moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerija 2021-2022 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.

Team: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjaminas Franklinas  Bucuresti    Rumunija 17   2 / 0


Išorinė 3d projekto peržiūros programa

Projekto aprašymas

Mūsų sukurtas Moon Camp Challenge projektas yra cilindro formos 5,2 m išorinio skersmens Mėnulio bazės modulis, kuris pritaikytas naujos kartos "Ariane 6" nešančiajai raketai, kurią ESA užsakymu pagamino "Arianespace". Modulyje yra 34 m^2 naudingojo gyvenamojo ploto, kurio interjeras daugiausia medinis, patogus, jame yra visos būtinos gyvybės palaikymo sistemos: energijos gamyba ir kaupimas naudojant saulės baterijas ir akumuliatorius, O2 kaupimas ir CO2 valymas, vandens kaupimas ir perdirbimas, maisto saugojimas ir elektra varomos šildymo ir (arba) vėsinimo sistemos. Dar vienas modulis, atskiras nuo pagrindinio, gali būti naudojamas augalams auginti - tai akvaponikos modulis. Jis naudojamas žuvims ir augalams tvariai auginti. Bazėje taip pat įdiegta dviejų režimų ryšių sistema: mažo pralaidumo 2,2 GHz mikrobangų ryšys, naudojamas telemetrijai, balso ir avariniam ryšiui, ir optinis ryšys per palydovą, skirtas didelio pralaidumo programoms (vaizdo transliacijoms), kurio žemyn nukreipimo sparta gali siekti 600 Mbit/s.

2.1 Kur norite statyti Mėnulio stovyklą?

Norime pastatyti Mėnulio stovyklą lygumoje, kur nėra kraterių ir kitų mažų deformacijų, bet kur netoliese yra natūralus urvas, esantis artimoje Mėnulio pusėje. Statyti lygumoje yra lengviau, be to, joje yra vietos būsimai plėtrai. Natūraliame urve bus įrengtas avarinis modulis, kuris bus naudojamas kaip slėptuvė meteoritų kritimo atveju. Artimoji Mėnulio pusė pasirinkta todėl, kad ją apšviečia Saulė ir kad ji atsukta į Žemę. Saulės šviesą naudoja fotovoltiniai skydeliai energijai gaminti, o astronautų veiklą pagerina šviesa. Tai, kad bazė yra į Žemę atgręžtoje pusėje, taip pat naudinga ryšiams, nes antenos nukreiptos tiesiai į planetą (arba į palydovą optinio ryšio atveju).

2.2 Kaip planuojate statyti Mėnulio stovyklą? Apibūdinkite techniką, medžiagas ir savo dizaino pasirinkimus.

Mėnulio stovyklą planuojame statyti naudodami iš anksto paruoštus modulius, kurie iš Žemės bus gabenami "Ariane 64" raketomis. Didžiausia modulio masė bus 8,6 t, tai yra didžiausia A64 naudingoji apkrova į Mėnulio perkėlimo orbitą (LTO). Kartu su pagrindiniu moduliu, siekiant suformuoti Mėnulio stovyklą, gali būti pridedami keli kiti moduliai. Saulės baterijos, antenos ir kiti išoriniai įrenginiai bus montuojami Mėnulio paviršiuje, šalia bazės. Pagrindinė medžiaga - aliuminio lydinys 6061 su keliomis ABS ir anglies pluošto dalimis, taip pat nedideliais kiekiais kitų medžiagų, pavyzdžiui, plieninių varžtų, guminių tarpiklių ir kt. Moduliai bus patalpinti 1,2 m gylio iškasoje Mėnulio paviršiuje, kad modulis (-iai) negalėtų nepageidaujamai judėti ar suktis. Moduliai bus manipuliuojami ir dedami kranais, juos taip pat bus galima perkelti suvyniojus į vietą. Kranai ir kita manipuliacijoms reikalinga technika gali būti atgabenti atskira išankstine misija arba su antrine raketa tos pačios misijos metu. Smūginis veržliaraktis taip pat reikalingas dviem moduliams sujungti ir modulių galams sujungti. Baigus darbus, moduliai bus suslėgti, o prieš bet kokius modifikavimus iš jų bus pašalintas slėgis. Langų skydas bus gabenamas nesumontuotas saugiame konteineryje, kad surinkimo ir gabenimo metu nebūtų pažeistas.

2.3 Aplinka Mėnulyje yra labai pavojinga astronautams. Paaiškinkite, kaip jūsų Mėnulio stovykla juos apsaugos. (ne daugiau kaip 150 žodžių)

Mėnulio bazės modulių šildymo ir (arba) vėsinimo sistema užtikrins gerą gyvenamąją temperatūrą. O2 kaupimo sistema ir CO2 skruberis užtikrins, kad per modulius tekėtų deguonis, ir surinks CO2 perteklių. Modulių sienos tam tikru mastu apsaugos astronautus nuo kosminės spinduliuotės, tai galima pagerinti ant modulių sienų pridėjus grunto, o aviacijos klasės aliuminio lydinys 6061 gali apsaugoti bazę nuo nedidelių smūgių. Modulių korpusas, remiantis modeliavimu, gali išlaikyti 3 atm slėgį. Bazėje taip pat įrengta akvaponikos sistema, kuri gali palaikyti maisto atsargas, net jei tiekimo misijos smarkiai nukentėtų. Pagrindinis langas yra stiklo ir plastiko, kuris apsaugo įgulą nuo galimo stiklo dūžio.

2.4 Paaiškinkite, kaip jūsų Mėnulio stovykla suteiks astronautams:

Vanduo
Maistas
Maitinimas
Oro

Bazėje įgulai vanduo bus tiekiamas naudojant vandens recirkuliacijos sistemą (panašią į naudojamą TKS), filtruojant panaudotą vandenį specialiais filtrais, todėl įgula galės pati apsirūpinti vandeniu. Ji taip pat gali paversti šlapimą į geriamąjį vandenį. Vandens sistemą sudaro pagrindinis rezervuaras, esantis po modulio vonios kambariu, ir avarinis vandens šaltinis, sudarytas akvaponikos modulio žuvų akvariume. Vanduo taip pat gali būti išgaunamas kaip kondensatas iš oro kondicionavimo sistemos, naudojant prie kondicionieriaus pridedamus kolektorius.

Maistas dažniausiai bus laikomas šalia deguonies rezervuarų po bet kurio modulio grindimis. Maistą daugiausia sudarys džiovinti produktai, kuriuos galima rehidratuoti vandeniu. Pagrindinį maisto gamybos būdą sudarys akvaponikos sistema, kurioje kartu su kitomis daržovėmis ir žolelėmis simbiozės būdu bus auginamos žuvys, jūros gėrybės ir dumbliai. Žuvų akvariumo atliekos bus naudojamos kaip natūrali trąša daržovėms auginti; augalų teikiamos maistingosios medžiagos ir deguonis bus naudojami akvariume.

Energijos tiekimo sistemą sudaro fotovoltinės plokštės, įkraunami akumuliatoriai ir atitinkama elektronika. Sistemoje naudojami 22 455 vatų galios skydai, galintys generuoti iki 10 kWp bendros galios, ir 16 ličio pagrindu pagamintų LiFePO4 elementų, kurie sudėti į saugų konteinerį. Akumuliatorių technologija pasirinkta todėl, kad, palyginti su kitomis cheminėmis medžiagomis, ji yra labai saugi, tačiau didesnio svorio sąskaita. Elementų vardinė įtampa yra 3,2 V, o jų bendra energija - 48 kWh. Be to, sistema taip pat turi įvairią konversijos ir valdymo elektroniką, pavyzdžiui, inverterį ir BMS, kurie naudojami nuolatinei srovei konvertuoti į kintamąją srovę ir baterijoms apsaugoti.

Bazėje įrengta elektra varoma oro kondicionavimo sistema, kuri taip pat valo orą nuo CO2. Visi filtrai yra keičiami ir lengvai išimami, be įrankių. Po kiekvieno modulio grindimis yra šeši deguonies rezervuarai, kuriuos valdo pagrindinis modulio elektroninis valdymo blokas (ECU), nustatantis deguonies kiekį ir prireikus jį kompensuojantis. Be to, valdymo blokas tikrina vidinį modulio slėgį. Sistema užtikrina, kad bazėje būtų palaikomas optimalus O2 lygis, saugantis astronautų sveikatą.

2.5 Paaiškinkite, koks būtų pagrindinis jūsų Mėnulio stovyklos tikslas.

Mūsų Mėnulio stovykla gali tarnauti visiems trims tikslams: komerciniams, moksliniams ir turistiniams, nes ji yra modulinė ir gali būti įrengiama pagal poreikį. Pagal numatytąją konfigūraciją Mėnulio stovykla iš pradžių bus pritaikyta moksliniams tikslams.

Naudodami Mėnulio roverį - daugiafunkcinį statybos ir mokslo įrankį - galėsime gabenti ir tvarkyti medžiagas, kad Mėnulio bazė būtų toliau plečiama visiems reikalingiems tikslams.

3.1 Aprašykite savo Mėnulio stovyklos astronautų įgulos dieną Mėnulyje.

Astronautai pabunda ant medinių dviaukščių lovų ir atlieka rytinius darbus, įskaitant valgymą, higieną ir sveikatos stebėseną, o medinis bazės interjeras, tikiuosi, suteikia jiems komforto ir jaukumo jausmą. Tada jie patikrina pagrindinių Mėnulio stovyklos veiklai reikalingų sistemų, tokių kaip elektros, oro, vandens ir akvaponikos sistemos, būklę. Šie patikrinimai apima saulės kolektorių (energijos sistemos dalis) valymą, deguonies lygio, CO2 kiekio ir slėgio bazėje stebėjimą, vandens PH ir deguonies kiekio iš akvaponikos sistemos bei dirvožemyje esančių maistinių medžiagų kiekio tikrinimą.

Kiekvienas įgulos narys turi bent 30 minučių mankštintis viduje arba tiek pat laiko pasivaikščioti už bazės ribų, kad išvengtų raumenų atrofijos.

          Po pirminių patikrinimų Mėnulio bazės komanda susisieks su valdymo centru Žemėje, kad praneštų apie padėtį laive ir paprašytų informacijos apie mokslinių tyrimų misijas, kurias reikia atlikti.

Laive visą laiką bus bent 2 įgulos nariai, kurie prižiūrės svarbiausių sistemų veikimą ir užtikrins bazės saugumą. Likusieji astronautai gali atlikti įvairias užduotis, pavyzdžiui, tyrinėti Mėnulio dirvožemį, kurti naujas bazes 3D spausdinimo pagalba, atlikti eksperimentus auginant augalus ir gyvūnus Mėnulio paviršiuje, naudojant akvaponikos sistemą, atlikti eksperimentus pačiame Mėnulio dirvožemyje, vykdyti kasybos operacijas pramoniniais tikslais ar mokslinius tyrimus, o ateityje net rengti ekskursijas ir veikti kaip bazė būsimoms misijoms toliau Saulės sistemoje.

Dienos pabaigoje visi darbuotojai grįš į bazę, supakuos visus įrankius ar priemones, paliktas už bazės ribų, pavalgys ir pasimėgaus laisvu laiku. Jie gali kalbėtis su savo šeimomis ar draugais Žemėje, žiūrėti vaizdo įrašus ar laikmenas, iš anksto įkeltas į vidinį serverį, ieškoti ir skelbti dokumentus ir daug kitų dalykų naudodamiesi didelio pralaidumo ryšio sistema.

Kiti projektai:

  Kosminiai keliautojai

 

  Nacionalinė kolegija Mihai Eminescu
    Rumunija
  Mėnulio pasiuntinys

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kinija
  Išėjimas iš Žemės

 

  郑州轻工业大学
    Kinija
  HORA

 

  "Andrei Saguna" Nacionalinis koledžas
    Rumunija