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.

Zenith

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsunas-Turkija    Turkija 15, 16   6 / 3 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360



1.1 - Projekto aprašymas

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

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

Pagrindinis mūsų tikslas - naudoti Mėnulio stovyklą kaip bazę moksliniams tyrimams atlikti. Tęsdami mokslinius tyrimus, tyrinėjame Mėnulį. Su savo pilotuojamais ir nepilotuojamais Mėnulio roveriais planuojame vykdyti misijas, kurių metu rinksime ir grąžinsime į savo bazę Mėnulio dirvožemio, uolienų ir kt. mėginius, o mūsų apmokyti astronautai šiuos mėginius nuodugniai ištirs. Nes, kaip sako mokslininkai, mes tikime, kad Mėnulis gali būti vertingų išteklių šaltinis. Šiems tikslams, kaip minėta, paremti mes numatėme laboratorijas, kuriose mūsų astronautai aktyviai dirbs. Minėtose laboratorijose mūsų astronautai taip pat galės atlikti tyrimus astronomijos srityje. Atsižvelgdami į šiuos pagrindinius tikslus, taip pat manome, kad kituose šios Mėnulio stovyklos, kuri yra pirmas žingsnis, kūrimo etapuose bus siekiama nuolatinio buvimo Mėnulyje.

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

Pagrindinę bazę (Alpha) planuojame įkurti Archimedo krateryje (39,7° šiaurės platumos, 4,2° vakarų ilgumos), esančiame Mėnulio pietvakarių regione. Plokščias kraterio dugnas yra palyginti stabilus paviršius Mėnulio bazei įrengti ir kosminių raketų nusileidimo aikštelei įrengti, o dėl stabilios temperatūros jis yra tinkama vieta astronautams gyventi ir atlikti tyrimus. Be to, krateryje yra požeminių vandens šaltinių, kurie būtini gyvybei palaikyti ir energijai gaminti.

Saulės šviesa De Gerlache kraterio (88,71° pietų platumos, 68,7° vakarų ilgumos) keterą dažniausiai pasiekia 14 dienų per mėnulio periodą, todėl nusprendėme EGEC įkurti ant šios keteros, kuri nuo Archimedo kraterio nutolusi tik 220 kilometrų. Keteros kalnagūbris idealiai tinka energijai gaminti naudojant saulės vandenilio plokštes, nes saulės šviesa čia patenka net 98% paros laiko.

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.

Pagrindinėms bazės konstrukcijoms gaminti naudosime didelius 3D spausdintuvus. Sukūrę pagrindinę konstrukciją, planuojame sukurti apsauginį sluoksnį, kurį sudarys Mėnulio regolitas, kad mūsų sukurta bazė būtų geriausiai apsaugota Mėnulyje.

Bazėms statyti naudosime Mėnulio regolitą, nes;

  • Kadangi Mėnulio atmosfera yra plona, o Mėnulis yra sudėtinga vieta gyventi, Mėnulio regolitas gali būti apsauginis sluoksnis, saugantis nuo radiacijos ir meteoritų.
  • Naudodamiesi Mėnulio regolitu ir jo tyrimais mokslininkai galės sužinoti ir suprasti konkrečią informaciją apie Mėnulį, pavyzdžiui, jo susidarymą. Be to, mokslininkai, dirbdami su regolitu, galės sužinoti ir ištirti Mėnulio geologiją ir istoriją.
  • Mėnulio regolitas gali būti naudingas žemės ūkiui šiltnamiuose. Jį galima sumaišyti su kitais mineralais ir vandeniu, kad jis būtų labai efektyvus.
  • Mėnulio regolitas yra geras mineralų šaltinis, pavyzdžiui, oksidų, sulfidų, fosfatų ir vietinių metalų, kuriuos planuojama išgauti mūsų kasybos roveriu.

Apibendrinant galima pasakyti, kad Mėnulyje radus Mėnulio regolito, būtų lengva statyti bazes taip pat greitai, kaip ir nusileidus astronautams.

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

Mėnulio regolitas, kurio sudėtyje yra geležies, aliuminio ir silicio, apsaugo ir sugeria spinduliuotę bei yra labai atspindintis, todėl jį pasirinkome kaip apsauginį sluoksnį.

Be to, tai gera medžiaga, apsauganti nuo meteoritų, veikianti kaip barjeras, apsaugantis nuo meteoritų ir užkertantis kelią bet kokiai žalai, kuri galėtų pakenkti bazei ir įrangai. Be to, ji gali sugerti meteoritų smūgį, kuris būtų pavojingas Mėnulio buveinei.

Be to, jis užtikrina bazės ir įrangos Mėnulio paviršiuje šiluminę izoliaciją. Jo sluoksnis gali sugerti ir atiduoti šilumą ir iš esmės padeda reguliuoti temperatūrą.

Kalbant apie apsaugą nuo galimo pavojaus, turime du būdus ir vieną avarinį planą, kurį ketiname suderinti.

Pirmiausia ketiname naudoti išankstinio perspėjimo sistemą, kuri aptiks meteoritus, skriejančius link Mėnulio ir bazės. Pagal meteorito greitį, dydį ir vietą, kurioje jis aptiktas, astronautai ketina judėti priklausomai nuo aplinkybių, todėl jie turi du galimus būdus:

1 planas: jei meteoritas bus pakankamai mažas, kad nesugadintų mūsų bazės, astronautai bus iškeldinti iš bazės į slėptuvę, kuri bus po mūsų baze, kad ją gaubtų storas Mėnulio regolitas, užtikrinantis saugumą. Praėjus pavojui, astronautai aptiks bazės patirtus pažeidimus ir tada, pasitelkę roverius, pradės remontuoti bazę.

2 planas: jei meteoritas bus didelis ir netoli mūsų bazės, ketiname aktyvuoti savo avarinį planą, t. y. kuo greičiau po evakuacijos roveriais keliauti į "Bravo" bazę.

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

Kad galėtume apsirūpinti vandeniu, planuojame rinkti ledinį vandenį aplink vietas, kurias dengia šešėlis. Kad išvengtume infekcijų, šis surinktas ledinis vanduo bus ištirpinamas ir filtruojamas. Paskutinis produktas - filtruotas vanduo - bus laikomas vandens talpyklose būsimoms reikmėms. Be to, bus naudojama alternatyvi mikroekologinė gyvybės palaikymo sistema (MELISSA), kad būtų galima turėti švaraus vandens nuo kasdienio naudojimo (šlapimo, higienos reikmėms ir pan.).

 

Maisto šaltiniams aprūpinti naudosime nederlingą žemdirbystę (hidroponinę žemdirbystę). Šioje sistemoje, kuri užtikrina produktų gamybą net ir nepalankiomis žemės ūkio sąlygomis, augalų vandens ir maistinių medžiagų poreikiai tenkinami kontroliuojamu būdu. Vykdant bežemę žemdirbystę tiesiogiai pašalinama iš dirvožemio kylančių ligų rizika, sumažėja papildomos darbo jėgos poreikis, o proceso metu gaunama daugiau produktų. Vienas iš pagrindinių privalumų yra tai, kad hidroponinėse sistemose sunaudojama tik 10% įprastinėje žemdirbystėje naudojamo vandens. Be to, planuojama, kad naudojant tam tikros rūšies žaliuosius dumblius, vadinamus "Chlorella", mūsų biodome bus gaminami kai kurie maisto papildai, kuriuose gausu baltymų, vitaminų ir mineralų.

 

Kai reikės, deguonies bus tiekiama per saulės vandenilio plokštes ir biologinį kupolą. Be to, kad vandenį valysime naudodami MELISSA, planuojame Co2 konvertuoti į O2 naudodami mikrodumblius. Kai kuriais skaičiavimais, iš 1 kg dumblių galima pagaminti nuo 1 iki 2,5 kg deguonies. Atsižvelgiant į tai, kad vidutinis žmogaus per parą suvartojamas deguonies kiekis yra 0,75 kg, nors šis metodas šiuo metu nėra antrasis, jis yra ypač veiksmingas deguonies gamybos būdas.

Kaip energijos šaltinius ketiname naudoti tris skirtingus būdus: saulės vandenilio plokštes, branduolių sintezės reaktorius ir energiją, kurią gauname degindami atliekas. Išsamūs šių naudojamų būdų paaiškinimai pateikiami išorinės peržiūros skyriuje.

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

Atliekas planuojame tvarkyti keliais būdais:

Pirmasis būdas jas tvarkyti - kompostuoti. Mėnulyje esančias organines atliekas kompostuojant galima paversti dirvožemiu, kuris gali būti naudojamas augalams auginti ir žemės ūkiui.

Antrasis atliekų tvarkymo būdas - deginti jas deguonimi. Šio proceso metu sudeginamos organinės atliekos, esančios atliekose, ir dėl šio proceso išsiskiria energija, kurią planuojama panaudoti kaip mūsų bazės resursą, be saulės vandenilio plokščių ir branduolių sintezės reaktorių. Kita vertus, nors šis variantas suteikia mums energijos, jis gali sukelti ir tam tikrų trūkumų. Siekiant išvengti šių galimų pasekmių, reikėtų atkreipti dėmesį į kompostuojamų medžiagų sudėtį ir kontroliuoti dujas, kurios gali atsirasti po apdorojimo, kad jos nekenktų atmosferai.

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

Ryšiui su kitomis bazėmis palaikyti naudojami palydovai, veikiantys radijo bangų spektro VHF diapazone. Šiam ryšiui užtikrinti skirtas palydovas turi stiebo konstrukciją, kad jis būtų nejudamai pritvirtintas prie žemės ir sumažėtų signalo stiprumo praradimas. Ant šios konstrukcijos viršaus yra korpuso konstrukcija, kurioje yra elektroninė grandinė ir kilnojamoji palydovo lėkštė, kuri taip pat sumažina signalo stiprumo praradimą, nukreipiant lėkštę į kitą palydovą.

Be to, ryšiui su Žeme užtikrinti taip pat planavome naudoti pagrindinėje bazėje esantį palydovą ryšiui su aplink Žemę skriejančiu palydovu palaikyti. Pagrindinė priežastis, kodėl ryšiui užtikrinti pasirinkome palydovą, esantį už atmosferos ribų, yra ta, kad išvengtume galimo signalo praradimo.

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 pasaulyje atliekama daug mokslinių tyrimų. Šių tyrimų perkėlimas į Mėnulį gali suteikti mums daug privalumų. Be to, manome, kad kai kuriuos tyrimus Mėnulyje galima atlikti išsamiau. Pavyzdžiui:

Astronomija: Tuščia žemė taip pat suteikia galimybę statyti didelius teleskopus ir laboratorijas, kuriose galima dirbti. Naudodamiesi pažangiųjų technologijų teleskopais galime aiškiau stebėti žvaigždes, galaktikas ir daug daugiau.

Geochemija: Ši mokslo šaka suteikia galimybę iš arti stebėti cheminius procesus, kurie sudaro Mėnulį ir požeminiuose ištekliuose esančius mineralus. Ši informacija gali tapti šaltiniu būsimiems tyrimams ir eksperimentams.

Ateities technologijų bandymų poligonas: Laisvoje žemėje, kurioje nėra žmonių veiklos, galima išbandyti būsimus projektus be jokių baisių pasekmių. Tai gali padėti mums laisvai eksperimentuoti su technologijomis ir greičiau jas kurti atsižvelgiant į rezultatus.

Naujos išteklių sritys: Tai, kad Žemės ištekliai yra riboti, rodo, jog kyla nauja problema: "Kur galime rasti naujų išteklių?". Čia praverčia Mėnulio paviršius, kuriame gausu elementų ir junginių. Šiuos išteklius galime rinkti ir kaupti bei panaudoti kitiems savo eksperimentams ar poreikiams.

Mėnulio seismologija: Mėnulio seismologija gali būti apibrėžiama kaip žemės judėjimas, pvz., Mėnulio drebėjimai ir judėjimas Mėnulio paviršiuje. Nors jau įdiegtos kelios seismografinės matavimo sistemos, jos vis dar turi trūkumų ir stokoja informacijos. tinkamai įsikūrus ir atidžiau ištyrus, manome, kad galima rasti daugiau. Nauji atradimai gali padėti rasti naujų būdų gauti energijos naudojant mėnulio drebėjimus

Galima atlikti daugiau tyrimų.

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

Atrinkus astronautus, prieš pirmą kartą išskrisdami į kosmosą, jie baigs bent trejų ar ketverių metų mokymo programą, kurią įgyvendina EKA.

Pirmiausia jiems bus surengtas bazinis mokymas, kuris truks 12 mėnesių. Per šį laiką astronautai išmoks visas kosminės stoties sistemas, transporto priemones ir robotų veikimo principus. Be to, jie mokysis, kaip įrengti Mėnulio stovyklą, saulės vandenilio plokštes ar turėti deguonies biokūną ir pan. Jie bus supažindinti su jiems reikalingų sistemų veikimo principais. Be to, jie ketina priprasti gyventi be gravitacijos ir valdyti savo kūną gravitacijos neturinčioje aplinkoje.

Po pagrindinių mokymų jų laukia mokymai prieš paskyrimą, kurių metu jie daugiau sužinos ir patobulins savo žinias apie kosminės stoties sistemas, taip pat dalyvaus specialiuose mokymuose keliose vietose, pavyzdžiui, Hiustone (JAV), Žvaigždžių miestelyje (Rusija), JAXA Tsukubos centre (Japonija) ir Sent Huberte (Monrealyje) (Kanada).

Po šių pasiruošimo etapų astronautai yra pasirengę būti paskirti į misiją, prasideda mokymai apie jiems paskirtą misiją. Šio proceso metu jie bus apmokyti kartu su savo įgula, kad priprastų vieni prie kitų. Be to, jie sužino, kokios yra jų pareigos ir kaip dirbti kartu. Be to, jie bus informuojami apie tai, ką daryti avarinės situacijos atveju, ir apie evakuacijos planus.

Atvykę į kosminę stotį arba Mėnulį, jie toliau mokysis naudodamiesi tiesioginiu ryšiu tarp Žemės ir vaizdo įrašų. Be to, jie vis dar mokysis robotų ir erdvėlaivių veikimo, išbandydami juos gyvai ir imituodami.

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.

Yra 3 roveriai, skirti astronautams, kad jie sėkmingai užbaigtų savo misijas Mėnulyje. Pagrindinės šių roverių užduotys yra astronautų konstravimas, gręžimas, saugojimas ir transportavimas. Vienas iš svarbiausių dizaino elementų buvo roverių ratai. Roverių ratus įkvėpė mekano ratas ir marsaeigio "Mars perseverance" ratai. Pagrindiniai šių ratų bruožai - jie atsparūs sunkumams, su kuriais gali tekti susidurti Mėnulio paviršiuje, ir palengvina transportavimą. Konkrečiai Mecanum ratų ypatybė yra ta, kad jie gali judėti bet kokiu būdu. Kartu įkvėpimas iš marsaeigio "Mars perseverance rover" užtikrino, kad transporto priemonė galėtų judėti visais 360 laipsnių kampu. Kita vertus, atsižvelgdami į transportavimą į Žemę ir iš jos, Mėnulio modulyje panaudojome žolėdžių kojų biomimikriją, kad būtų lengviau nusileisti ir greičiau pakilti.