moon_camp
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.

Aphrodite

Tudor Vianu nacionalinė informatikos vidurinė mokykla  Bukarešto 1 rajonas    Rumunija 16, 17   5 / 5 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360



1.1 - Projekto aprašymas

Projektas "Afroditė" - tai mokslinių tyrimų vieta, esanti Mėnulio pietiniame ašigalyje, netoli vieno iš 4000 Mėnulio kraterių centro.
Mūsų bazė suprojektuota taip, kad ją būtų lengva surinkti ir išplėsti. Siekiant efektyvumo, pagrindinę konstrukciją sudaro du aukštai, kurių kiekvieną sudaro kelios šešiakampės ląstelės, išdėstytos viena šalia kitos - ląstelės, kurias galima sudėti vieną ant kitos ir sujungti. Jas saugo stiklinis kupolas. Turime šiltnamį, kuriame auginami būtini augalai, užtikrinantys mūsų astronautų išgyvenimą, ir roverius, padedančius Mėnulio gyventojams.

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

Pagrindinis mūsų tikslas - parodyti, kad žmonės iš tikrųjų gali praleisti visą gyvenimą Žemės palydove, ir palengvinti mokslinius tyrimus. Kadangi Mėnulis niekada nebuvo veikiamas atmosferos ir erozijos, jame išliko Saulės sistemos evoliucijos pradžios įrodymų, kuriuos mes siekiame suprasti. Be to, mūsų gamtinis palydovas yra atspirties taškas tolimesniems potyriams. Infrastruktūros kūrimas Mėnulyje palengvins keliones į tokias vietas kaip Marsas.

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

Atsižvelgę į efektyvumą ir astronautų saugumą, priėjome prie išvados, kad palankiausia vieta mūsų Mėnulio bazei būtų Šakletono krateris. Šis krateris, kurio baseino gylis viršija 12 km, o skersmuo - 20 km, yra Pietų ašigalio-Aitkeno baseino pakraštyje. Nepaisant jo neįmantrios išvaizdos, jis turi daug privalumų, pavyzdžiui, dichotomiją tarp kraterio pakraščio dalių, kuriose beveik ištisus metus šviečia saulė, ir kraterio dugno, kuriame visada tamsu. Tolesni jo savybių tyrimai galėtų suteikti naudingų duomenų apie Mėnulio vidų.

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.

Pagrindas pagamintas iš 3D spausdintuvu atspausdintų elementų, kuriuos galima lengvai nešti ir sujungti. Jų šešiakampės formos įkvėpimo šaltinis buvo bičių korio struktūra - tai stipriausia forma, todėl ji taip paplitusi gamtoje. Ji gali išlaikyti didelį svorį, kartu neužimdama daug vietos (pagal medaus korio spėjimą). Ląstelių žaliava yra Mėnulio betonas. Tai užpildas, panašus į betoną, jis neporėtas, tvirtas ir jam nereikia vandens, kurio Mėnulyje trūksta. Be to, jis yra tvirtas, ilgaamžis ir pasižymi puikiomis apsauginėmis savybėmis. Galima naudoti ir stiklo gaminius, o geležis ir nikelis gali tapti elektros laidininkais. Kalbant apie įrankius, naudosime purvo kasimo įrangą, reikalingą buveinėms iškasti, taip pat žaliavai į lydymo ar gamybos vietas gabenti ir atliekoms šalinti.

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

Prie uolienų įtvirtintas dviejų-trijų metrų storio išorinis S-stiklo kupolas, saugantis patalpas, šiltnamį, O2, H2O ir H2 rezervuarus, kuriuos pastatė mašinos, nekontroliuojamos žmogaus. Minėtas stiklas gaminamas sluoksniais, kad būtų galima kontroliuoti šiluminę įtampą. Visą laiką budi bent vienas įgulos narys, o viskas nuolat atidžiai stebima. Visa techninė priežiūra taip pat atliekama autonomiškai. Bet kokio pažeidimo atveju taikomi griežti saugos protokolai.

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

Krateriuose, kurių nepasiekia šviesa, yra ledo telkinių - tai bus pagrindinis vandens šaltinis. Bus pasiųstas roveris, kuris iškas ir surinks ledą, kuris vėliau bus išlydytas krosnimis. Taip pat pakartotinai naudosime šlapimo, prakaito ir oro vandenį. Jis bus apsaugotas nuo bakterijų naudojant naują valymo technologiją, pagrįstą sidabro jonais.
Floridos universiteto mokslininkų komanda, atlikusi eksperimentus, padarė išvadą, kad, nepaisant regolito ir Žemės dirvožemio skirtumų - aštrių dalelių ir organinių medžiagų trūkumo - Mėnulio dirvožemį iš tiesų galima naudoti augalams auginti. Todėl jame galima auginti daugumą žolelių ir daržovių, kad mityba būtų subalansuota. Iškilus kritinei situacijai, mūsų sandėliuose visada bus atsarginio maisto.
Nors iš pradžių jiems teks naudoti iš Žemės atgabentą suspaustą orą, tačiau tai per brangu, kad jie galėtų tai daryti visą likusį gyvenvietės naudojimo laiką. Vandenilio galima rasti giliuose krateriuose esančiame lede, o vėliau jį panaudoti vandens elektrolizei, kad būtų gautas deguonis. O2 gamybai potencialiai galėtų būti naudojama ir mikrodumblių rūšis Chlorella Vulgaris.
Pagrindinis energijos šaltinis - saulės baterijos. Jos gamina nuolatinės srovės elektrą. Dėl nuolat giedro Mėnulio dangaus saulės šviesa jas pasieks efektyviau nei Žemėje. Kad naktį būtų galima naudotis elektros energija, saulės baterijos dieną įkraus akumuliatorius. Mėnulio regolitą taip pat galime panaudoti šilumai kaupti. Nors jis yra gana brangus, Mėnulyje gausiai esantis helis-3 gali būti kuras neradioaktyvioms branduolių sintezės reakcijoms, kurių metu gaunami dideli efektyvios energijos kiekiai.

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

Ketiname veiksmingai atsikratyti astronautų atliekų. OSCAR projektas yra mūsų pasirinktas sprendimas. Jo tikslas - šiukšles ir žmonių atliekas paversti sinerginėmis dujomis - naudingų dujų, tokių kaip metanas, vandenilis ir anglies dioksidas, deriniu. Ši technologija apima mažų atliekų gabalėlių perdirbimą aukštos temperatūros reaktoriuje, o tai leidžia pakartotinai panaudoti išmestas medžiagas per ilgos trukmės misijas į atvirą kosmosą. Įgyvendinus šią technologiją, galima sumažinti misijos masę, padidinti naudingą erdvėlaivio ir buveinės tūrį, padidinti misijos patikimumą ir tvirtumą.Šis procesas yra labai svarbus siekiant sukurti uždaro ciklo sistemą žmogaus skrydžiams į kosmosą, nes leidžia sumažinti logistikos reikalavimus ir pakartotinai panaudoti medžiagas.

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

Ryšį su Žeme ir kitomis Mėnulio bazėmis ketiname palaikyti keliais būdais. Geriausias būdas - lazerinis ryšys, nes lazerio spinduliai yra labiau koncentruoti ir jiems reikia mažiau energijos, kad informacija būtų perduodama dideliais atstumais. Šį būdą išbandė NASA Mėnulio lazerinio ryšio demonstravimo programa, laikydama jį įmanomu. Kitas būdas būtų tiesioginis ryšys, naudojant radijo bangas. Tai praktiškas būdas, nes NASA giliojo kosmoso tinklas turi tris aplink Žemę esančias antenas, kurios priima ir siunčia pranešimus į Mėnulio Pietų ašigalį. Šios antenos yra Kalifornijoje, Ispanijoje ir Australijoje. Galiausiai ketiname naudoti palydovus, nes jie gali užtikrinti nenutrūkstamą ryšį, apdoroti didelius duomenų kiekius ir perduoti signalus realiuoju laiku.

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).

Norint sukurti tvarias gyvybės palaikymo sistemas, skirtas žmonių tyrimams Mėnulyje, reikia atlikti esminius bioreaktorių tyrimus. Bioreaktoriai - tai uždaro ciklo sistemos, kuriose biologiniai procesai naudojami deguoniui ir maistui astronautams gaminti, o atliekos perdirbamos. Tiksli temperatūros, drėgmės ir maistinių medžiagų kiekio kontrolė yra labai svarbi bioreaktorių veikimui, o šių kintamųjų optimizavimo eksperimentai Mėnulio aplinkoje gali pagerinti jų efektyvumą.

Taip pat planuojame ieškoti būdų, kaip galėtume auginti bičių šeimą. Kadangi šie vabzdžiai yra svarbiausi pasaulio apdulkintojai, galima daryti prielaidą, kad jie galėtų atlikti svarbų vaidmenį kuriant tvarią žemdirbystę ilgalaikių kosminių misijų metu. Nors medunešės bitės nesugeba skraidyti esant mažesniam nei 66,5 kilopaskalio atmosferos slėgiui, Gvelfo universiteto Ontarijuje mokslininkų atliktas tyrimas atskleidė, kad paprastosios rytinės kamanės (Bombus impatiens) gali veiksmingai apdulkinti ir esant 52 kilopaskalių slėgiui - NASA rekomenduojamam slėgiui nežemiškuose šiltnamiuose (jį lengviau palaikyti nei 101 kilopaskalio slėgį, esantį Žemės jūros lygyje, tačiau jo pakanka, kad augalai klestėtų). Todėl bandysime atsivežti minėtų kamanių. Galbūt su jų pagalba netolimoje ateityje Mėnulyje galėsime padėti tikros ekosistemos pagrindus.

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

Be to, kad instruktuotų astronautus apie sudėtingas ir specializuotas skrydžio transporto priemones, įrangą ir skafandrus, instruktoriai turi sukurti mikrogravitacijos darbo sąlygų imitaciją, kad astronautai būtų tinkamai pasirengę. Kad išvengtų judėjimo ligos, kurią sukelia erdvėlaivių paleidimas ir nusileidimas, pilotai astronautai treniruojasi "Gulfstream" reaktyviniu lėktuvu, specialiai pritaikytu imituoti vibraciją, triukšmą ir vaizdus. Kad prisitaikytų prie realaus gyvenimo Mėnulyje, astronautai naudojasi treniruokliais, kuriuose temperatūra gali svyruoti nuo -20 laipsnių Celsijaus iki 60 laipsnių, taip pat treniruokliais, galinčiais sukurti šešis kartus didesnį slėgį nei standartinis atmosferos slėgis (prilygsta 60 metrų gyliui jūros vandenyje) ir net atkartoti slėgio sąlygas 100 000 pėdų aukštyje, kuris dažnai laikomas kosmoso slenksčiu. Be to, sausojo flotavimo treniruokliai gali atkartoti mikrogravitaciją, o astronautai mokomi centrifūgose ir centrifūgų pagrindu veikiančiuose treniruokliuose, kad sustiprintų savo gebėjimą atlaikyti G jėgą. Astronautai treniruojasi vaikščioti kosmose po vandeniu dideliame baseine. Jie praleidžia nuo 7 iki 10 valandų po vandeniu už kiekvieną valandą, kurią praleis vaikščiodami kosmose.

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 Mėnulio gyvenvietėje yra daugybė roverių. Jie pagaminti iš aliuminio ir turi tris ratus, užtikrinančius didesnį stabilumą. Kabina yra visiškai stiklinė, kad vairuotojui būtų geras matomumas. Be to, mūsų roveriai turi gręžimo įtaisą, kurio paskirtis - išgauti mokslinius mėginius, kuriuos toliau analizuos stovyklos mokslininkai. Keliauti į Žemę ir iš jos bus galima naudojant pažangius kosminius laivus. Juose turės būti šie elementai: aerodinaminis dizainas, modulinė konstrukcija, užtikrinanti lankstumą projektuojant, šiluminiai skydai, apsaugantys nuo karščio ir pažeidimų, jungiamosios prieplaukos, radiacinė apsauga, skirta elektronikai ir įgulai apsaugoti, ir varomoji sistema. Ateityje planuojame naudoti oro balionus, kad Mėnulio atmosferą galėtume tyrinėti dar giliau.

Kiti projektai: