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: LunarX

Kingstono akademija  Kingstonas prie Temzės    Jungtinė Karalystė 15, 17   4 / 0


Išorinė 3d projekto peržiūros programa

Projekto aprašymas

Mūsų Mėnulio stovyklos projekte pagrindinis mokslinis dėmesys skiriamas Mėnulio išteklių panaudojimui žmonių buvimo Mėnulyje palaikymui, taip pat atliekami du pagrindiniai eksperimentai: 1) augalų augimas mažo g aplinkoje ir 2) Mėnulio regolito mechaninių savybių tyrimas. Mūsų bazė gali būti toliau plėtojama, kad joje galėtų įsikurti tvarios gyvenamosios ir turistinės gyvenvietės. 

 

Bazė statoma naudojant ISRU, Mėnulio regolitą, kuris apsaugo astronautus nuo krintančios saulės spinduliuotės ir sustiprina konstrukciją. Bazės dizainas gaminamas 3D spausdintuvu, kurį prieš atvykstant žmonėms atlieka nedidelis robotų parkas. ISRU naudojama todėl, kad ji yra ekonomiškai efektyvesnė nei medžiagų gabenimas iš Žemės į Mėnulį. Tuomet tai gali būti vartai tolesniems Mėnulio tyrimams. Mūsų Mėnulio stovyklą sudaro dvi dalys, iš kurių viena yra antžeminė stotis, kurioje yra valdymo modulis (CM), transporto priemonių saugojimo modulis (VSM) ir gyvenamieji moduliai (HM). Antrojoje sekcijoje, esančioje 15 metrų po žeme, laikomi mūsų RTG, skirti atsarginiam maitinimui tamsiais Mėnulio ciklo laikotarpiais, taip pat papildomos maisto atsargos ir vienas iš mūsų eksperimentų.

 

Mūsų misiją sudaro ciklai, o kiekvieną naują ciklą į bazę atvyksta keturi papildomi įgulos nariai. 1 eksperimento metu regolitas gabenamas į Mėnulio regolito apdorojimo įrenginius (LRPU), kur analizuojamas jo tinkamumas kaip kuro, deguonies, vandens, elektros laidumo ir maistinių medžiagų augalams augti šaltinis. Tada vandens ledas suskaidomas į deguonį ir vandenilį, o metanas ir anglies dioksidas tampa atliekomis. Atlikdami antrąjį eksperimentą norime ištirti mažos gravitacijos ir deguonies koncentracijos poveikį augalų augimui; šis tyrimas bus naudingas būsimoms ilgalaikėms misijoms į Mėnulį ir Marsą, kur astronautai turės savarankiškai pasigaminti maisto. 

2.1 Kur norite statyti Mėnulio stovyklą?

Mėnulio stovyklos bazę nusprendėme įrengti Peary kraterio pakraštyje netoli Mėnulio šiaurės ašigalio. Dėl nedidelio Mėnulio ašinio posvyrio į šią vietą beveik visą Mėnulio parą patenka saulės šviesa, todėl ji idealiai tinka saulės energijai gaminti. Be to, temperatūros svyravimai prie pakraščio yra mažesni ir sumažina mūsų bazės statybos išlaidas. Priešingai nei pakraščiuose, kraterio gelmėse temperatūra žema ir saulės spindulių poveikis nedidelis, tačiau jose yra didžiuliai vandens ledo kiekiai, kuriuos galima ištirpdyti ir gauti geriamojo vandens arba elektrolizuoti vandenilį ir deguonį. Abu elementai naudingi kaip raketų degalai, o deguonis ypač svarbus žmonių gyvenimui ir veiklai Mėnulio bazėje palaikyti. Šių išteklių artumas padeda sumažinti jų transportavimo išlaidas ir leidžia daugiau laiko skirti moksliniams tyrimams.

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

Mūsų bazė bus statoma dviem etapais. Pirmajame etape bus kasami pamatai mūsų požeminiams moduliams (UGM), naudojant 3D spausdinimo procesą ir kasimo darbus, kuriems vadovaus nedidelis autonominių robotų parkas. Šiuose moduliuose bus įrengti mūsų atsarginiai RTG ir treniruočių kambariai; RTG suteiks pradinę energiją, kad būtų lengviau toliau statyti gyvenamuosius modulius (HM). Tai padės sumažinti misijos trukdžius, nes astronautai iš orbitinio ryšio modulio (OCM) galės tiesiogiai persikelti į HM. Tačiau, kol bus baigiama statyti bendra struktūra, astronautai atvyks į bazę, kad užbaigtų jos statybą. Astronautai pirmiausia įrengs ryšių su Žeme tarnybas, taip pat mokslinių eksperimentų aparatūrą. Ištekliai bus gabenami naudojant raketas ir retransliavimo sistemą prieš statybas ir jų metu. Išgavus helio 3 ir retųjų metalų, Mėnulio bazėje bus galima sukurti prekybos tinklą ir gauti pajamų, kad bazė taptų ekonomiškai nepriklausoma. Stengsimės pirmenybę teikti vietinių medžiagų, pasižyminčių tinkamomis savybėmis, naudojimui, kad sumažintume išlaidas. Pavyzdžiui, bazių pamatai gali būti statomi iš Mėnulio regolito. Sumaišius jį su vandeniu, šis sieros betonas pasižymi didesniu tempimo stipriu ir Joungo moduliu nei cementinis betonas, todėl mūsų bazė bus dar tvirtesnė. Be to, mūsų bazės išplanavimas yra kompaktiškas, aukojant estetiką dėl funkcionalumo - tai atspindi mūsų pasirinkta kupolo forma, kuri užtikrina didesnį tvirtumą, statybos greitį ir architektūrinį efektyvumą.

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

Mėnulio stovykla bus statoma daugiausia iš betono, pagaminto iš Mėnulio regolito, o tam tikri komponentai (pvz., sprogimo durys ar lifto šachtos) bus gaminami iš aliuminio. Aliuminis yra puiki statybinė medžiaga, nes pasižymi dideliu Youngo moduliu ir atsparumu gniuždymui, taip pat yra lengvas. Didžioji dalis mūsų bazės konstrukcijos yra pagaminta iš mėnulio, nes jis yra labai universalus ir gali būti naudojamas daugelyje projekto sričių, kad padėtų apsaugoti mūsų astronautus:

1.) Dangos, apsaugančios stovyklą nuo saulės spinduliuotės

2.) apsauga nuo meteoritų smūgių

3.) bazės struktūrinis sutvirtinimas (naudojant AI 3D spausdinimo metodą, kurį užpatentavo "Space Factory", gavusi NASA finansavimą)

 Be to, jautri įranga, pavyzdžiui, širdies ritmo matuokliai ir RTG, yra UGM, kad būtų išvengta žalingo spinduliuotės poveikio jautriai įrangai, pavyzdžiui, širdies ritmo matuokliams ir RTG. Siekiant dar labiau sumažinti pavojų mūsų astronautų sveikatai, bazę sups vietiniai magnetiniai laukai (LMF), sukuriami per torusus. Viršgarsinės plazmos srautas toruse sukurs magnetines rites, kurios aplink HM ir CM sukurs magnetinį burbulą, nukreipiantį potencialiai pavojingas jonizuotas daleles. 

2.4 Paaiškinkite, kaip jūsų Mėnulio stovykla suteiks astronautams:

Vanduo
Maistas
Maitinimas
Oro

Vanduo yra esminis išteklius ne tik astronautų išgyvenimui, bet ir deguonies ir vandenilio, skirtų degalams, gavybos elektrolizės būdu tyrimams. Kadangi mūsų bazė bus tramplinas tolesnėms misijoms į Marsą, atitinkančioms ilgalaikius NASA ir EKA tikslus, vandens gavimas ir gamyba atvirkštinės elektrolizės būdu bus labai svarbus tvariam planetos tyrimui. Regionai (kaip mūsų bazės vieta), kuriuose Mėnulio regolite ar paviršiuje gausu ledo, idealiai tinka vandeniui išgauti. Ledą galima ištirpinti ir apdoroti, kad jis taptų geriamuoju. Į bazę taip pat bus integruota perdirbimo sistema, kad bazės gyvybės palaikymo ciklas būtų kuo labiau uždaras ir būtų galima sumažinti gyvybiškai svarbaus vandens ir deguonies švaistymą. Vanduo taip pat atlieka svarbų vaidmenį išsaugant augalinę gyvūniją mūsų šiltnamyje, kuri veikia kaip maisto šaltinis astronautams ir praturtinanti veikla, gerinanti psichinę sveikatą.

Iš pradžių statybų metu ją reikia išvežti iš Žemės. Toliau bus vykdomos misijos, kurių metu maistas bus gabenamas iš Žemės į Mėnulį. Visas maistas bus saugomas UGM, o į HM ir CM jį bus galima pristatyti mūsų liftu. Atsižvelgiant į vieną iš mūsų misijos tikslų - suformuoti savarankišką bazę Mėnulyje, maistas ilgainiui bus auginamas Mėnulyje mūsų šiltnamyje, kad padidėtų Mėnulio bazės nepriklausomybė ir sumažėtų didelės tolimojo transportavimo išlaidos. Maisto įvairovė, kuria galės mėgautis astronautai, bus įvairi - nuo salotų iki mėsos ir žuvies patiekalų, o dauguma greitai gendančių produktų bus iš anksto supakuoti, kad pailgėtų jų vartojimo laikas. taip pat bus įdomu ištirti, kaip augalai, vaisiai ir daržovės auga reaguodami į mažo g aplinką.

Ši informacija bus gaunama iš įvairių šaltinių. Didelė dalis energijos bus gaunama iš Saulės, naudojant monokristalines saulės baterijas, nes saulės jėgainių fermos vietos bus beveik nuolat apšviestos saulės šviesos. Termitiniai smagračiai bus papildoma priemonė, nes bus išnaudojami Mėnulio temperatūros svyravimai. Be to, Mėnulio bazės infrastruktūrą, taip pat kelio dangą, kuria reguliariai važinės LR, galima padengti pjezoelektrinėmis medžiagomis, kurios mechaninį smūgio su dalelėmis poveikį paverstų elektros srove ir kartu būtų papildomas apsaugos sluoksnis. RTG užtikrina atsarginę elektros energiją avarijos atveju arba didžiausio poreikio metu. Apytikriais skaičiavimais, tipinis energijos poreikis svyruoja nuo 100 kWh iki 10 MWh, priklausomai nuo ilgalaikio bazės dydžio ir poreikių, todėl, norint nuolat būti Mėnulyje, labai svarbu turėti kuo įvairesnį energijos šaltinį.

Iš pradžių deguonis iš Žemės į Mėnulį bus gabenamas transporto priemonėmis, kurios bus sujungtos su OCM, o tada mūsų Mėnulio nusileidimo aparatas tieks deguonį į bazę. Mėnulio paviršiaus ledas gali būti ištirpintas ir elektrolizuotas, kad būtų gautas deguonis, papildantis šį išorinį tiekimą. Taip pat ištirsime galimybes panaudoti šiltnamyje užaugintas cianobakterijas ir sintetinius mikrobus, kurie, remiantis naujausiais moksliniais tyrimais, fotosintezės procese, taip perdirbant anglies dioksidą, išsiskiriantį dėl astronautų aerobinio kvėpavimo, ir gaminant daugiau deguonies. Siekdami tai dar labiau sustiprinti, svarstome galimybę naudoti patobulintą NASA MOXIE versiją, kuri gali gaminti kvėpuoti tinkamą orą iš anglies dioksido elektrolizės. Bet koks oro perteklius bus laikomas saugykloje, kad būtų galima naudoti EVA arba avariniais atvejais. Du pirmiau minėti metodai, naudojant mikrobus ir MOXIE (padidinto mastelio), galiausiai leis sukurti bazę, kuri nebus priklausoma nuo deguonies tiekimo iš Žemės. Siekiant apriboti oro praradimą į aplinką, HM ir CM bazėje įrengtos iš aliuminio pagamintos sandarios sprogimo durys.

2.5 Paaiškinkite, koks būtų pagrindinis jūsų Mėnulio stovyklos tikslas.

Bendras Mėnulio stovyklos tikslas - sukurti gyvenamąją zoną, kurioje astronautai galėtų atlikti mokslinius tyrimus, įskaitant Mėnulio gravitacijos ir sąlygų poveikį žmogaus anatomijai ir Mėnulio regolito medžiagoms, ypač kaip statybinei medžiagai ir potencialiam elektros laidininkui. Vėliau tai gali būti išplėsta į didesnę gyvenamąją zoną ateities kartoms ir gali duoti ekonominės naudos iš turistų iš Žemės, kurie galėtų lankytis Mėnulio bazėje. Be to, mes įsivaizduojame, kad mūsų bazė taps atspirties tašku būsimoms misijoms į Marsą ir už jo ribų, pasinaudojant mažesnėmis paleidimo iš Mėnulio išlaidomis, taip pat trumpesniu vidutiniu kelionės laiku ir lankstesniais paleidimo langais. Apibendrinant galima teigti, kad mūsų bazė:

  1. Atlikti eksperimentus, kurie padės geriau suprasti mažo g slėgio poveikį žmogaus anatomijai ir Mėnulio regolito medžiagų savybes.
  2. Būkite savarankiški, kad galėtumėte palaikyti vis didėjantį žmonių buvimą kituose pasauliuose.
  3. Užpildyti atotrūkį tarp dabartinių robotų misijų į Marsą ir galimo žmonių buvimo Marso paviršiuje. 
3.1 Aprašykite savo Mėnulio stovyklos astronautų įgulos dieną Mėnulyje.

Astronautai pabus 6 val. ryto ir atliks įprastus darbus. Pusryčiai ir kitas maistas bus tiekiami naudojant bazėje užaugintą maistą ir iš Žemės atgabentas atsargas. Ryte mūsų keturių astronautų grupė bus suskirstyta į dvi grupes ir atliks eksperimentus. Pirmoji grupė parsiveš Mėnulio regolito iš EVA ir atliks eksperimentus, kurių metu tikrins jų savybes, pavyzdžiui, tempimo stiprumą ir tai, ar jie gali būti naudojami apsaugai nuo radiacijos arba elektros laidumui. 2 grupė dirbs šiltnamyje ir prižiūrės sintetinių ir dirbtinių mikrobų kultivavimą bei augalų augimą. Taip pat bus tiriamos valgomo maisto atsargos, optimalios sąlygos pasėliams ir augalams auginti ir Mėnulio medžiagų panaudojimas tokiems augalams auginti. Dvi grupės eksperimentus atliks pakaitomis, nes tai leis joms visoms gerai suprasti visos bazės veikimą. Rezultatai bus fiksuojami po pietų vyksiančioms analizės sesijoms.

 

Abi grupės grįš į bazę papietauti. Per pietus jie turės vaizdo pokalbį su Žemės antžemine kontrole. Šio konkretaus vaizdo pokalbio metu jie atidės deguonies ir maisto papildymą, nes bazėje pagaliau pavyko savarankiškai pasigaminti maisto per šiltnamį. Po pietų astronautai palaikys fizinę formą, atlikdami pasipriešinimo treniruotes ir bėgiodami bėgimo takeliu. Vykdant antrąjį eksperimentą, kuriuo siekiama įvertinti ilgalaikį mažo g aplinkos poveikį žmogaus anatomijai, bus matuojama jų sveikatos būklė, pavyzdžiui, širdies susitraukimų dažnis, plaučių talpa ir kraujospūdis. Jie tikisi, kad rezultatai parodys, jog laikui bėgant blogėja kaulų sudėtis ir vyksta raumenų atrofija; šie duomenys gali būti panaudoti kuriant tolesnių Mėnulio misijų projektus, kurie sumažintų tokį neigiamą poveikį sveikatai, pavyzdžiui, dirbtinai sukeliama gravitacija naudojant centrifugines buveines. Po pietų astronautai analizuoja Mėnulio regolito eksperimento rezultatus, atkreipdami dėmesį į elektrinį laidumą ir šiluminį šiluminį plėtimąsi; vėliau šie duomenys perduodami į Žemės antžeminę kontrolę tolesnei analizei. Po to astronautai dalyvauja komandos formavimo veikloje CM, kad išlaikytų gerus bendravimo ir bendradarbiavimo įgūdžius;Svarbu palaikyti gerus santykius įguloje per tokius ilgus misijos laikotarpius kaip ši. Po vakarienės jie kalbasi su artimaisiais Žemėje. Siekiant išlaikyti gerą psichinę sveikatą, labai svarbu, kad būdami ilgalaikėje misijoje jie sugebėtų susidoroti su namų ilgesiu.

Kiti projektai:

  GOGOGO

 

  郑州轻工业大学
    Kinija
  Mėnulio kūrėjai

 

  郑州轻工业大学
    Kinija
  "Aquasis"

 

  Matematikos vidurinė mokykla "Dr. Petar Beron"
    Bulgarija
  9 projektas

 

  Melanchtonas
    Nyderlandai