Team: BENDIS

Kategóriák: hely - ESA tagállamok | 1. hely - ESA tagállamok | Temesvár - Románia |  "Constantin Diaconovici Loga" Nemzeti Kollégium

A projekt leírása

2.1.a. Hol helyeznéd el a menedéket a Hold felszínén? 
A holdi pólusok közelében

2.1.b. Magyarázza meg a 2.1. kérdésben hozott választását. 
A Holddal kapcsolatos különböző információk tanulmányozása után a Bendis csapat úgy döntött, hogy a Holdtáborunk elhelyezésére a Hold északi pólusa a legalkalmasabb hely. A helyszín kiválasztásakor két fő erőforrást vettek figyelembe, amelyek nélkülözhetetlenek a bázis jó működéséhez, és amelyek nagy mennyiségben állnak rendelkezésre ezen a helyen. Emellett a Holdon a légkör hiánya miatt a hőmérséklet meglehetősen szélsőséges. Az északi póluson a hőmérséklet a -50 °C és 0 °C közötti intervallumban van, ami hatékonyabb gazdálkodást tesz lehetővé. Az első erőforrás az ICE. A jeget össze lehet gyűjteni és megolvasztani, elemzésnek alávetni, a kutatók remélik, hogy iható lehet. Így biztosíthatjuk az életfenntartás létfontosságú elemét a Holdon. Másrészt, ha a vizet elektrolízisnek vetjük alá, a víz szétválasztható oxigénre (az élet fenntartásához) és hidrogénre (üzemanyagként használható). A második értékes erőforrás a NAPFÉNY. Az északi póluson a napfény állandó, így a telepített napelemek megszakítás nélkül képesek energiát termelni. Más szempontokat is figyelembe vettek. A Holdnak ebben a régiójában a korábbi küldetések jelezték a lávacsövek jelenlétét, amelyek a Hold életének korai szakaszában jelentek meg. Ezeket az alagutakat az űrhajósok ideiglenes menedékként használhatják, biztosítva a meteoritoktól való védelmet és a kvázi állandó -20 fokos hőmérsékletet, amíg a holdbázis megépül. Ezt követően az alagutak továbbra is raktárként használhatók.

2.2.a. Hol építené az óvóhelyet: a felszínen vagy a föld alatt? 
A felszínen

2.2.b. Magyarázza meg a 2.2. kérdésre adott választását.
A bázist a Hold felszínén helyezik el, hogy elkerüljék a nagyszabású földmunkákat. A Hold felszínén történő elhelyezéssel az építési idő is jelentősen lecsökken. A legjobb hely lehet például egy elég nagy kráter. Ily módon a bázist valamilyen módon a kráter falai védik. A kráterbe bejáratot kell építeni. A tábor kráterbe helyezésének másik előnye, hogy minimális védőpajzsot nyújt a holdi körülményekkel szemben. Emellett viszonylag kis hőmérséklet-ingadozást biztosít, mivel a kráter falainak árnyékában helyezkedik el. Egy ilyen, a Hold északi pólusán elhelyezkedő hely tökéletes jelölt, mivel állandó hozzáférést biztosít a napfényhez, amelyet egy tükörrendszeren keresztül a kráterbe lehet irányítani.

3.1. Mekkora lesz a Holdtábor mérete?
A tábor öt modulból áll, amelyeket alagutak kötnek össze, amelyek lehetővé teszik az űrhajósok számára, hogy egyik modulból a másikba sétáljanak. Arra törekedtünk, hogy a bázist úgy tervezzük meg, hogy a lehető legkompaktabb legyen, ugyanakkor kényelmet is biztosítson. Az atomreaktor átmérője 10 méter, és a tényleges táboron kívül helyezkedik el, hogy a lakókat a lehető legjobban megvédje a sugárzástól. Az üvegház a legnagyobb a modulok közül, átmérője 20 méter. A hálószoba, az egyik legkisebb modul átmérője mindössze 13 méter, de még így is elég tágas 4 űrhajós számára. A tárolómodul is valamivel kevésbé tágas a többinél, átmérője 15 méter, míg a parancsnoki központ átmérője 10 méter. A bázisba való bejutást biztosító alagút és a reaktorba való bejutást biztosító alagút 8 méter hosszú, mivel ezekhez tartozik egy nyomáscsökkentő kamra is. A többi alagút 4,75 méter hosszú. A bázis tényleges alapterülete a generátor nélkül (amely a bázison kívül helyezkedik el) körülbelül 1056 négyzetméter (hasonló egy 32,5 méteres oldalú négyzethez). Egy külön területet, szintén a bázison kívül, napelemekkel töltöttek fel, és ez egy 31 méteres oldalú négyzetet, azaz körülbelül 960 négyzetmétert fed le. Becsléseink szerint 496 napelemet használtunk.

3.2.a. Hány embert fog befogadni a Holdtábor? 
3-4 űrhajós

3.2.b. Magyarázza meg a 3.2. kérdésre adott választását. 
Becsléseink szerint 4 főnél több embernek több üvegházra, lakómodulra és sokkal több elektromos áramra lenne szüksége, amelyek csak bővítései egy egyszerűbb, négy embert befogadni képes tábornak. Nem szabad megfeledkeznünk az egy főre jutó élelmiszer-, víz- és oxigénfogyasztásról, valamint a hulladékkezelésről sem. Ilyenformán a Holdon csak a kolonizációs erőfeszítéseink első szakaszát tettük meg. Új modulokat mindig lehet építeni és a régebbiekhez csatlakoztatni, ami korlátlan bővítés lehetőségét adja.

3.3.a Milyen helyi Hold-forrásokat használna? 
Vízjég
Regolit (holdi talaj)
Napfény

3.3.b. Magyarázza meg a 3.3. kérdésre adott választását.
Javasoljuk, hogy a holdtáborban élve mindenféle helyi forrást használjatok fel. A legtöbb épületben fő építőanyagként a regolitot fogjuk használni. Ezt egy holdpengével lehet kitermelni, majd tárolni és nyersanyagként felhasználni a 3D nyomtatáshoz. Később a regolitból kis mennyiségű víz nyerhető, és az építményekben lévő repedések és lyukak befoltozására használják majd. Emellett fémek és ásványi anyagok kinyerésére is felhasználható. A vízjég egy másik olyan anyag, amelyet a Holdpengével fognak kinyerni. Mivel a bázis a Hold északi pólusán helyezkedik el, ez egy hozzáférhető erőforrás. Az ezzel a technikával nyert vékony jégdarabokat aztán vízzé lehet olvasztani, majd vagy úgy, ahogy van, vagy elektrolízisnek vetik alá, hogy oxigént (a légzéshez szükséges) és hidrogént (nagyon erős üzemanyag) nyerjenek belőlük. A bázis fő energiaforrása a napfény lesz. Ez az energiaforrás szinte soha nem szakad meg (kivéve, ha napfogyatkozás van). A napelemekkel kombinált tükrözési rendszerekkel több fényt lehet befogni, és növelni a termelt energia mennyiségét.

3.4. Magyarázza el, hogyan tervezi a Holdon megvalósítani a projektjét. Adjatok tájékoztatást az általatok tervezett anyagokról és építési technikákról. Emelje ki tervének egyedi jellemzőit. 
A holdi táborunk teljes egészében holdi talajból épül. Az ásást nehéz kivitelezni, mert a Holdon alacsony a gravitációs gyorsulás. A NASA szakemberei szerint a Holdon sikeresen használható eszköz a holdi ásó lapát. Egy ilyen eszközzel terraformálni lehet a tábor épületeihez. Emellett hasznos a holdi por eltávolítására a tábor teljes területéről, a napelemek elhelyezéséhez szükséges környezet előkészítésére, a leszállási zónák kialakítására és a bázis határainak kitolásához. A kiásott regolitot egy 3D-s nagyméretű, összecsukható nyomtatóval a modulok és a csatlakozó csatornák megépítéséhez kell felhasználni. Azért döntöttünk a moduláris felépítés mellett, mert könnyen bővíthető, és ez minimalizálja az anyag- és erőforrásveszteséget a tábor fölötti külső hatások esetén. Az egyes modulok esetében alkalmazott geodéziai kupolaszerkezet tartós, önfenntartó, és háromszög alakú felületei sérülés esetén könnyen cserélhetők. Nagy figyelmet fordítottunk a táborunk életfenntartására. Az üvegház köré terveztük a víztisztító rendszert. A bázis körül mindenütt páragyűjtőket helyeztünk el. A vizet, az oxigént és az áramot kábelekből és csövekből álló háló szállítja a modulok körül. A víz egy részét tápanyagokkal kombináljuk, és a növények növekedésére használjuk fel, az üvegházban.

3.5. Írja le és magyarázza meg a Holdtábor bejáratának kialakítását.
A holdtábor bejárata egy hatszögletű csatornából áll majd, két kamrával. Az első kamrából az oxigént a bázis többi részébe fogjuk vákuumozni, hogy megakadályozzuk a veszteségeket és maximalizáljuk az általunk termelhető víz mennyiségét. Ezután az űrhajós kinyitja a tengeralattjárószerű ajtót, hogy belépjen az első kamrába. Miután belépett a kamrába, bezárja az ajtót, és megkezdődik a nyomásstabilizálás folyamata. A nyomás stabilizálásával a második kamra második ajtaja kinyílik, így az űrhajós bejuthat az Moon camp-be. Ugyanezt a rendszert, egy nyomáscsökkentő kamrával, használják a nukleáris akkumulátorba való belépéshez.

3.6. Magyarázza el, hogyan biztosítja a Holdtábor az űrhajósok védelmét.
Tervünk minden modulja geodéziai kupola alakú lesz. A kupola háromszög alakú elemei szerkezetileg merevek, és eloszlatják a feszültséget a szerkezetben, így a kupolák képesek ellenállni a nagyon nagy terheléseknek és ütközéseknek. A modulok geodéziai kupolái átlagosan egy méter vastagságúak lesznek, így a kisebb méretű aszteroidák nem tudnak könnyen átütni rajtuk. Az üvegház kivételével minden modult holdi talajjal is beborítanak a hőmérséklet-ingadozások, a napsugárzás és a mechanikai behatások elleni extra védelem érdekében. A vastagságnak és a talajborításnak olyan erős szerkezetet kell alkotnia, amely összességében aligha omolhat össze vagy sérülhet meg. A hatszög alakú összekötő csatornák mindkét végén ajtók lesznek, így ha az egyik megsérül, mindkét ajtó bezáródik, és csökken az oxigénveszteség. Mint egy korábbi fejezetben említettük, a holdi tábor teljes területét meg kell tisztítani a holdi portól, mert a legkisebb mozdulat is mozgásba hozza a port. Ez valós veszélyt jelent, ha a finom holdporszemcsék lerakódnak a napelemekre (csökkentve a panelek vételi felületét), vagy bejutnak a bázisra (többek között légzési problémákat okozva az űrhajósoknak).

3.7. Ismertesse a háló- és munkaterületek elhelyezkedését és elrendezését.
A lakómodul két részre van osztva. Az elsőben 4 szoba található, amelyekben tárolóhelyiségek, íróasztalok és hálózsákok számára kialakított helyek találhatók. Mindegyik körülbelül 10 négyzetméteres, a tanulmányok alapján, amelyek szerint ez elegendő hely egy személy számára. A második felében helyeztük el a fürdőszobát, további tárolóhelyeket, egy vízadagolót, egy elektromos sütőt, egy kondigépet, egy elsősegélycsomagot, egy tartalék életmentő rendszert és egy étkezőhelyet egy asztallal és székekkel, amely tárolásra is használható. Az űrhajósok a legtöbb tevékenységüket az üvegházban, a parancsnoki központban lévő munkapadnál a sérült alkatrészek javításakor, a fizikai edzőgép használata közben, valamint a kutatás vagy a különböző karbantartási feladatok elvégzése közben végzik majd.

4.1. Írja le, mi lesz a menedékhely áramforrása. 
A napelemek lesznek a fő energiaforrás (22% hatásfokkal, mintegy 270 kW/h áramtermeléssel). Vannak azonban olyan pillanatok, amikor a napfény nem találkozik a befogadókkal (napfogyatkozások), és az is előfordulhat, hogy szükségünk lesz némi plusz energiára. Ekkor lép működésbe a tartalék energiaforrás, a nukleáris akkumulátor. Az akkumulátor egy használható energiaforrás, de sugárzást termel, ezért jobb, ha csak akkor használjuk, amikor szükség van rá. Az olvadt jég egy részét elektrolízisnek vethetjük alá, és egy másik energiaforrást, a gépek üzemanyagaként használt hidrogént nyerhetünk. Becsléseink szerint az energiafelhasználás körülbelül 220 kW/h lesz, és , az állandó napfényes területen való elhelyezkedés miatt kisebb mennyiségű akkumulátorra lesz szükségünk (körülbelül 30 köbméter lítium-ion akkumulátor, amely legalább 3 napig elegendő), amelyet csak vészhelyzetben használunk.

4.2. Írja le, hogy honnan származik a víz. 
A víz nemcsak a Holdon, hanem a Földön is nélkülözhetetlen elem, mivel a biológiai élet létfontosságú eleme. Bázisunk nem véletlenül található a Hold egyik pólusán, korábbi feltárások bizonyították, hogy a talajban nagy mennyiségű fagyott víz található. A jeget a táboron kívül elhelyezett speciális berendezésben kell kitermelni, megolvasztani, ülepíteni, szűrni és kémiailag kezelni, hogy az űrhajósok ne csak ivásra, hanem a napi higiéniához (mosakodás, zuhanyozás, WC) is használhassák. Kis mennyiségű víz nyerhető az emberek verejtékéből és vizeletéből. A felhasznált vizet újrahasznosítani, szűrni és újra felhasználni lehet, mind az emberek, mind a növények számára.

4.3. Írja le, mi lesz a táplálékforrás. 
Az egyik élelemforrás a Földről hozott élelmiszer lesz, a holdtábori település korai szakaszában. Ez konzervekből és dehidratált élelmiszerekből áll majd. A másik élelmiszerforrás a holdtáborban épített üvegház lesz, amint az elkezd termelni. Az üvegházat úgy tervezték, hogy mindenféle növényt termeszteni tudjon, a megfelelő körülmények között. A tábor egy modulját az üvegháznak szentelik. Három szinten épül, vízcsövekkel összekötve. A csövek olyan növények termesztésére szolgálnak, amelyek csak vizet igényelnek tápanyaggal együtt (saláta, fűszernövények). A szintek platformjain olyan növények fognak nőni, amelyeknek talajra is szükségük van(paradicsom, burgonya, cékla). A köztes szinten lesz egy tartály is a spirulina termesztésére (mint értékes tápanyagforrás).

5.1. Mit szeretnél tanulmányozni a Holdon? 
Ahogy az várható volt, nagyon kíváncsiak vagyunk a Hold titkaira. Ezért egy sor kísérleti javaslatot terveztünk, amelyeket a Holdon tartózkodó űrhajósok csapata fog végrehajtani. A kezdeti időszakban, amíg a bázis megépül, kísérleteket lehet végezni a vízzel, hogy meghatározzák annak tulajdonságait, és ellenőrizzék, hogy iható-e a víz. A különböző területekről begyűjtött regoliton elemzéseket lehet végezni, hogy ellenőrizzék az építőanyagként való felhasználhatóságát. Később feltárásokat lehet végezni, hogy meghatározzák azokat a területeket, ahol fémeket vagy más értékes ásványi anyagokat lehet kitermelni a holdi építkezések támogatására. A bázis megépítése után különös figyelmet fordítanak majd a növények növekedésére, hogy tanulmányozzák viselkedésüket és fejlődésüket a világűrben uralkodó körülmények között, a magtól az érettségi és a betakarítási szakaszig. Érdekel minket, hogyan nőnek a növények mesterséges fényben, tápanyagokkal és újrahasznosított vízzel táplálva, talaj nélkül vagy kis mennyiségű talajjal. Az üvegház kialakítása platformokat használ a növények termesztésére kis mennyiségű, emberi hulladék komposztálásával előállított talajban. Emellett egy speciális tartály is helyet kapott a spirulina termesztésére. A vízcsövekhez csatlakoztatott speciális felfüggesztett cserepeket használnak a növények közvetlen tápanyagos vízben történő termesztésére. További megfontolandó szempontok kapcsolódnak a hulladékkezeléshez és annak tápanyaggá vagy újrafelhasználható anyagokká történő átalakításához. Egy másik fontos szempont a táborban az élet fenntartásához megtermelt energiával kapcsolatos. A napelemes rendszereket gondosan ellenőrizni kell. Meg kell vizsgálni a termelt energia mennyiségét annak érdekében, hogy ezt az energiát megfelelően tárolni lehessen a későbbi felhasználás érdekében. Alternatív energiaforrásokat kell azonosítani és tanulmányozni. A megfigyeléseket a meteoritok lehullása és a Holdon uralkodó környezeti feltételek, köztük a sugárzás alapján kell elvégezni. Ez segíteni fog a tábor tervezésének javításában, és azonosítani fogja a legmegfelelőbb anyagokat, amelyeket használni kell az űrhajósok, a növények és a berendezések épségének maximális védelme érdekében. Természetesen tanulmányokat kell végezni a holdi táborban élő embereken is. Elemezni kell az űrhajósok viselkedését a Holdon töltött hosszabb időszakok esetén. Mind a fizikai, mind a mentális szempontokra ügyelni kell. A környezet tanulmányozására roverek hálóját lehet felállítani, hogy a tábor közelében nagy területeket fedjenek le.

A projekteket a csapatok hozzák létre, és teljes felelősséget vállalnak a közös tartalomért.