moon_camp

Moon Camp Pioneers galerija 2020-2021 m.

"Moon Camp Pioneers" kiekvienos komandos užduotis - 3D formatu suprojektuoti visą Mėnulio stovyklą naudojant "Fusion 360". Jos taip pat turi paaiškinti, kaip bus naudojami vietiniai ištekliai, kaip astronautai bus apsaugoti nuo pavojingų kosmoso sąlygų ir kaip bus įrengtos gyvenamosios ir darbo patalpos.

Komanda: PareDisen

Itono koledžas  Itonas, Vindzoras    Jungtinė Karalystė 17

Išorinė 3d projekto peržiūros programa

Projekto aprašymas

Mūsų Mėnulio stovykla sukurta kaip nedidelis mokslinis postas Mėnulyje, kuriam įrengti reikia minimalaus žmonių indėlio. Ji buvo sukurta iš lengvų komponentų, kad būtų sumažintos paleidimo išlaidos; pagrindinė konstrukcija pagaminta iš pripučiamų medžiagų, tuščių degalų bakų ir pagrindinio raketos korpuso, kuris šiuos elementus atgabeno į Mėnulį. Iš viso stovyklai visiškai įrengti reikia penkių raketų, įskaitant roverių, būtiniausių interjero elementų ir dviejų astronautų transportavimą. Naudojamos raketos - tai didesnių raketų nešėjų, kurios juos pakėlė iš Žemės, viršutinės pakopos. Jos turi vertikalaus nusileidimo galimybes dėl traukos vektoriais valdomų variklių ir gali tiksliai nusileisti naudodamos navigaciją pagal vietovės reljefą. Raketa, prie kurios pritvirtintos pripučiamos buveinės, nusileidžia maždaug 30 m skersmens ir 10 m gylio kraterio papėdėje. Tada šis krateris uždengiamas kupolu ir padengiamas Mėnulio regolitu, taip sukuriant zoną be pavojingos radiacijos ir kosminių šiukšlių.

[Visos vėlesnės nuorodos į numerius atitinka kūno pavadinimus .f3d faile]

Kur norite statyti Mėnulio stovyklą?

Mūsų Mėnulio stovykla yra maždaug 30 m skersmens ir 10 m gylio krateryje, kurio dugnas gana lygus. Tūkstančiai tokių grubių kraterių išsibarstę po visą Mėnulį ir juos galima išžvalgyti su esamu Mėnulio žvalgymo aparatu "Lunar Reconnaissance Orbiter". Mūsų stovykla bus viename iš jų, esančiame netoli Šakletono kraterio Mėnulio pietiniame poliariniame regione. Čia yra aukštų vietų, kurios apšviečiamos iki 96% laiko - tai ideali vieta saulės baterijoms, kurių energija bus naudojama stovykloje. Be to, šešėlyje esančiose šio regiono vietose aptikta daug vandens ledo, būtino bet kokiam žmogaus buvimui.

Kaip planuojate statyti Mėnulio stovyklą? Aprašykite, kokius metodus ir medžiagas naudosite.

Statyba prasideda, kai pirmoji raketa (6061 aliuminio lydinys) nusileidžia kraterio centre. Sprogstamaisiais varžtais išmetamos kupolo laikymo plokštės [1] ir atveriamas kupolo laikymo konteineris [2]. Tada suslėgtu oru [4] išpučiamas viduje supakuotas hermetiškas kevlaro kompozito kupolas [3]. Kupolas išsiplečia ir uždengia visą kraterį, kol galiausiai atsiremia į jo kraštus. Tuo tarpu trys spyglių saugojimo kameros [5] atsidaro panašiu būdu. Dar daugiau suslėgto oro [6] užpildo pagrindinį hermetišką raketos korpusą, kuris išstumia tris "Spokes" [7] (prieš tai viskas suslėgiama, kad išgaruotų ir būtų išstumti kuro likučiai). Spokes" taip pat pagaminti iš hermetiško, plyšimams atsparaus kevlaro kompozito. Viską pripūtus, tuščio skystojo deguonies bako [8] pagrindas atsiskiria ir atveria prieigą prie hidroponinio ūkio [9]. Skystojo deguonies ir degalų rezervuarų [10] padėtys raketoje pakeistos, palyginti su tradicinėmis raketų konstrukcijomis: jie pakelti į viršų, o naudingosios apkrovos dalis perkelta į apačią, kuri vėliau sujungiama su "Spokes". Oro šliuzo durys [11] įrengtos tarp šių dviejų rezervuarų ir degalų rezervuaro viršuje. Pro degalų bako viršuje esančias duris galima tiesiogiai patekti į išorę. Todėl degalų bakas tampa oro šliuzu.

Kiti reikalingi elementai bus pristatyti per kitas tris raketas. Šios raketos taip pat turi sprogstamaisiais varžtais nuimamus skydelius [12], dengiančius naudingojo krovinio sekcijas. Gervės [13] leidžia astronautams viską nuleisti ant žemės, kai jie atvyksta Mėnulio nusileidimo modelyje.

Aplinka Mėnulyje yra labai pavojinga astronautams. Paaiškinkite, kaip jūsų Mėnulio stovykla juos apsaugos.

Astronautų gyvenamoji ir darbo vieta įrengta pripučiamame "Spokes", esančiame kraterio dugne. Šį kraterį dengia pripučiamas Kupolas, kurį vėliau "Regolith Rover" [14] sraigės [15] padengia Mėnulio regolitu. Toks derinys blokuoja kenksmingą radiaciją ir kosmines šiukšles bei palaiko pastovią žemesnę temperatūrą, kuri sumažina konstrukcijų įtempius. Kitas pavojus - maža gravitacija. Nors centrifuga gali padėti, ji būtų brangi ir sudėtinga transportuoti, įrengti ir prižiūrėti. Vietoj to, pridedama treniruočių įranga - būtent bėgimo takelis [16] su elastiniais diržais ir elastiniais svarmenimis [17] - padės sulėtinti raumenų ir kaulų irimą. Be to, treniruoklių salė kartu su šviesos angomis kupole ir ryšių įranga [18] padės palaikyti astronautų psichinę sveikatą, kuri uždaroje, dirbtinai apšviestoje aplinkoje be kitų žmonių kontaktų gali lengvai pablogėti.

Paaiškinkite, kaip Mėnulio stovykloje astronautai gaus:
Vanduo
Maistas
Elektra
Oro

Vienas iš mūsų Mėnulio stovyklos roverių yra vandens roveris [19], kuris renka gėlą vandenį. Tam jis naudoja šešis šerdinius gręžtuvus [20], kurie įsirausia į Mėnulio vietas, kuriose aptikta vandens ledo (naudojant laive esančius infraraudonųjų spindulių jutiklius). Užpildžius kiekvieną šerdį, grąžtai įtraukiami į pagrindinį roverio korpusą, kuris užsandarinamas [21] ir jame susidaro slėgis. Naudojant saulės energiją [22], roverio vidus šildomas [23], išgarinant šerdies mėginiuose esantį vandenį. Šie garai kondensuojasi ant šalto kupolo [24], esančio "Rover" viršuje, ir teka žemyn į nuimamus konteinerius [25]. Kai šie Konteineriai prisipildo, astronautai juos paima į vidų, o tuščius panaudotus grąžina į roverį. Dušų ir kriauklių, šlapimo ir fekalijų nuotekos vamzdynais tiekiamos į valytuvus [26], kurie jas perdirba, taip sumažindami roverio poreikį.

Nusileidus skystojo deguonies bake yra hidroponinis ūkis, be siurblio [27] ir augalų (vienas augalo pavyzdys parodytas faile - lovys turi būti užpildytas iki galo) [28], kuriuos prideda astronautai (sistemos tūris nėra toks didelis, kad paveiktų bako talpą). Vanduo įpilamas į rezervuarą [29], esantį rezervuaro apačioje, sumaišomas su tirpiomis maistinėmis medžiagomis, užtikrinančiomis visus augalų poreikius, ir pumpuojamas į spiralinio lovio viršų, iš kurio teka atgal į rezervuarą. Maistingosios medžiagos papildomos naudojant maisto atliekų ir fekalijų mišinį miltelių pavidalu iš Valytuvų, papildytą paketais iš Žemės. Raudoni šviesos diodai, esantys ant apatinio lovio paviršiaus, apšviečia augalus idealiu fotosintezei bangos ilgiu. Lėktuve taip pat bus MRE atsargų, kurios bus atsarginės ir skirtos įvairesnei mitybai.

48 saulės kolektorių masyvo [30] bendras plotas yra apie 150 m2, iš kurių pagaminama apie 200 kWh elektros energijos. Dėl >90% saulės ekspozicijos jos veikia beveik visą laiką, o akumuliatoriaus elementas [31] įkraunamas, kad viskas veiktų, kai sutemsta. Energija naudojama apšvietimui, šildymui, vandens ir oro valymui, hidroponiniam siurbliui ir apšvietimui, oro šliuzui, radijo antenai ir imtuvui bei kitiems prietaisams, pavyzdžiui, kompiuteriams, masės spektrometrams, 3D spausdintuvams, mikrobangų krosnelei, šaldytuvui, šildytuvams ir kt.

Nusileidus raketą užlieja suspaustas oras iš Žemės ir pripūčia "Spokes". Norint pripildyti visą 360 m3 talpą, reikia dviejų suslėgto oro balionų, kurių kiekviename yra 0,4 m3 7000 slėgių oro. Astronautai atsiveža keturis CO2 skruberius [32], kurie paskirstomi po visą buveinę. Jie sugeria anglies dioksidą iš oro naudodami porėtus ceolitus. Prisotinti ceolitai dedami į mažytę šliuzo angą [33], kuri išlaisvina anglies dioksidą (veikiama vakuumo) ir išsiunčia jį į išorę. Dalis vandens roverio surinkto vandens patenka į elektrolizerį [34], kuris gamina deguonį, pakeičiantį astronautų kvėpavimą.

Paaiškinkite, koks būtų pagrindinis jūsų Mėnulio stovyklos tikslas (pavyzdžiui, komerciniai, moksliniai ir (arba) turistiniai tikslai).

Pirmiausia mūsų Mėnulio stovykla yra koncepcijos įrodymas. Beveik visiškai automatizuota įranga, kuri beveik iš karto apsaugo nuo kosmoso pavojų, būtų labai naudinga vėlesniems Mėnulio ir Marso pionieriams. Kalbant apie šią konkrečią stovyklą, ji bus pradėta kaip mokslinis forpostas. Visiškai įrengta laboratorija ir roveris, kuriame bus galima tirti uolienas, siekiant nustatyti, kaip jas galima perdirbti į metalus, kad vietoje būtų galima statyti gamybos įrenginius ir erdvėlaivius. Galima tikėtis, kad, ištobulinus šiuos procesus mažos gravitacijos aplinkoje, prie jos prisijungs ir daugiau panašių stovyklų, kurios pavers Mėnulį pramoniniu kompleksu ir kosminių laivų statykla. Čia pastatyti erdvėlaiviai susidurs su mažesne gravitacija nei Žemėje, o padidinus vandens surinkimą, vandenilį ir deguonį bus galima naudoti jų degalams, kuriais jie gali būti varomi į erdvę už Cislunarinės erdvės ribų.

Aprašykite savo Mėnulio stovyklos astronautų įgulos dieną Mėnulyje.

Dieną astronautai pradeda atsibusdami savo miegamuosiuose, uždengtuose užuolaidomis, o paskui išeina į bendrąją erdvę. Jie nusiprausia po dušu, pasinaudoja vonios kambariu, paskui pasigamina greitai paruošiamą kiaušinienę. Tai atlikus, reikia atlikti keletą patikrinimų. Vandens lygis valytuve ir elektroliteryje yra geras, ceolitai dar nėra prisotinti, o saulės baterijų galia yra nominali. Pirmoji astronautė Virdžinija savanoriškai pasiūlo šiandien išeiti į lauką ir paimti keletą mėginių, kuriuos praėjusią naktį surinko "Coring Rover" [35]. Tuo tarpu antrasis astronautas Matas budi patalpose. Virdžinija pakyla į šliuzo angą virš hidroponinio ūkio ir apsivelka erdvėlaivio kostiumą [36]. Oro šliuzas nuslopina slėgį, ir ji išeina į viršutinį kupolo centrą. Kupolas lengvai išlaiko jos svorį, kai ji keliauja prie "Coring Rover". Ji surenka mėginius ir grįžta į vidų.

Tuo tarpu Matas rūpinasi ūkiu. Jis papildo hidroponinio tirpalo maistines medžiagas ir pietums renka salotas bei pomidorus. Išėjęs Virdžinija nusprendžia pasikalbėti su savo šeima Žemėje. Jis naudojasi kompiuteriu, esančiu laboratorijoje "Spoke" [37].

Kai Virginija baigia nusivilkti kostiumą, ji nuneša uolienų mėginius į laboratoriją. Čia ji įdeda juos į infraraudonųjų spindulių spektrometrą [38] ir nustato, kad juose yra daug geležies oksido. Tada ji pietauja su Matu.

Tą popietę jie daro mankštą. Po pusvalandžio ant elastinių diržų bėgimo takelio ir kelių pakartojimų ant elastinių svorių treniruoklio Virdžinija eina kaitinti geležies oksido į krosnį [39], gaminant geležį ir daugybę priemaišų. Ji pradeda galvoti, kaip jas atskirti aplinkoje, kurioje mažai gravitacijos ar oro pertekliaus. Kol ji tai daro, Matas išbando savo sukurtą

autonominis gamybos robotas, kuris gali 3D spausdinti metalus vietoje, naudodamas tik rūdą. Šiandien jis aiškinasi, kaip pasiekti, kad metalas išeitų iš spausdintuvo antgalio esant mažam gravitaciniam svoriui. Virdžinijos laimėjimai valymo srityje bus labai svarbūs šio roboto sėkmei.

Prieš valgydami vakarienę ir eidami miegoti astronautai atlieka daugybę medicininių tyrimų, kad sukauptų duomenų apie mažos gravitacijos poveikį žmogaus organizmui [40].



← Visi projektai