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.

Helios-1

VKV KOC MOKYKLOS  Stambulas-Tuzla    Turkija 17, 18   6 / 0 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: "Blender



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://drive.google.com/file/d/1fa5lUBO_bvtx4PCrQyFW1ks_bzRVyWpX/view?usp=share_link

1.1 - Projekto aprašymas

"HELIOS-1" - tai Mėnulio stovyklos projektas, kurio esmė - tvaraus gyvenimo ir vystymosi idėja. Nors pagrindinis projekto tikslas - ištirti ir pateikti naują tvarų energijos šaltinį - helio-3 izotopą, savarankiškumo idėja yra pagrindinė projekto koncepcija. HELIOS-1, kurio įgulą sudarys dvylika astronautų, sudarys dvi identiškos bazės dviejuose skirtinguose Mėnulio pietinio ašigalio krateriuose, kurios bus kuriamos daugiausia naudojant pačiame Mėnulyje esančius šaltinius. Esant minimaliai priklausomybei nuo medžiagų tiekimo iš Žemės - nesvarbu, ar tai būtų susiję su vandeniu, maistu, oru, statybinėmis medžiagomis, daiktais, energija ar kuo kitu - Mėnulio stovykla bus pajėgi dirbti ilgą laiką, kad būtų galima atrasti visą helio-3 potencialą ir jo savybes, tinkamas naudoti Žemėje. Žemės ištekliai yra brangūs, tačiau riboti. Galiausiai HELIOS-1 siekia, kad jį prisimintume dėl jo indėlio į tvarios ir saugios energijos gamybos sritį, pašalinant didelę kliūtį, trukdančią spartaus pasaulinio vystymosi sąlygomis siekti darnaus gyvenimo Žemėje.

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

Kadangi helio izotopas sudaro tik 0,0001% viso Žemėje esančio helio, helis-3 turi didelį potencialą būti naudojamas kaip energijos šaltinis branduolių sintezės būdu. Tačiau dėl brangių sąnaudų ir būtinos technologinės pažangos lygio sunku atlikti tokius mokslinius tyrimus ir plėtrą, susijusius su galimais helio-3 panaudojimo energijos gamybai būdais. Taigi šio izotopo gausa Mėnulyje yra gyvybiškai svarbi ir turi potencialo ateities plėtrai, ypač šiais laikais, kai tvariam augimui trukdo gamtos išteklių naudojimas. Siekiant išspręsti šią problemą, Mėnulio dirvožemis bus tiriamas kartu su išgaunamo helio-3 elgsena, taip pat bus atliekami išsamūs tyrimai su kitais junginiais, siekiant išsiaiškinti, kaip jį būtų galima panaudoti ateities technologijose. Pagrindinis Mėnulio stovyklos "Helios-1" tikslas bus šie tyrimai išgaunant izotopą.

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

"HELIOS-1" Mėnulio stovykla bus pastatyta dviejose skirtingose vietose ir bus sudaryta iš identiškos bazės konstrukcijos. Abi stovyklos bus įrengtos pietiniame Mėnulio ašigalyje, o tai leis tęsti projektą be trikdžių dėl saulės šviesos trūkumo, nes saulės šviesa bus naudojama kaip pagrindinis bazės energijos šaltinis. Kadangi Mėnulio ašinis pasvirimas yra maždaug 5 laipsniai, dvi skirtingos bazės bus įrengtos abiejose pietinio ašigalio pusėse ir bus naudojamos pakaitomis. Priklausomai nuo to, kurioje vietoje bus gaunama ilgalaikė saulės šviesa, viena iš bazių bus naudojama viena po kitos. Be to, abi bazės bus įrengtos atskiruose krateriuose, kad būtų papildomai apsaugotos nuo galimų meteorų liūčių. Be to, šie krateriai specialiai pasirinkti dėl juose esančio gausaus vandens ledo kiekio.

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.

Tyrimų įgula bus perkelta po to, kai bus pastatytos abi Mėnulio stovyklos bazės. Šio proceso metu reikiamoms medžiagoms iš Žemės atgabenti bus naudojamos raketos. Statant stovyklas, pagrindiniai pastatų ir koridorių statybiniai blokai bus regolito blokai, kurie bus sudaryti iš Mėnulio dulkių, dirvožemio ir Mėnulio paviršiaus uolienų. Monolitinių plytų statybos procesui bus naudojami didelės apimties 3D spausdintuvai. Prieš atliekant bet kokius tyrimus, galimi pastato konstrukcijos defektai bus šalinami naudojant mašinas. Nustatyta, kad regolito blokai sugeria šilumą ir teikia elektros energiją, kuri bus naudinga kaip tvarus energijos šaltinis, kai bus sukurtos reikiamos struktūros, palengvinančios tokį naudojimą. Mėnulio dirvožemis padengs pastato konstrukcijas, kad kosminė spinduliuotė nepakenktų. Vandens atgavimo sistemos ir oro tiekimo bazėje sistema bus sprendžiami po pastatų. Ligoninės poreikiai, visos gyvos būtybės, technologiniai prietaisai bus atgabenti iš Žemės vėliau. Kitos sistemos, tokios kaip akvaponinė sistema ir gyvenamoji patalpa, bus sukurtos antroje vietoje, o po to bus įkurdinta įgula. Paprastiems daiktams, tokiems kaip kėdės ir stalai, iš Žemės bus atgabenti pripučiami plieniniai baldai, nes transportuojant jie užima mažiau vietos ir yra tvirtesni. Vėliau jie bus pripučiami bazėje.

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

Bazė bus pastatyta krateryje, kuriame bus apsaugota nuo meteoritų lietaus. Statyba kraterio viduje padės izoliuoti Mėnulio bazę, nes ji bus apsaugota nuo mikrometeoroidų grėsmės ir dėl stabilios Mėnulio požeminės aplinkos temperatūros. Kadangi Mėnulyje beveik nėra atmosferos, o jo paviršius dažnai veikiamas kenksmingos radiacijos, Mėnulio bazės padengimas Mėnulio gruntu padės apsaugoti astronautus nuo radiacijos. Gyvenamieji moduliai gali būti palaidoti Mėnulio paviršiuje arba įrengti apačioje esančiuose lavos tuneliuose, kad apsaugotų įgulą. Mėnulio dirvožemis astronautams bus naudingas ir kitais būdais. Iš regolito 3D spausdintuvu pagamintos plytos galėtų būti naudojamos statiniams Mėnulyje statyti, nes yra lengvos ir tvirtos. Jos taip pat galėtų būti naudojamos radiaciniams skydams, kurie apsaugotų astronautus nuo kenksmingos radiacijos Mėnulio paviršiuje, kurti. Plytos taip pat galėtų būti naudojamos kuriant buveines, kuriose būtų sukurta stabilesnė aplinka astronautams ir įrangai. Tai padėtų užtikrinti, kad astronautai, dirbdami Mėnulyje, būtų saugūs ir patogūs. Taip pat slėgį padėtų reguliuoti vidinė kabinos slėgio sistema, kurioje skystas deguonis ir skystas azotas suslėgtose talpyklose, kurios remiasi oro kompresoriumi.

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

Mūsų bazėje pagrindinis dėmesys skiriamas tvarumui, nes Mėnulis nepritaikytas žmonėms išgyventi, o išlaidos yra per didelės, kad bazė būtų visiškai priklausoma nuo Žemės. Oro gamybai daugiausia bus naudojama elektrolizė. Vanduo Mėnulyje randamas ledo pavidalu. Išgaunant vandenį, jis bus suskaidytas į vandenilį ir deguonį, kad būtų galima jį tinkamai panaudoti. Taip astronautams bus sukurtas stabilus oro šaltinis, kurį avarijos atveju dar palaikys atsarginiai deguonies vamzdeliai. Azotas bus išgaunamas iš Mėnulio grunto ir reguliariai papildomas, kad būtų išvengta nuotėkio. Taip pat filtruojant Mėnulio ledo šerdis išgaunamas vanduo ir naudojant jį su vandens regeneravimo sistema toliau palaikomas bazės aprūpinimas vandeniu. Šis vanduo yra palyginti saugus naudoti ir visiškai tvarus, atsižvelgiant į tai, kad jis naudojamas kartu su TKS vandens naudojimo sistema. Panašiu tvarumo keliu eina ir maisto šaltiniai. Pagrindinis maisto šaltinis bus gaunamas iš akvaponinės sistemos. Nors reikalingos šios sistemos rūšys yra atvežtos iš Žemės, tinkamai įgyvendinus akvaponinę sistemą bus galima naudoti visiškai tvariai. Ji taip pat užtikrins astronautams įvairią mitybą, kurioje pakaks baltymų ir vitaminų. Energijai tiekti bus naudojami saulės kolektoriai, kad bazė taptų tvariu energijos šaltiniu. Tomis dienomis, kai nebus galima tiesiogiai naudoti saulės kolektorių, bus naudojamos akumuliatorių sistemos, kad bazė ir toliau būtų aprūpinama energija. Šios baterijos bus pildomos tomis dienomis, kai saulės šviesą bus galima paversti energija.

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

Siekiant tvaraus atliekų tvarkymo, skirtingų rūšių atliekos (kietosios, skystosios ir dujinės) turėtų būti tvarkomos skirtingai. Pirma, astronautų asmeninės atliekos (pvz., higienos priemonės, maisto pakuotės, žmogaus atliekos...) bus surenkamos ir suspaudžiamos, kad užimtų kuo mažesnį tūrį, tada uždaromos steriliuose konteineriuose, kad būtų išvengta užteršimo. Be to, priklausomai nuo atliekų rūšies (pvz., metalo, plastiko...), jos gali būti panaudotos kaip žaliava 3D spausdintuvui. Atliekos, kurių negalima pakartotinai panaudoti ir laikyti konteineriuose, gali būti gabenamos atgal į Žemę, kad būtų tinkamai pašalintos, arba, jei reikia, jos gali būti saugiai išmestos į kosmosą, įgyvendinant aplinkosaugos protokolus. Skystosioms atliekoms galima naudoti vandens perdirbimo sistemą, kurioje taikomas filtravimas, distiliavimas ir cheminis apdorojimas, kad būtų atgautas tinkamas naudoti vanduo. Neatsinaujinančios skystos atliekos bus uždaromos į vakuumines pakuotes, kaip ir kietosios atliekos. Dujinėms atliekoms (daugiausia anglies dioksidui) gali būti naudojamas į kempinę panašus mineralas, vadinamas ceolitu (kaip TKS), kad astronautai išvengtų mirtino hiperkarbido poveikio. 

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

Ryšio su Žeme ir Mėnuliu palaikymas yra labai svarbus HELIOS-1 ilgaamžiškumui. Vienas iš pagrindinių būdų palaikyti ryšį su Žeme yra Žemės, Mėnulio ir Žemės ryšys (EME). Radijo bangoms sklindant iš Žemėje esančio siųstuvo, radijo bangos atsispindi nuo Mėnulio paviršiaus, jas priima Žemėje esantis imtuvas, todėl šis ryšio stilius dar vadinamas Mėnulio atspindžiu ir padeda palaikyti ryšį tarp Žemės ir HELIOS-1. Ryšiui tarp Mėnulio bazių palaikyti gali būti naudojamas pagal projektą "LunarNet" sukurtas kvalifikuotas kosminis Mėnulio tinklas 3GPP. Naudojant šį patikimą tinklą, Mėnulyje galima sukurti stiprią ryšio infrastruktūrą, kad būtų galima veiksmingai perduoti visus duomenis. Taigi ryšiui tarp Žemės ir Mėnulio palaikyti bus naudojamas Mėnulio bunkeris, o belaidis 3GPP tinklas padės palaikyti ryšį tarp HELIOS-1 ir kitų Mėnulio bazių.

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).

Galima tirti giliojo kosmoso spinduliuotės poveikį gyvoms būtybėms ir medžiagoms, o įgulos yra idealus bandomasis objektas. Nors įgula būtų veikiama riboto radiacijos kiekio, jos ilgalaikis 180 dienų buvimas bazėje būtų pakankamas laikas, kad būtų galima stebėti tam tikrą poveikį organizmui.Be to, moksliniai Mėnulio biologijos ir geologijos tyrimai yra labai svarbūs kuriant tvarią ir sėkmingą Mėnulio stovyklos bazę. Atlikdami geologinius eksperimentus astronautai gali tirti Mėnulio paviršiaus ir požemio sudėtį, struktūrą ir istoriją. Gauti mėginiai galėtų suteikti išsamesnių žinių apie galimų naudingųjų iškasenų atsargų Mėnulyje vietas, taip pat apie Mėnulio ledą. tačiau svarbiausia eksperimentų dalis būtų susijusi su helio-3 savybėmis ir panaudojimo galimybėmis, pavyzdžiui, branduolių sintezės energetikoje ir kituose sektoriuose. Kadangi Žemėje helio-3 beveik neįmanoma rasti, dėl lengvai prieinamos medžiagos Mėnulyje būtų galima gauti medžiagų, reikalingų eksperimentams su heliu-3, kad būtų atskleistas visas jo potencialas. Be to, būtų galima geriau ištirti mineralų ir junginių, sudarančių Mėnulio dirvožemį, panaudojimo galimybes ir visapusiškai juos panaudoti pačioje bazėje ir bet kurioje kitoje tuo metu Mėnulyje esančioje infrastruktūroje. Nors šiuo metu gana gerai suprantame, kaip suyra kūnas, ilgą laiką veikiamas mažos gravitacijos, vis dėlto atlikdami daugiau eksperimentų galime gauti daugiau duomenų šia tema.

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

Prieš išsiunčiant į Mėnulį misijai HELIOS-1, mūsų astronautai turi dalyvauti įvairiose mokymo programose, kad priprastų prie Mėnulio ir kosmoso aplinkos. Šių mokymo programų pagalba kiekvienas astronautas išmoks, kaip išgyventi ekstremaliomis sąlygomis Mėnulyje ir kaip būti HELIOS-1 dalimi. Mokymo programų pavyzdys - kosminės transporto priemonės maketas (angl. Space Vehicle Mock-up Facility, SVMF) - tai raketos, kuria jie keliaus, maketas, kad astronautai priprastų prie aplinkos, kurioje jie bus gabenami tarp Žemės ir Mėnulio. Kitas mokymas, kurį jie turi praeiti, yra KC-135, kuriame astronautai patiria nesvarumo, nulinės gravitacijos pojūtį, padedantį astronautams patirti, kaip bus keliaujant į Mėnulį ir Mėnulyje, taip pat apsaugantį žmones nuo susirgimų nuo nulinės gravitacijos. Be to, norėdami praktikuoti pasivaikščiojimus kosmose, astronautai taip pat turi naudotis Neutralios plūdrumo laboratorija. Astronautai plūduriuoja didžiuliame vandens kiekyje (22,7 mln. litrų arba 6,2 mln. galonų) kosminių transporto priemonių kopijose, kad praktiškai išbandytų, kaip atlikti operacijas kosmose. Šie pavyzdžiai yra tik techniniai ir moksliniai, tačiau būti astronautu reiškia ne tik turėti gerus mokslinius įgūdžius, žmogus taip pat turi būti treniruotas fiziškai ir protiškai. Astronautai turėtų būti pakankamai fiziškai pasirengę, kad galėtų ištverti pakilimą ir gravitacinę trauką, kad misijos metu nekiltų jokių problemų. Astronautai taip pat turėtų būti psichologiškai pasirengę ilgą laiką būti toli ir iš dalies vieni kosmose. Būnant astronautu svarbiausia būti komandos nariu, todėl kandidatams į astronautus taip pat rekomenduojama išklausyti viešųjų santykių kursus, kad pagerėtų komandinio darbo gebėjimai. Apskritai šios programos padės astronautams pasirengti skrydžiui į Mėnulį.

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.

HELIOS-1 bus naudojama daugiapakopė raketa skrydžiams tarp Žemės ir Mėnulio, SSTO - skrydžiams tarp Mėnulio bazių ir kosmoso tyrimų aparatai - skrydžiams Mėnulio paviršiumi. Vienpakopės į orbitą skriejančios raketos yra daugkartinio naudojimo ir yra patogios HELIOS-1, nes Mėnulyje įgulą reikia keisti kas 180 d. Ir atvirkščiai, transportavimui Mėnulio paviršiuje bus naudojami SEV. SEV yra suslėgtos transporto priemonės, kurios padeda astronautams tyrinėti daugybę vietų Mėnulio paviršiuje, nes leidžia transporto priemonei judėti "krabo stiliaus" judesiais, padedančiais įveikti sudėtingas vietoves. Pakreipiama kabina, leidžianti gerai matyti paviršių, stipriai ekranuota kabina, apsauganti astronautus nuo saulės spindulių poveikio, greitas astronautų išlipimas ir (arba) įlipimas iš transporto priemonės ir prijungimo stotis, kurioje astronautai gali gyventi, SEV yra tinkamas variantas transportui Mėnulio paviršiumi.