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.

Xplorer

Tudor Vianu nacionalinė informatikos vidurinė mokykla Bukarešto 1 rajonas Rumunija 16 2 / 1 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360

Išorinė 3D projekto peržiūros programa

1.1 - Projekto aprašymas

"Xplorer" yra Mėnulio bazė, skirta moksliniams tyrimams ir Mėnulio išteklių, kuriuos vėliau galėsime panaudoti savo eksperimentams arba ten gyvenančių astronautų kasdieniam gyvenimui, pavyzdžiui, vandens, esančio ledo šerdyse, kuris gali tapti energijos šaltiniu ir palaikyti astronautų hidrataciją, atradimui.
Viduje stengsimės užtikrinti astronautų saugumą ir kartu sukurti erdvę, kurioje jie galėtų gyventi kuo panašesnį gyvenimą nei Žemėje. Bazė bus suskirstyta į atskiras zonas, skirtas maistui, darbui ir poilsiui. Maisto zona bus šiltnamis, kuriame jie augins augalus ir vėliau juos valgys.
Mėnulio bazėje "Xplorer" energijos šaltinis daugiausia bus saulės baterijos, o ryšį su Žeme užtikrins radijo teleskopas.

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

Pagrindinis Mėnulio stovyklos tikslas - pažinti Mėnulio aplinką ir išnaudoti ten esančius išteklius. Neatmetame ir nesėkmės galimybės, tačiau ruošiame viską, kad galėtume ten išbūti kuo ilgiau ir užtikrinti visas sąlygas. Tyrinėdami Mėnulio sąlygas, šiltnamyje auginsime Arabidopsis augalus - mažus augalus, kurie yra genomo analizės modelis, ir stebėsime, kaip jie auga. Siųsime tris astronautus, kurie dirbs pamainomis, kad visi galėtų pailsėti ir gauti geriausius rezultatus. Dirbant vienas astronautas bus lauke, o du - bazėje. Veikla bus organizuojama taip, kad po kelių dienų kiekvienas įgulos narys pakeistų savo užduotį kita užduotimi; taip bus išlaikoma astronautų gyvenimo būdo pusiausvyra, be to, bus gaunami skirtingi rezultatai, kurie leis padaryti tikslesnes išvadas.

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

Manome, kad Pietų ašigalis yra ideali vieta mūsų Mėnulio stovyklai, todėl nusprendėme ją statyti ten, netoli Šakletono kraterio. Tai turi daug privalumų, įskaitant nuolatinį apšvietimą, kuris padeda saulės baterijų gaminamai elektros energijai, taip pat tyrimams ir eksperimentams. Dar vienas privalumas - šešėlyje esančių kraterių ledo sankaupos, kurios yra svarbus vandens šaltinis. Temperatūra čia taip pat palankesnė, nes dieną ji ne per aukšta, kad pasiektų 100 ℃, o naktį ne per žema, kad būtų tokie kraštutinumai kaip -150 ℃.

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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.

Dizainas sukurtas taip, kad darytų įspūdį, bet ir būtų kuo naudingesnis astronautams. "Xplorer" stovykloje yra du aukštai. Pirmasis tarnauja kaip techninė erdvė, kurioje yra šiltnamis, kartu su vandens elektrolizės erdve, taip pat virtuvė su tekančiu vandeniu, tiekiamu iš vandens rezervuaro. Antrajame aukšte yra darbo ir poilsio erdvės, taip pat saulės baterijos, radijo teleskopas ir erdvėlaivio nusileidimo vieta.

Ant pagrindo turėsime apsauginius sluoksnius: išorinis sluoksnis bus 3,5 cm storio iš volframo; volframas yra medžiaga, kurią norime naudoti vietoj švino dėl mažesnio tankio, didesnio atsparumo aukštesnėje temperatūroje ir dėl to, kad jis nėra toks toksiškas kaip švinas; jis apsaugo nuo radiacijos ir nuo fragmentų. meteoritai. Vidinis sluoksnis bus skirtas šiluminei izoliacijai, todėl nusprendėme naudoti silikagelio pagrindu pagamintą aerogelį su anglimi - medžiagą, kurią sudaro daugiau nei 90% oro, todėl jos tankis yra labai mažas. Kad geriau apsaugotume bazę ir astronautus, mums reikės viduriniojo sluoksnio, ir šis sluoksnis bus 10 cm aliuminio sluoksnis. Paskutinis sluoksnis, kurį taip pat naudosime kaip vidurinį sluoksnį, bus sudarytas iš Mėnulio regolito. Norėjome naudoti lengvas medžiagas, todėl jas bus lengviau transportuoti, nors pasirinktos medžiagos kainuos brangiau nei kitos.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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

Mėnulyje tyko daugybė pavojų: radiacija, temperatūra, dulkės ir uolienų nuolaužos.
Kad apsisaugotume nuo Mėnulio nuolaužų ir meteoritų, pagrindą padengsime aliuminio sluoksniu, nors ašigaliuose tikimybė, kad kris dulkės ir meteoritai, yra mažesnė. Be to, bus įrengtas radaras, kuris padės astronautams imtis priemonių, kai į juos tuoj pat pateks smūgis.
Dėl radiacijos ir paliktų uolienų fragmentų bazę padengsime Mėnulio regolito sluoksniu.
Temperatūros svyravimai gali turėti įtakos astronautų veiklai ir jų sveikatai, todėl reikalingas dar vienas sluoksnis. Silicio dioksido aerogelio sluoksnis gali termiškai izoliuoti mūsų bazę ir pasižymi labai geromis savybėmis.
Astronautai palaikys ryšį su kolegomis Žemėje, jei kas nors nutiktų ir jiems prireiktų pagalbos.

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

💧 Vanduo

🍴 Maistas

⚡ Galia

🌬️ Air

Astronautams reikia vandens, kad išgyventų, taip pat Mėnulio centre vykdomiems projektams, todėl, kadangi vandens iš Žemės neužteks, reikės naudoti išteklius iš Mėnulio. Vandens gausime dviem būdais: filtruodami Mėnulio ledo šerdis ir iš Mėnulio grunto. Stovyklą įrengėme pietų ašigalyje, todėl aplink bazę bus nuolat šešėlyje esančių vietų, iš kurių galėsime išgauti ledo telkinius, o vėliau, ledui ištirpus, juos filtruoti.

Įgulos atsivežto supakuoto dehidratuoto maisto kurį laiką užteks, bet jo nepakaks. Maistas bus ruošiamas mikrobangų krosnelėje ir liks maisto likučių įrodymų, nes kai kas nors ką nors suvalgys, sistemoje nuskaitys ant pakuotės esantį brūkšninį kodą. Galvojome apie šiltnamį, kuriame Mėnulio dirvožemyje auginsime augalus, kad astronautai turėtų maisto kada panorėję. Pasirinksime auginti pomidorus, agurkus ir morkas dėl jų lengvo ir greito naudojimo bei vitaminų, taip pat saldžiąsias bulves dėl vitaminų ir baltymų.

Bazėje įrengta saulės kolektorių sistema, o kadangi teritorijoje, kurioje ketiname įrengti bazę, bus nuolatinis apšvietimas, tai bus pagrindinis elektros energijos šaltinis. Taip pat norime gauti elektros energijos iš kuro elementų, tačiau mums reikės daug vandens, kuris yra svarbus, todėl šiuo būdu gautos energijos bus mažiau ir ją naudosime naktį, kai šviesos mažiau.

Ilgesniam buvimui reikalingas deguonis, todėl mėginsime Mėnulio regolitą paversti deguonimi. Kaip tai padarysime? Prieš naudodami elektrolitinį elementą Mėnulio regolitą įdėsime į išlydytą kalcio chloridą, taip gausime deguonies ir metalo, Mėnulio regolitą galime iškepti su vandenilio dujomis, taip gausime deguonies ir vandenilio. Augalai išskiria anglies dioksidą, todėl bus įrengta oro filtravimo sistema. Kaitinant Mėnulio uolieną deguonies burbuliukai pakeis anglies dioksidą. Naudojant vandens elektrolizę prireiks daug vandens, todėl mieliau lituosime naudodami Mėnulio regolitą.

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

Viskas "Xplorer" stovykloje bus perdirbama, todėl mums nereikės rūpintis tokiomis atliekomis kaip plastikas ar kartonas. Kita vertus, vonios kambario atliekos bus deginamos ir dedamos į šiukšlių maišus, kurie dedami į konteinerius, neleidžiančius patekti orui.

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

Ryšys su Žeme visada buvo svarbus bet kuriai astronautų įgulai, nes tai yra didelė parama gedimų ar avarinių situacijų atveju. Ryšys taip pat yra būdas, kuriuo astronautai gali pasimatyti su savo šeimomis arba paskelbti savo vaizdo įrašus, pavyzdžiui, tą, kuriame Neilas Armstrongas tapo pirmuoju žmogumi, vaikščiojusiu Mėnulio paviršiumi.
Todėl įrengėme radijo teleskopą, kuris padeda palaikyti ryšį su Žeme, prisijungdamas prie kelių palydovų.

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).

Keletas temų, kurias norėtume nagrinėti Xplorer stovykloje, yra biologija ir geologija. Viena vertus, tyrinėdami Mėnulio sąlygas, šiltnamyje auginsime Arabidopsis augalus - mažus augalus, kurie yra genomo analizės modelis, ir stebėsime, kaip jie auga. Kita vertus, norėtume iš arčiau stebėti Mėnulio dirvožemį ir išsiaiškinti, ar jis yra naudingas. Žinoma, be visų šių tyrimų, vienas pagrindinių mūsų tikslų yra ne tik Mėnulyje, bet ir kitose planetose rasti gyvybės formų.

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

Manome, kad "Xplorer" astronautai visada turi būti pasirengę, kad ir kokia būtų situacija. Todėl į savo astronautų rengimo programą įtrauktume matematiką, fiziką, geologiją, medžiagų apdorojimą, biologiją ir orbitos dinamiką.
Jie taip pat turėtų būti apmokyti, kaip elgtis kritiniais atvejais, pavyzdžiui, esant aukštam ar žemam atmosferos slėgiui, arba nepatogumų akimirkomis, pavyzdžiui, esant mikrogravitacijai.
Viena iš svarbiausių mokymų dalių - formalusis mokymas, kurio metu astronautai mokosi, kaip skristi ir leistis erdvėlaiviu, kaip valdyti visas sistemas ir kaip nustatyti gedimus.
Be oficialaus mokymo, įgula turi būti geros fizinės ir psichinės būklės ir gebėti dirbti didelio spaudimo sąlygomis.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm

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 sukonstruotas erdvėlaivis bus vienintelė kosminė transporto priemonė, kuria naudosis astronautai, norėdami ištirti įvairias Mėnulio paviršiaus vietas.
Taip pat galvojome pridėti roverį, bet nusprendėme, kad jis nebus reikalingas, nes astronautų įgulai nereikia judėti "Xplorer" stovyklos teritorijoje.