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.

New Earth

Liceul Teoretic "Emil Racovita" Baia Mare  Baia Mare-Maramureş    Rumunija 16, 17   3 / Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360



1.1 - Projekto aprašymas

Maždaug prieš penkiasdešimt metų žmonija žengė didžiulį žingsnį savo evoliucijoje - ant Mėnulio paviršiaus sėkmingai nusileido erdvėlaivis "Apollo 11". Tą dieną, 1969 m. liepos 20 d., amerikiečių astronautas Neilas Armstrongas žengė į Mėnulio paviršių ir ištarė garsiuosius žodžius: "Vienas mažas žingsnis žmogui, vienas milžiniškas šuolis žmonijai". Šiandien mes pakartosime istoriją, tačiau vietoj paprastos ekspedicijos sukursime visiškai tvarią operacijų bazę. Ši kolonija taps naujos eros, Tarpplanetinės eros, pradžia.

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

Mėnulis taps žmonijos žaidimų aikštele, kurioje galėsime diegti naujoves, kurti ir prisitaikyti. Šioje kolonijoje padėsime tarpplanetinių kelionių pagrindus ir kartu atrasime naujų technologijų, kurios padės mums Žemėje. Efektyvi naudingųjų iškasenų gavyba, bioinžineriniai augalai, efektyvesni atsinaujinantys energijos šaltiniai. Tai bus tik pradžia to, kas dar laukia ateityje. Mūsų bazėje gyvens 4 įvairių profesijų pionieriai, o joje bus įrengtos pažangiausios priemonės, įskaitant didelio efektyvumo akvaponiką, pažangią mokymo ir treniruočių įrangą, kompaktišką, bet visiškai įrengtą viryklę ir erdvę taupančius dviaukščius. Kas penkerius metus bus atvežama nauja įgula, taip pat pažangios atsarginės dalys ir prekės, kurių nebus galima efektyviai pagaminti vietoje.

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

Mėnulio bazė bus įrengta už 30 km nuo Shoemakerio kraterio, netoli kalnų masyvo. Šią vietą pasirinkome dėl kelių priežasčių:
Geologinis interesas: Šalia Shoemakerio kraterio esanti vietovė yra įdomi geologiniu požiūriu ir suteikia galimybę išsamiai tyrinėti Mėnulio paviršių ir geologiją. Šalia bazės vietos esantis kalnų masyvas suteikia galimybę tyrinėti įvairias geologines savybes, įskaitant smūginius kraterius, vulkaninius objektus ir senovines uolienas, taip pat apsaugo nuo meteoritų.

Bendravimas ir navigacija: Netoli Shoemakerio kraterio esanti vieta užtikrina gerą matomumą į Žemę, todėl lengviau palaikyti ryšį su misijos kontrole Žemėje ir gauti navigacinius signalus.

Išteklių prieinamumas: Kaip minėta anksčiau, netoli Shoemakerio kraterio esanti vietovė suteikia galimybę naudotis giliai krateryje esančiais vandens telkiniais. Šioje vietovėje gali būti ne tik vandens, bet ir kitų svarbių išteklių, pavyzdžiui, helio-3, kuris galėtų būti naudojamas kaip kuras branduolių sintezės reaktoriams.

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.

Visuose trijuose statybos etapuose naudosime kompaktiškas, iš anksto paruoštas patalpas ir sienas, kurios bus atgabentos iš Žemės vienkartiniais erdvėlaiviais. Patalpos ir įrenginiai bus surenkami, sujungiami ir suvirinami, kad būtų užtikrintas tinkamas jų veikimas. Išorinis bazės apvalkalas bus pagamintas iš gelžbetonio, padengto titano ir švino lydinio danga, o vidinės sienos bus pagamintos iš aliuminio plokščių. Bazėje bus įrengtos pažangiausios vėdinimo sistemos, vandens valymo ir nuotekų valymo įrenginiai, taip pat gyvybės palaikymo sistemos.

Kai bazė bus baigta, pradėsime tobulinti vietos išteklius. Išgausime natūralias vandens atsargas iš Šūmakerio kraterio ir elektrolizės būdu paversime jas deguonimi, o paskui siųsime jas vamzdynu, kuriuo dujos bus transportuojamos iš Šūmakerio kraterio į bazę. Netrukus naudingas vanduo bus gabenamas iš netoliese esančių telkinių bepiločiais roveriais, o tada valomas taikant pažangius distiliavimo metodus. Be to, nuo Mėnulio paviršiaus bus kasamas regolitas ir perdirbamas į naudingas medžiagas, pavyzdžiui, metalus ir dujas. Tai padės mums gaminti reikalingus paprastus komponentus ir dalis, užuot pasikliovus vien tik siuntimais iš Žemės. Mokslinių tyrimų duomenys ir naujos technologijos bus parduodamos už sudėtingus komponentus, įvairias prekes ir retus metalus, kurių negalima apdoroti ir pagaminti vietoje.

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

Kolonijos viduje esantys pionieriai bus apsaugoti nuo gamtinių pavojų, tokių kaip saulės spinduliuotė, meteoritų smūgiai ir pavojingos Mėnulio dulkės, dėl storų betoninių išorinių sienų, padengtų titano ir švino lydinio danga, strategiškai patogios vietos netoli kalnų masyvo ir specialių elektroninių dulkių atbaidymo priemonių, kurios neleis dulkėms patekti į vidų. Be to, bazėje bus įrengtos pažangios gyvybės palaikymo sistemos, ventiliacijos kompleksas, avariniai elektros ir deguonies generatoriai, nuotekų valymo įrenginiai, termoreguliatoriai, taip pat įvairios poilsio patalpos, kurios užtikrins įgulos gerą savijautą ir psichinę sveikatą. Bazės viduje bus įrengtas slėgis, kad būtų sukurta aplinka, kurios dujų kiekis ir slėgis būtų panašūs į Žemės aplinką.

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

Oras: Kaip jau minėta, per pirmąjį bazės statybos etapą, vadinamą deguonies operacija, dideli automatiniai ekstraktoriai išgaus užšaldytą vandenį iš neapdorotų Shoemakerio kraterio telkinių, o roveriai nugabens jį į specialius rafinavimo įrenginius, kur jis bus išvalytas ir elektrolizės būdu paverstas deguonimi. Šios procedūros metu 2 litrai vandens bus paversti 1 litru deguonies. Mūsų 4 žmonių įgula kasdien sunaudos apie 8000 litrų deguonies. Deguonis į bazę bus gabenamas iš titano lydinio Ti-6Al-4V pagamintu vamzdynu su saulės energija varomais siurbliais, kurie palaikys nuolatinį O2 srautą. Žuvų akvariumas deguonimi prisotintą vandenį gaus iš akvaponikos sistemos augalų.

Vanduo: Planuojame sukurti aparatą, kuris, naudodamas membraninio filtravimo ir distiliavimo metodus, išvalys vandenį, išgaunamą iš netoliese esančių telkinių su roveriais. Operacijos "Gyvybės palaikymas" metu šis vanduo bus naudojamas žuvų rezervuarui pripildyti ir akvaponikos grandinei paleisti. Po operacijos "Naujoji Žemė" vandens reikės tik astronautams (apie 8 l per dieną 4 žmonėms), kriauklėms (7 l/min.) ir dušui (50 l/naudojimui). Kai pripildysime vidinę vandens saugyklą (kuri yra apie 2000 l), panaudotą vandenį perdirbsime pirmiau minėtais būdais. Tačiau jokia vandens perdirbimo sistema nėra visiškai veiksminga, todėl kartkartėmis mums vis tiek reikės naujų vandens siuntų.

Elektra: Mes naudosime saulės baterijas ir didelio tankio akumuliatorius. Saulės kolektoriams bus naudojama perovskitų technologija, nes jų efektyvumas yra 30%, o gamyba paprasta. Iš viso mums reikės maždaug 65 saulės kolektorių, kurių kiekvieno plotas - maždaug 1,6 kvadratinio metro, kad pagamintume 50 kWh. Kad saulės baterijos visą laiką būtų švarios, naudosime magnetinius laukus, kurie atstums Mėnulio dulkes ir kitus nešvarumus. Kiekvienas saulės kolektorius kasdien generuos apie 762 Wh, o perteklius bus saugomas galinguose akumuliatoriuose.

Tai apskaičiavome pagal šią formulę: Energija per parą = saulės kolektoriaus plotas x saulės spinduliuotė x konversijos efektyvumas. Tuo metu, kai nėra saulės šviesos, naudosime akumuliatoriuose sukauptą energiją.

Maistas: Maistas: Maisto tiekimui naudosime naujovišką sistemą, vadinamą akvaponika, kuri sukuria savaime išsilaikančią aplinką, naudodama žuvų akvariumą, hidroponikos sistemą ir daugybę vamzdžių bei filtrų.

Žuvų rezervuaro talpa - 2000 litrų, o per metus iš jo bus išauginama apie 70 kg valgomos žuvies. Siekdami kuo didesnio efektyvumo, pasirinkome upėtakių rūšį, nes tai viena efektyviausių vidutinio dydžio žuvų auginimui.

Hidroponikos sistemą sudarys keli baseinai pomidorams ir salotoms auginti, kurių bendras plotas - 80 kvadratinių metrų, o per metus iš viso bus galima užauginti 1000 kg šviežios produkcijos. Tai užtikrins maistingą ir subalansuotą mitybą mūsų pionieriams.

Norėdami nustatyti tinkamą trąšų kiekį mūsų pasėliams, naudojome šią formulę: Vandens tūris = bendra žuvų biomasė / žuvų tankis

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

Kalbant apie atliekų šalinimą, pionierių išskiriama biomasė bus perdirbama į trąšas akvaponikos sistemai, o skystesnės atliekos bus filtruojamos ir vėl įtraukiamos į vandens tinklą. Vandens valymo įrenginys patenkins visus šiuos poreikius ir veiksmingai transformuos atliekas į naudingas medžiagas.

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

Mūsų bazė su Žemės stotimi ir kitomis Mėnulio kolonijomis bendrauja itin lengvais radijo signalais ir palydoviniu ryšiu. Palydovinio ryšio sistema naudoja aukščiausios klasės technologijas ir milžinišką saulės energijos kiekį vaizdo ir garso signalams siųsti ir priimti. Ant bazės stogo įrengta 32 m² ploto radijo ryšio antena gali perduoti duomenis iki 201,998 km/s greičiu, o tai užtikrina geriausią duomenų perdavimo greitį.

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 bazės paskirtis - kurti ir išbandyti naujas technologijas, kurios bus naudingos ne tik mums Žemėje, bet ir leis mums pasiekti tarpplanetinių kelionių tikslą. Daugiausia dėmesio skirsime bioinžinerinių kultūrų, automatizuotų ekstrahentų, efektyvių elektrinių, patikimų atsinaujinančių energijos šaltinių, itin lengvų transporto priemonių, daugkartinio naudojimo raketų, galinčių automatiškai regeneruoti degalus, ir itin lengvų bioninių žmogaus dalių su grotelinėmis dujų gydymo sistemomis kūrimui. Ši bazė bus naujų technologijų bandymų poligonas ir atliks didesnę nei įprastos kolonijos paskirtį. Ji nuties kelią mūsų ateičiai.

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

Mūsų laimingųjų pionierių mokymai bus panašūs į TKS astronautų mokymus, tačiau jiems bus suteikta keletas papildomų įgūdžių ir profesijų, reikalingų išgyventi Mėnulyje. Jie bus išsamiai mokomi geologijos, pagrindinių ir pažangių statybos, botanikos, astronomijos, maisto gaminimo, mitybos ir kitų sričių.

Du iš kolonistų bus kvalifikuoti statybininkai, atsakingi už bazės infrastruktūros kūrimą ir priežiūrą. Vienas kolonistas bus elektrikas, atsakingas už bazės energijos sistemas, o kitas - mokslininkas, atsakingas už eksperimentus ir mokslinių tyrimų Mėnulyje priežiūrą.

Be šių specializuotų funkcijų, visi komandos nariai turės turėti įvairių įgūdžių ir žinių, kad užtikrintų misijos sėkmę. Tai bus tokie įgūdžiai kaip medicininis pasirengimas, problemų sprendimas ir gebėjimas prisitaikyti, taip pat įvairių sistemų ir technologijų, kurios bus naudojamos Mėnulyje, supratimas.

Mokymo programa bus griežta ir intensyvi, skirta paruošti pionierius bet kokiems iššūkiams, su kuriais jie gali susidurti būdami Mėnulyje. Prieš išvykdami į misiją jie turės visus įgūdžius ir žinias, kurių reikia ne tik išgyventi, bet ir klestėti Mėnulio paviršiuje.

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.

Skrydžiams tarp Mėnulio ir Žemės bei įvairių prekių mainams naudosime pigius, didelės talpos vienkartinius erdvėlaivius. Taikant šį metodą bus užtikrinta, kad kelionės būtų minimalios, o išlaidos mažos.

Žvalgymo, gavybos ir transportavimo tikslais naudosime pilotuojamus roverius, pavyzdžiui, "Buggy", ir nepilotuojamus, nuotoliniu būdu valdomus ir automatizuotus roverius. Vienas iš šių roverių bus skirtas išorės darbams, o kiti du bus atsakingi už išteklių gabenimą patalpose. Toks metodas leis efektyviau rinkti ir gabenti išteklius ir kartu sumažins riziką mūsų pionieriams.

Kiti projektai: