, így a bázis élettartama nagyobb lenne. Harmadszor, a Föld, a Hold és azon túl sokkal gyorsabb és könnyebb lenne a szállítás a sarkokhoz képest, mivel a gravitációs vonzás kisebb lenne. Negyedszer, mivel az Apollo 12 és 14 misszióknak köszönhetően korábban átfogó szeizmikus méréseket végeztek ezekben a régiókban, a szerkezet szilárd alapokra lenne helyezve. Végül pedig észrevettük, hogy a műszaki projekteknél néha figyelmen kívül hagyják a pszichológiát. Ha a bázis az egyenlítői térségben lenne, akkor a lélegzetelállító földi kilátás hozzájárulna az űrhajósok moráljához.

2.2 Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Írja le a technikákat, az anyagokat és a tervezési döntéseket.

Tervünk alapja egy hatszögletű szerkezet lesz, amely úgy néz ki, mint egy méhsejt alakú. A moduljaink hatszög alakú elrendezését többek között azért választottuk, mert egy hatszögletű rácsban minden egyes vonal a lehető legrövidebb, ha egy nagy területet a lehető legkevesebb hatszöggel vagy más geometriai alakzattal akarunk kitölteni, és a hatszögletű forma az egyik legerősebb szerkezet a természetben. Ez az egyik oka annak, hogy a méhek hatszögeket használnak a méhkaptárukban. A hatszögletű kialakítás az egyedülálló szervezési lehetőségek miatt is előnyös, 6 különböző és a középponttól egyenlő távolságra lévő sarok a modulok számára. Ennek a kialakításnak a bővíthetősége egy másik előnye. Így a kolónia növekedésével szimmetrikus és rendezett bővítésre lesz lehetőség. A moduljaink optimális esetben szorosan hasonlítanak az iglukhoz. Az Iglu modulok kör alakúak, ami egy Faraday-ketrecet hoz létre. Így biztosítja az elektromos áramkörök árnyékolásának előnyét. Ezenkívül minden igloo modul kis hatszögletű lyukakat tartalmaz a mennyezeten, amelyek összegyűjtik a fotonokat, és napos napokon a napfényt használják a kolónia megvilágítására. A homorú alakú üvegpajzs megakadályozza a gamma- és röntgensugárzás bejutását, és a 450-760 Nm hullámokat a központba gyűjti. Ha megnézzük a tábort az űrtől elválasztó falrétegeket, a rétegek elhelyezése a következő sorrendben történik: belső súrlódási gát, redundáns hólyagok, kevlár visszatartó réteg, és a külső héj, amely 3D nyomtatott regolitból készül.

2.3 A Holdon a környezet nagyon veszélyes az űrhajósok számára. Magyarázzátok el, hogy a holdi táborotok hogyan fogja megvédeni őket. (maximum 150 szó)

Az egyik külső veszélyt az aszteroida/meteor becsapódás jelentheti. Ahhoz, hogy felkészüljünk rájuk, tudnunk kell, honnan fognak becsapódni. Egy általunk végzett kutatás során, amely 28 kráter méreteit vizsgálta a bázisunk közelében (https://docs.google.com/spreadsheets/d/1X8LtUiE-8PiYrjb2in_Q5fpt0OCZN_zeHwBFdxhZddI/edit?usp=sharing), azt láttuk, hogy a kráterek oldalainak lejtéskülönbségei nagyon kicsik az egyenlítői régióban. Ezért a dómok csúcsainak kell a legerősebbnek lenniük, és előnyös lenne, ha összegyűjtött regolitból, integrált 3d nyomtatott madárcsont szerkezettel kombinálva készítenénk őket. A másik veszélyt a holdi por jelentené. Ennek a veszélynek a leküzdésére lesz egy mosórendszerünk, amely megtisztítja a ruhákat és a felszerelést a portól, és egy tökéletesen megelőző kilépési rendszer. Végül, a sugárzás elleni védelem érdekében ólmot fogunk használni a külső héjban, amelyet a tervek szerint a harmadik szakaszban építünk majd be.

2.4 Magyarázza el, hogy a Holdtábor hogyan fogja biztosítani az űrhajósok számára:

Víz
Élelmiszer
Teljesítmény
Air

Holdtáborunk a regolitot hidrogénforrásként fogja felhasználni a víz előállításához. Olyan regolitot fogunk gyűjteni, amely 50-75 ppm hidrogént tartalmaz. A regolitot ezután addig melegítjük, amíg ki nem gőzölög. Ezután a regolitból kinyert hidrogént oxigénnel történő elégetésével hasznosítjuk, ez táplálja a bázison keletkező biológiai hulladékot újrahasznosító komposztáló rendszerünket is. Ennek a módszernek persze megvannak a maga bajai, és a legfontosabb a módszertan hatástalansága. Ennek ellensúlyozására az ISS-hez nagyon hasonló vízvisszanyerő rendszert használunk. Ez a rendszer lehetővé teszi számunkra, hogy a legénység életfenntartásához használt víz elég nagy részét, 70-85 százalékát visszanyerjük.

Az űrhajósok számára 2700 kcal napi kalóriamennyiséget határoztunk meg. Ebből 500 kcal 3 tojásból, 1000 kcal burgonyából és 1200 kcal brokkoliból származik. A brokkoli a vitamin- és folsavszükségletet is kielégíti. Az asztronauták hidroponikus rendszert állítanak fel a zöldségek termesztésére. Az állattartás esetében az űrhajósok fehérje- és zsírszükségletüket sertés- és csirkehúsból, valamint tojásból fogják kielégíteni. Először ezekből az állatokból egy készletet lehet normálisan behozni, de a második szakasz után az állatokat embrióként fogják behozni. Mesterséges méhben, laboratóriumokban elhelyezett inkubátorokban fogják őket felnevelni, hogy később a tenyésztőmodulba szállítsák őket a természetesebb növekedés érdekében. Ez csökkenti a szállítási költségeket, és hozzájárul a tudományhoz is. Bármilyen vészhelyzet esetére konzerveket és további vizet is tárolnak majd.

A bázis energiaellátására egy maghasadási reaktor szolgál majd. A reaktor üzemanyagként nagy dúsítású uránt használ majd, hűtőközegként pedig folyékony nátriummal (amely 400 és 700 °C között szabadon áramlik) töltött hőcsöveket. A hőcsöveken keresztül szállított hőt a mag felett elhelyezett Stirling konverterekbe vezetik át. A Stirlingmotorok felett található a titán vízhűtő. Ez a vég biztosítja a Stirlingmotorok működéséhez szükséges hideget. A Stirling-motorok lineáris elektromos generátorok segítségével termelnek villamos energiát. Egy 10kwe-os reaktor kezdetben a pilóta nélküli roverek, drónok és hasonlók energiaellátására lesz bevetve, később a 3 fős legénység által lakott egyéb modulok ellátására 30-40kwe a cél. A reaktor térfogatát és súlyát feltételezve valószínűleg többszöri szállításra lesz szükség a bázis igényeinek kielégítéséhez.

A levegő 78% nitrogénből és 21% oxigénből áll. A nitrogént először a Földről kell behozni, de ha a nitrogén összetételére vonatkozó kutatásaink sikerrel járnak, további utak is szóba jöhetnek. Az ISS ECLSS-ével elektrolizálni fogjuk a vizet hidrogénné és oxigénné, a szén-dioxidból és a hidrogénből pedig metánt fogunk előállítani. A rendszer a hub közepén lesz elhelyezve, és ez lesz az egyik oxigénforrásunk. A rendszerből nyert metánt rakétaüzemanyagként tároljuk majd a rakétakilövő zónánk területén. Tervezünk szerves oxigénforrásokat is, mint például növényi és algák, pl. spirulina. A botanikumok és algák közvetlenül a fő csomópontunk közepén lesznek elhelyezve az egyenlő elosztás érdekében. Vörös fényeket fogunk használni fényforrásként a fő csomópontunkban, ami növeli az algák oxigéntermelését.

2.5 Magyarázd el, mi lenne a Holdtáborod fő célja.

A fő cél többnyire tudományos lesz. A bázis megépítésével egy rakétaindító létesítményt tervezünk létrehozni és egy világtól független, fenntartható élőhelyet telepíteni. A Hold alacsony gravitációs mezeje miatt a Holdról más bolygókra indított rakéták lényegesen kevesebb üzemanyagot használnának. Ez csökkentené az űrkutatás költségeit, és következésképpen a tudományt is előmozdítaná. További lépésekben akár rakétaépítő létesítmény is épülhetne a Holdon. Egy másik cél a Hold erőforrásainak további feltárása lenne. Kutatásunk során azt láttuk, hogy a Holdon található nitrogénről kevés információ áll rendelkezésre. Ha több információt igényelnénk az olyan elemekről, mint a nitrogén, az csökkentené a tábor Földtől való függőségét. A hélium-3 egy másik elem, amellyel kapcsolatban kutatásokat tervezünk. Ez az elem bőségesen megtalálható a Holdon, de nagyon ritka a Földön, és potenciálisan üzemanyagként használható az atomfúziós erőművekben.

3.1 Írjatok le egy napot a Holdon a Holdtábor űrhajós legénysége számára.

A táborban a CEST időszámítás lesz érvényben, és minden műszak a 24 órás beállításhoz igazodik. A létesítményekben számos atomóra fogja mutatni az időt, és az űrhajósok is rendelkeznek majd órákkal az időméréshez. A kolóniánkon minden ember számára szisztematikus feladatmegosztás van. A legfontosabb szaktudás követelményei az élelmiszermérnök, a mezőgazdasági mérnök, a bányamérnök, a gépészmérnök, az asztrobiológus stb. Az űrhajósaink reggeli rutinja a feladatukhoz/szerepükhöz igazodik, a többi feladatot pedig együtt végzik.

Most pedig írjuk le egy élelmiszermérnök (FE) napját. Először is az FE reggelizik. Ezután az első részleg, amelyet az FE meglátogat, az állattartás lesz. FE ellenőrzi a légi életfunkciókat, és kitölti a nyomtatványt, amelyet a földi biológusok ellenőriznek. Ezután az állatokat megetetik. Ezután FE ellenőrzi az embriók fejlődését, egy-egy csirkétől és sertéstől vérmintát véve. Miután FE végzett az adatok rögzítésével, kétszer is ellenőrzi a légi életjeleket, majd távozik, és meggyőződik arról, hogy az ajtó megfelelően le van zárva.

Az FE napjának hátralévő része ugyanaz lesz, mint mindenki másé. Délben a csoport ebédel. Ebéd után a csoport még egyszer összegyűlik, hogy megbeszéljék a szocializálódást segítő napi rutinokat. Ezután az űrhajósok két óra szabadidőt kapnak. Anélkül, hogy elhagynák a tábort, video-/táblajátékokat játszhatnak, kapcsolatba léphetnek családjukkal és barátaikkal, zenét hallgathatnak, filmeket nézhetnek, és elmerülhetnek a Föld gyönyörű látványában. Mire vége a szüneteknek, a kinti hőmérséklet már elviselhető szintre csökken. A délutáni órákban a csapat együttműködve új rekeszek építésén dolgozik majd. Ezután vacsorázni fognak. A műszak végeztével visszatérnek a kijárati kamrába, hogy letakarítsák a port. Leveszik a ruháikat, és visszamennek a hálószobába, hogy átöltözzenek (felszerelt viselhető számítógépet használnak az űrhajósok egészségi állapotának vizsgálatára, pl. vérnyomás, feszültség, tejsavszint) . Az űrhajósok ezután visszamennek a rájuk bízott fülkékbe, és elvégzik az éjszakai ellenőrzéseket. Az FE ellenőrzi mind a levegő, mind az embriók, mind az állatok életfunkcióit. A többi űrhajós is elvégzi a saját részét.

Miután az összes vizsgálatot elvégezték, néhány űrhajós visszatér a hálószobába, míg mások vészhelyzet esetén fent maradnak az éjszakai műszakra. Néhányan közülük éjszakai őrszemként fognak tevékenykedni, hogy átvegyék az irányítást és éjjel is őrködjenek az összes rendszer felett. Ez egy körforgás lesz az űrhajósok között, és éjszakánként változik majd.


Helyezze el a pontszámokat

Nincs engedélye az űrlap megtekintéséhez.


Teljes pontszám 7.42

A zsűri értékelései

A zsűri tagja: Louis-Thomas Schoenlaub
Innováció 7
Szoftver ismeretek 9
Alkalmasság 7
Válaszok 7
Teljes pontszám 7.5
Megjegyzés:

A zsűri tagja: Rhys Phillips
Innováció 7
Szoftver ismeretek 7
Alkalmasság 6
Válaszok 8
Teljes pontszám 7
Megjegyzés:

A zsűri tagja: Mrie-Claire Certiat
Innováció 7
Szoftver ismeretek 8
Alkalmasság 8
Válaszok 8
Teljes pontszám 7.75
Megjegyzés: