atradimo interaktyvus vaizdas

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 m. projekto galerija

 

"Moon Camp Pioneers" kiekvienos komandos užduotis - 3D formatu suprojektuoti visą Mėnulio stovyklą naudojant pasirinktą programinę įrangą. Jos taip pat turi paaiškinti, kaip naudos vietinius išteklius, kaip apsaugos astronautus nuo kosmoso pavojų ir aprašyti Mėnulio stovyklos gyvenamąsias ir darbo patalpas.

Terra Mimesis

  Antroji vieta - ES nepriklausančios valstybės narės

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsunas-Turkija    Turkija 14, 16, 17   6 / 3 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360



1.1 - Projekto aprašymas

Mūsų komandos sukurta stovykla Mėnulyje yra tarp Šakletono ir Šemakerio kraterių, kad joje galėtų apsistoti 4 astronautai, atliekantys mokslinius tyrimus. Pagrindinė bazė, kurią projektuojant didelę įtaką darė augalų lapai, turi skirtingos paskirties sluoksnius ir susideda iš 6 skirtingų dalių. Pirmoje iš šių dalių yra astronautų darbo zonos, antroje - elektrolizės ir vandens valymo sistemos, trečioje - asmeninės astronautų zonos, ketvirtoje - bendrosios astronautų zonos, penktoje - medžiagų kambarys ir sandėlis, o paskutinėje - žemės ūkio zona. Be pagrindinės bazės yra garažas ir observatorija, jų dizainą įkvėpė šarvuočių kiautai, Mėnulio modulis ir 3D spausdinimo robotų rankos. Bazės poreikiams, tokiems kaip vanduo ir deguonis, arba atliekų tvarkymui, tenkinti bazėje įrengtos įvairios sistemos; sukurta hibridinė ryšio sistema, skirta ryšiui užtikrinti, bazėje ir skirtinguose regionuose įrengtos saulės baterijos, skirtos energijai gauti, taip pat sukurti roveriai, padedantys astronautams misijų metu.

1.2 - Kodėl norite statyti Mėnulio stovyklą? Paaiškinkite pagrindinę savo Mėnulio stovyklos paskirtį (pavyzdžiui, moksliniais, komerciniais ir (arba) turistiniais tikslais).

Planuojame žengti didelį žingsnį žmonijos kelionėje į Mėnulį - planuojame sukurti Mėnulio stovyklą. Mūsų baigta statyti Mėnulio bazė kol kas skirta moksliniams tyrimams, tačiau ateityje ji gali būti pakeista. Šiame etape mūsų gaminamos bazės idėja buvo sukurta tik 4 astronautams. Šiame projekte numatytos laboratorijos ir ištekliai, kuriuose astronautai galėtų dirbti astrofizikos, chemijos, biologijos ir žemės ūkio srityse. Tačiau dėl mūsų bazės modulinės struktūros įmanoma išplėsti dizainą ir padidinti jos paskirties spindulį. Vėlesniuose etapuose išplėtus bazę, mūsų bazė gali būti atidaryta komerciniais tikslais, kad pasauliui būtų parodyta, koks yra gyvenimas kosmose. Dar vėlesniuose etapuose mūsų bazė gali būti išplėsta, kad būtų galima rengti turistines ekspedicijas.

2.1 - Kur norite statyti Mėnulio stovyklą? Paaiškinkite savo pasirinkimą.

Mėnulio stovyklą planuojame statyti Pietų ašigalyje, tiksliau, tarp Šakletono ir Šemakerio kraterių. Pagrindinė priežastis, dėl kurios nusprendėme įrengti bazę tarp šių dviejų kraterių, yra ta, kad pasinaudotume abiejų kraterių privalumais. Tyrimai rodo, kad Shoemakerio krateryje yra didžiuliai užšaldyto vandens, vandenilio ir mineralų ištekliai. Todėl užšaldytą vandenį galime naudoti gėrimui, vandenilį - vandeniui išgauti ir energijai gauti, o mineralus - moksliniams tyrimams. Kita vertus, Šekeltono krateryje temperatūros reikšmės svyruoja mažiau. Į kraterį saulės šviesa nenutrūkstamai patenka beveik 2 mėnesius ir 90% paros laiko, vadinasi, galime sutaupyti daugiau energijos savo Mėnulio stovyklai naudodami saulės baterijas. Kadangi atstumas tarp šių dviejų kraterių yra maždaug 60-65 km, tarp jų bus galima keliauti. Taip pat prognozuojama, kad pasirinktos vietos orai bus iš dalies geresni, o tai iki minimumo sumažins nepalankias sąlygas.

2.2 - Kaip planuojate statyti Mėnulio stovyklą? Pagalvokite, kaip galėtumėte panaudoti Mėnulio gamtinius išteklius ir kokių medžiagų jums reikėtų atsivežti iš Žemės. Aprašykite metodus, medžiagas ir savo dizaino pasirinkimus.

Mėnulio stovykla bus statoma vykdant dvi skirtingas misijas, pavadintas A ir B. A misija bus įvykdyta savarankiškai, astronautams neįžengus į Mėnulį. Šį etapą vykdys specialiai suprojektuoti roveriai ir 3D spausdintuvu spausdintos robotų rankos, o statybinėms medžiagoms, pavyzdžiui, betonui ir ETFE, bus naudojamos iš Žemės atgabentos medžiagos. Pirmiausia, greiderinis roveris paruoš bazės statybai tinkamą žemę ir surinks Mėnulio gruntą. Po to autonominiai roveriai ir robotinės rankos pradės statyti bazę. Vidinis bazės sluoksnis bus pagamintas iš betono, kuris bus sudarytas iš Mėnulio grunto. Po to centrinis sluoksnis bus pagamintas iš ETFE, o galiausiai išorinis sluoksnis bus pagamintas iš Mėnulio grunto, kuris bus paverstas 3D spausdinimui tinkama forma. Mūsų bazės kontūrus užbaigs ant stogų sumontuotos saulės baterijos. Bendrą mūsų bazės dizainą įkvėpė lapai. Trisluoksnė mūsų būstinės struktūra buvo gauta iš jų sluoksniuotos tekstūros, o bazės koridoriai atkartoti iš nervų. Be to, mūsų garažo ir observatorijos dizainą įkvėpė šarvuočių gebėjimas apsisaugoti skydu. Šis dizainas taip pat suteikė sulankstomą struktūrą, kuri padėjo mums sutaupyti vietos. Be to, mūsų bazės dizainas buvo sudarytas atsižvelgiant į modulinį ir ilgaamžiškumą, todėl galėjome išplėsti savo bazę, kai tik panorėjome. Per B misiją astronautai nusileis ir patalpins visas perduotas savybes, kurios bus gyvenimo Mėnulyje pradžia.

2.3 - Kaip jūsų Mėnulio stovykla apsaugo astronautus nuo atšiaurios Mėnulio aplinkos ir suteikia jiems pastogę?

Mėnulio stovykloje įsikūrę astronautai būtų veikiami atšiaurios aplinkos, kuri gali kelti pavojų jų sveikatai ir saugumui. Vienas svarbiausių iššūkių, su kuriais jie susidurtų, - užtikrinti jiems apsaugą ir pastogę nuo ekstremalios Mėnulio aplinkos. Kad tai pasiektume, mūsų komanda nuodugniai analizavo ir ieškojo informacijos apie aplinkosaugos problemas, su kuriomis gali tekti susidurti Mėnulio stovykloje. Įvardijome pagrindinius veiksnius, į kuriuos reikėtų atsižvelgti kaip į šilumos izoliaciją ir apsaugą nuo meteoritų bei radiacijos. Laikydamiesi šios krypties, ieškojome sprendimų kiekvienai nustatytai problemai ir šiuos sprendimus įtvirtinome savo projekte, būtent mūsų bazės struktūroje. Apskritai žvelgiant į medžiagų pasirinkimą, buvo ieškoma keturių pagrindinių savybių. Buvo nustatyta, kad tai yra atspindinčios medžiagos, atspindinčios saulės šviesą Mėnulio paviršiuje ir saugančios nuo temperatūros, šilumos izoliacinės medžiagos, neleidžiančios prarasti šilumos viduje, patvarios medžiagos, kurios sudarys išorinius stovyklos sluoksnius, ir lengvos medžiagos, kurios bus dedamos ant pagrindo, kad būtų lengviau įrengti bazę. Sprendėme, kokios medžiagos tiktų kiekvienai funkcijai, toliau jas tobulindami ir tirdami. Nusprendėme kaip atspindinčią medžiagą naudoti Mėnulio gruntą. Šiuo sluoksniu, esančiu išorinėje bazės dalyje, taip pat užtikrinome šilumos izoliaciją ir apsaugą nuo meteoritų. Etilentetrafluoretileno (ETFE) medžiaga, kuri sudarys vidurinį bazės sluoksnį, dėl savo aukštos lydymosi temperatūros padidins net plono ir lengvo sluoksnio tvirtumą, be to, mums bus palankios šios medžiagos atsparumo didelės energijos spinduliuotei, perdirbamumo ir ilgaamžiškumo savybės. Vidinis betono sluoksnis bus pagrindinė bazės radioaktyvioji izoliacija. Iki 1 metro sluoksnis apsaugos bazę nuo gama ir rentgeno spindulių. Mūsų oro ir vandens valymo sistemos taip pat užtikrins bazės viduje esančių astronautų saugumą.

3.1 - Kaip jūsų Mėnulio stovykloje astronautams bus užtikrinta tvari prieiga prie pagrindinių poreikių, tokių kaip vanduo, maistas, oras ir energija?

Vanduo: Vanduo yra labai svarbus stovyklos gyvenimui. Iš pradžių reikiamas vandens kiekis bus atgabentas iš Žemės. Taip pat bus sukurta vandens valdymo sistema, kuri nuolat cirkuliuos bazėje. Ši sistema valys šlapimą, prakaitą, drėgmę ir kt. Atlikdami valymą, mes perdirbsime 90% vandens. Mėnulio vandens ledas - dar viena galimybė naudoti jį kaip vandens šaltinį. Vandens ledas bus išvežamas su roveriais ir saugomas, kad būtų galima jį panaudoti, kai tik prireiks.

Maistas: Iš pradžių astronautai vartos iš Žemės atsivežtą maistą. Be to, šviežias maistas bus tiekiamas naudojant aeroponinę žemdirbystę. Naudojant aeroponinę žemdirbystę bus sutaupoma 95% vandens, o augimas bus 3 kartus spartesnis nei naudojant tradicinę žemdirbystę. Siekiame sukurti sveiką mitybą astronautams. Planuojame auginti bulves, špinatus, pupeles ir t. t., kurios turi didelę maistinę vertę ir yra lengvai auginamos.

Oro: Mūsų perdirbimo sistema apima oro valdymo sistemą. Reikiamas vandens kiekis iš vandens valdymo sistemos bus siunčiamas elektrolizei. Elektrolizės metu bus atskirtos vandenilio ir deguonies molekulės. Deguonis, tapęs tinkamu kvėpuoti, bus paskirstytas po mūsų bazę. Likęs vandenilis bus panaudotas vandeniui gaminti naudojant mūsų "Sabatier" sistemą. Augalų fotosintezės ciklas taip pat prisidės prie oro valdymo sistemos.

Galia: Maitinimas yra labai svarbus norint užtikrinti bazės veiklos tęstinumą. Bazės viršuje planavome įrengti N tipo IBC saulės baterijas, kurių efektyvumas 23%. Be to, koncentruotos saulės baterijos (CSP), kurios saulės šviesą paverčia šiluma ir ją kaupia, bus įrengtos Šakletono krateryje, nes šią vietą beveik visada apšviečia saulės šviesa. Ši sistema labai prisideda prie bazės, nes yra atsinaujinanti ir labai efektyvi.

3.2 - Kaip jūsų Mėnulio stovykla tvarkys Mėnulyje astronautų susidarančias atliekas?

Mūsų Mėnulio bazėje atliekų tvarkymas yra labai svarbus dalykas. Nuo pat pradžių mūsų valdymo planai buvo kuriami taip, kad būtų kuo labiau sumažintos atliekų sąnaudos, laikantis nulinio atliekų susidarymo politikos. Kita vertus, kol yra įvairių rūšių atliekų, būtina naudoti įvairius metodus kiekvienai šiukšlei sumažinti ir pašalinti. Susidarančias organines atliekas galima paversti trąšomis. Tai suteiks šilumos ir energijos, kuri išeis bazės šildymo sistemai. Pagamintos trąšos taip pat gali būti naudojamos sodinimo tyrimams. Be to, utilizuotinos atliekos, pavyzdžiui, plastikas, bus naudojamos mūsų stovyklos reikmėms - iš jų bus tiekiamos gijos 3D spausdintuvams. Kita vertus, nekonvertuojamos kietosios atliekos taip pat gali būti įvairiai panaudojamos. Šios atliekos bus siunčiamos į Žemės atmosferą ir užtikrinama, kad jos bus sunaikintos deginant.

3.3 - Kaip jūsų Mėnulio stovykla palaikys ryšį su Žeme ir kitomis Mėnulio bazėmis?

Siekdami patenkinti įvairius kosminio ryšio reikalavimus, pavyzdžiui, patikimumo ir vėlavimo, savo Mėnulio stovykloje nusprendėme sukurti hibridinę ryšio struktūrą, kurioje šiuos reikalavimus atitiktų skirtingos sistemos. Pagrindinis metodas bus radijo ryšys, kaip ir ankstesnėse Mėnulio misijose. Kadangi jis yra greitesnis, lazerinio ryšio sistema gali būti naudojama, kai reikalingas momentinis ryšys. Šioms sistemoms turi būti antžeminė stotis Žemėje ir siųstuvas bei antena Mėnulyje. Antžeminės stotys turėtų būti išdėstytos netoli ekvatoriaus, kad būtų gerai matomas pietų dangus, kad būtų galima nuolat matyti stovyklą. Galiausiai stovykloje gali būti įrengta atsarginė sistema, palaikanti palydovinį ryšį, kuris yra saugiausias ir labiausiai ištirtas metodas. Reikalingas palydovas gali būti išdėstytas Mėnulio orbitoje, o tai taip pat gali palaikyti ryšį tarp kitų Mėnulio stovyklų.

4.1 - Kokia (-ios) mokslinė (-ės) tema (-os) būtų jūsų Mėnulio stovyklos tyrimų objektas? Paaiškinkite, kokius eksperimentus planuojate atlikti Mėnulyje (pavyzdžiui, geologijos, mažos gravitacijos aplinkos, biologijos, technologijų, robotikos, astronomijos ir kt. temomis).

Mūsų Mėnulio stovykla suteiktų neprilygstamą galimybę atlikti mokslinius tyrimus ir sudarytų unikalią aplinką, kurioje būtų galima atlikti įvairių mokslo sričių tyrimus. Į mūsų Mėnulio stovykloje atliekamų tyrimų turinį neabejotinai bus įtrauktas Mėnulio sandara ir aplinka. Pagrindinis tokių tyrimų veiksnys gali būti Mėnulio dirvožemis. Teigiama, kad Mėnulio dirvožemį galima panaudoti deguonies ir kuro gamybai. Tai gali būti sritis, kurią tirs mūsų stovyklautojai. Tiriant nuo Mėnulio paviršiaus paimtą dirvožemį ir uolienas, galima ištirti mineralus ir panašias medžiagas bei atlikti tyrimus, kam šios medžiagos gali būti naudojamos. Be medžiagų, galima tyrinėti ir gyvybės pėdsakus. Tuo pačiu metu astronautai gali analizuoti ir atrasti daugiau detalių apie Mėnulio formavimąsi. Be to, Mėnulio dirvožemyje galima atlikti augalijos tyrimus. Toliau galima tirti įvairių mikroorganizmų panaudojimą Mėnulio žemės ūkyje arba tirti įvairius metodus, kurie leistų užsiimti žemės ūkiu Mėnulio dirvožemyje ir Mėnulio aplinkoje. Visiems dirbant šiose srityse, galima atlikti naujausią ir išvystytą Mėnulio ir jo geologinių savybių žemėlapį. Galiausiai galima atlikti ir bazėje esančių astronautų psichologijos tyrimus. Šių asmenų, kurie ilgą laiką gyvens izoliuoti kitoje aplinkoje, psichologinius pokyčius ir raidą galima stebėti bendraujant su pasauliu. Tuo pačiu metu astronautams gali būti suteikta galimybė savo buvimo kosmose metu vesti dienoraštį arba vlogą, kuris padėtų šiam darbui, taip sukuriant šaltinį apie tai, koks yra gyvenimas kosmose.

5.1 - Ką įtrauktumėte į astronautų rengimo programą, kad astronautai būtų parengti skrydžiui į Mėnulį?

Mėnulio stovykloje astronautai atsidurs nepažįstamoje aplinkoje, kurioje jie bus izoliuoti ir stebės, kaip planeta, kurioje praleido visą savo gyvenimą, susitraukia į mažą mėlynos ir žalios spalvos rutuliuką. Faktas, kad šie didžiuliai pokyčiai astronautų gyvenime ilgainiui gali turėti tiek fizinių, tiek psichinių padarinių. Todėl astronautai turi dalyvauti mokymo programoje, kad būtų visiškai pasirengę susidoroti su fiziniais ir psichiniais gyvenimo ir darbo Mėnulyje iššūkiais. Mūsų komanda parengė astronautams skirtą bandomąją programą, kurios įgyvendinimas užtruks apie 3 metus. Pirmuoju etapu astronautai metus dalyvaus bendruose mokymuose apie gyvenimą kosmose. Vėlesniuose etapuose kiekvienas astronautas bus išsamiai mokomas pagal savo specialybę. Pirmajame mokymo etape bus dvi svarbios sritys: psichinė sveikata ir fizinis pasirengimas. Per fizinius mokymus astronautai bus supažindinami su atšiauriomis Mėnulio sąlygomis, pavyzdžiui, kaip prisitaikyti prie judėjimo ar sumažinti raumenų nykimą mažos gravitacijos sąlygomis. Kita vertus, visi astronautai turėtų išklausyti pagrindinius mokymus, kaip elgtis su bazėje ir kituose kosminiuose laivuose naudojamomis sistemomis, kartu mokantis, kaip elgtis esant galimiems gedimams. Visi astronautai taip pat turėtų žinoti pirmąją pagalbą ir pagrindinę medicininę informaciją. Per psichologinį mokymą astronautai išmoks susidoroti su izoliacija, kartu mokydamiesi komandinio darbo ir tobulindami bendravimo įgūdžius bei gebėjimus spręsti problemas, nes stovykloje jų gyvenime dalyvaus keli žmonės. Įgiję reikiamų įgūdžių, astronautai dalyvaus mokymuose apie savo specialybes, pavyzdžiui, bioinžinerijos, chemijos inžinerijos ar skrydžių inžinerijos, ir apie tai, kaip jas panaudoti Mėnulyje. Nusileidus Mėnulyje astronautų mokymai nesibaigs, jie bus tęsiami bendraujant su Žemėje esančiais specialistais, pavyzdžiui, psichiatrais.

5.2 - Kokių kosminių transporto priemonių reikės jūsų būsimai Mėnulio misijai? Aprašykite savo Moon camp esančias transporto priemones ir apsvarstykite, kaip keliausite į Žemę ir iš jos bei tyrinėsite naujas vietas Mėnulio paviršiuje.

Mūsų kelionė į kosmosą prasideda nuo erdvėlaivio, sudaryto iš komandinio, tarnybinio ir Mėnulio modulio dalių. Komandinis modulis bus centrinė dalis, kurioje astronautai valdys erdvėlaivį. Tarnybiniame modulyje bus saugomas variklis, degalai ir visa Mėnulyje naudojama įranga. Mėnulio modulis bus naudojamas nusileidimui ir pakilimui Mėnulyje. Žvelgiant į mūsų stovykloje esančias transporto priemones, matome, kad čia yra tiriamasis roveris, statybinis roveris ir surinkimo roveris. Tyrimų roveris, turintis sandėlį, skirtas astronautams, kurie juo naudosis keliaudami ir atlikdami tyrimus Mėnulyje. Statybininkų roveris turi greiderio ir ekskavatoriaus dalis, kurios autonomiškai renka Mėnulio gruntą lygindamos žemę bazei ir ją statydamos. Roveris "Collector" daugiausia renka Mėnulio vandens, ledo ir kitus Mėnulyje esančius mėginius. Taip pat yra dronas, skirtas tyrinėti Mėnulį kitu požiūriu.