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.

GEVO Sázavská

Gymnázium Evolution Sázavská  Praha 2-Hlavní město Praha    Čekija 16, 17   3 / 0 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360



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


https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link

1.1 - Projekto aprašymas

Mūsų misija vadinasi "Planetos buveinė ir astromoksliniai tyrimai". Tai yra kita Mėnulio tyrinėjimo programa P.H.A.S.E.

 

Šios misijos tikslas - užtikrinti nuolatinį žmonių buvimą Mėnulyje ir tapti pagalbiniu tašku būsimoms Mėnulio misijoms. Mūsų bazėje naudojami šiuolaikinės inžinerijos stebuklai, atsižvelgiant į saugumo tikslą. Ji suprojektuota taip, kad patenkintų visus gyvybiškai svarbius mūsų astronautų poreikius ir užtikrintų komfortą jų buvimo metu. Ši stotis remiasi kita Mėnulio infrastruktūra, pavyzdžiui, ESA sukurta "Gateway". Ši misija bus vykdoma vėlesniu Mėnulio plėtros laikotarpiu, kad būtų užtikrintas maksimalus saugumas ir viso proceso sklandumas.  

 

Fazėje gyvens 3 astronautai. Ji bus įrengta Mėnulio pietiniame ašigalyje. Ši vieta buvo specialiai pasirinkta dėl savo unikalių savybių. Stotį sudaro 5 patalpos: Laboratorija, miegamasis, socialinis kambarys, šiltnamis ir slėgio kamera. Kambariai sujungti koridoriais, kuriuose įrengtos papildomos sandėliavimo patalpos ir svarbios sistemos, pavyzdžiui, gyvybės palaikymo sistema MELiSSA. Toliau pateikiamas vaizdas iš viršaus į apačią:

 

PHASE misiją taip pat sudaro roveris, 2 autonominiai robotai, antena ir iš viso dvidešimt požeminių saulės kolektorių, kurie tiekia energiją.

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

Pagrindinis šios stoties tikslas - moksliniai tyrimai. Tyrimai būtų skirti augalams Mėnulyje auginti ir auginti bei jų gyvybingumui Mėnulio 1/6 Mėnulio gravitacijos sąlygomis tirti. Kita galbūt svarbesnė tyrimų dalis būtų Mėnulio vandens rinkimas ir jo pavertimas geriamuoju. Kiti tyrimai apimtų išsamesnį Mėnulio uolienų tyrimą ir jų panaudojimą statybose Mėnulyje. 

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

Kaip jau rašėme anksčiau, bazė būtų įrengta Mėnulio pietiniame ašigalyje dėl stabilios saulės šviesos ir galimybės naudotis užšaldytu / požeminiu vandeniu. Tiksliau, bazė būtų įrengta už Šekletono kraterio ribų. Pats krateris nuo pat Mėnulio susiformavimo buvo apgaubtas tamsos ir jis tarnaus kaip užšaldyto vandens telkinys. 

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.

Bazės statyba bus padalinta į du etapus. Pirmasis bus bepilotis, o antrasis - pilotuojamas. Per antrąjį atvyks astronautai ir bus paruošti visi reikalingi daiktai. Pirmajame laive esantys ištekliai apims medžiagas stoties pagrindiniam kompiuteriui. Stotis bus pripučiama, ji bus pagaminta iš anglies pluoštu sutvirtinto kevlaro ir sustiprinta titanu. Bazės pagrindui sukurti naudosime 3D spausdinimą, kad galėtume sukurti tikslų pagrindą. Galėtume iš dalies spausdinti naudodami vietines medžiagas, pavyzdžiui, Mėnulio uolieną, kad dar labiau sumažintume reikiamų medžiagų kiekį. Sienų vidus bus užpildytas deguonies ir azoto mišiniu, kuris tarnaus kaip avarinis deguonies rezervas. 

 

Šio pirmojo etapo dalis bus du autonominiai robotai, kurie sudės viską, ką gali. Stotis bus po žeme, kad būtų išvengta radiacijos ir kitų pavojų. Robotai paruoš žemę stočiai, o tada ją padengs iškasta medžiaga. Pirmajame etape taip pat bus įrengta energija ir ryšys per antenas ir saulės baterijas. Svarbiausia dalis, kurią reikės įrengti per pirmąjį etapą, yra vandens sistemos. Toliau aprašysime, kaip jos veikia. Pirmajame etape sukūrę elektrolizę, galėsime naudoti produktų dujas sienoms užpildyti.

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

Bazė apsaugo savo gyventojus, nes yra padengta 3D spausdintuvu atspausdinta Mėnulio uolienų medžiaga. Tai turi daug privalumų. Ji apsaugo nuo radiacijos ir meteoritų lietaus. Dėl to nebereikia sudėtingų ir sunkių konstrukcijų, todėl galime naudoti sustiprintą pripučiamą konstrukciją, sutaupyti laivų svorį ir gabenti daugiau papildomos naudingosios apkrovos. 

 

Be to, turime ištraukiamus požeminius saulės baterijų skydelius, kuriuos galima paslėpti meteoritų lietaus pavojaus atveju. Be to, požeminėje saugykloje nuo plokščių automatiškai nuvalomos mėnulio dulkės. Antena taip pat įtraukiama, kad būtų išvengta pažeidimų. 

 

Viena didžiausių Mėnulio aplinkos problemų - dulkės. Bazė turi pasikliauti išorine įranga ir EST. Siekiant išspręsti dulkių problemą, viskas, kas yra lauke ir ar liečiasi su dulkėmis, bus padengta specialiu sluoksniu, panaudojant prieš dulkes nukreiptą elektros krūvį. Sistema turės elektrinį sluoksnį, kuris aktyviai atstums dulkes, užuot jas traukęs. Tvirtiems nejudantiems kūnams bus naudojamas sluoksnis iš metalo, o lankstiems kūnams, pavyzdžiui, kosminiams skafandrams, kaip laidininkas bus naudojami anglies nanovamzdeliai. 

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

Mūsų bazėje bus įrengtos juodojo ir pilkojo vandens perdirbimo sistemos, kurios jį išvalys ir (arba) perdirbs. Rezultatas bus geriamasis baltas vanduo, kurį bus galima naudoti kitur. Šio proceso likučiai bus naudojami kaip trąšos šiltnamyje. 

 

Pagrindinis vandens šaltinis, be antrinio perdirbimo, bus kasyba ir Mėnulio vandens valymas iki geriamo pavidalo. Tai padaryti padės RTG įkrautas roveris, kuris kasinės kraterių lede. Dėl RTG nereikės įkrovimo ir saulės šviesos, o roveris galės dirbti tamsiose kraterio vietose.   

 

Pagrindinis maisto šaltinis - šiltnamio augalai. Šiltnamio lentynos yra daugiafunkcinės, jose galima laikyti įvairių rūšių augalus. Pagrindiniai auginami augalai: Pomidorai - vitaminai A, C, K, kalio ir skaidulinių medžiagų. Paskutinis augalas - pupelės, kuriose yra cinko, vario, mangano, seleno ir vitaminų B1, B6, E. Taip pat turėtume įtraukti iš Žemės kartu su astronautais atgabentą maistą. Šiltnamyje yra dienos ir nakties ciklai, kurie sukuriami keičiant didelio efektyvumo šviesų intensyvumą ir ryškumą. Plokštelės, kaip minėjome, tręšiamos ir laistomos automatiniu trąšų ir laistymo moduliu (AFSM), kuris bus maitinamas iš perdirbimo modulio.  

 

Deguonį astronautams ketinama gaminti iš dalies iš augalų, kaip šalutinį šiltnamio produktą, ir iš dalies elektrolizės būdu iš Mėnulio vandens. Taip pat galime naudoti sienų vidų kaip atsarginį deguonies šaltinį, jei sugestų sistemos. Bazės vidus gali prisipildyti anglies dioksido kaip mainai į deguonį. 

 

Naudodami saulės energiją gaminame daugiau kaip 75 kW elektros energijos. Vieno skydo plotas yra 12 m2, mes turėsime dvidešimt. Šiek tiek paskaičiavę, naudodami didelio efektyvumo 25% efektyvumo plokštes ir naudodami saulės konstantą, gausime: 240×1300:4 = 78000 W galios. RTG bus naudojami kaip avarinis atsarginis variantas.

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

Bazėje turėsime uždarą ir visiškai integruotą MELiSSA ciklą, kuris galės tvarkyti ir pakartotinai panaudoti praktiškai visas bazėje susidarančias atliekas. MELiSSA - tai dirbtine ekosistema pagrįsta gyvybės palaikymo sistema, kurią inicijavo EKA. MELiSSA kilpą sudaro 4 skyriai: 

 

Suskystinimas - surinkimo vieta 
Fotoheterotrofinis - skystėjančių šalutinių produktų šalinimas
Nitrifikacija - NH4+ virtimas nitratais
Fotoautotrofinis - augalo skyrius deguoniui regeneruoti

 

Šiame dokumente tai labai supaprastinta. Mes siekiame, kad susidarytų nulinis atliekų kiekis ir pakartotinai panaudotume viską, ką atgabename į Mėnulį.

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

Pačioje bazėje bus įrengta trumpojo ir ilgojo nuotolio ryšio antena. Svarbiausia, kad ESA "Gateway" misija Mėnulio orbitoje būtų naudojama kaip retransliacijos stotis į Žemę. Šis ryšys leis palaikyti ryšį net ir tuo atveju, jei Žemė nėra tiesioginio matomumo / atstumo su Mėnulio baze. Be to, "Gateway" puikiai tarnauja kaip orbitinė retransliavimo stotis kitoms Mėnulyje vykdomoms veikloms su baze, net ir didesniais atstumais. Ant stogo esanti antena yra atsarginė ir daugiausia naudojama "Gateway" ryšiui palaikyti. Ant žemės esanti didesnė antena yra visavertė pagrindinė antena.

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).

Pagrindinis šios bazės mokslinių tyrimų tikslas - kolonijų įvairiose planetose (mėnuliuose) ir žmogaus reakcijos, kurią vėliau būtų galima panaudoti būsimose misijose, tyrimai. Su tuo susijęs ir gilesnis Mėnulio geologijos tyrinėjimas bei supratimas. Bazėje bus tiriama Mėnulio uolienų ir kitų išteklių gavyba ir panaudojimo galimybės, kaip vertingos medžiagos, kuri bus naudojama tolesnei plėtrai Mėnulyje.

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

Viena iš problemų, su kuria susidurs astronautai, bus Žemės gravitacijos nebuvimas. Tai reiškia, kad raumenys ir kaulai nyksta. Kad taip nenutiktų, stotyje įrengti specialūs treniruokliai, kurie veikia esant silpnai gravitacijai. Astronautai turės gerai išmanyti, kaip šie treniruokliai veikia, ir žinoti visus pavojus, su kuriais jie susidurs. Tai taikoma visai misijai, ne tik treniruotėms.

Astronautų mokymų metu bus galima susipažinti su 1:1 dydžio stoties versija Žemėje, kad būtų galima susipažinti su jos funkcijomis. Kartu su visomis žiniomis apie įrangą, kuria naudosis astronautai. Astronautų mokymas Mėnulio bazėje turėtų būti panašus į mokymą TKS. 

 

Papildomas mokymas, palyginti su TKS, turėtų apimti:

Mėnulio dulkių valdymas

Ši misija apims aktyvias ir pasyvias kovos su dulkėmis priemones. Net ir su šiomis priemonėmis astronautai turės žinoti, kaip užkirsti kelią dulkių kaupimuisi, kaip su jomis kovoti ir kaip jas valyti. 

Apsauga nuo radiacijos

Žemės elektromagnetinis laukas nepasiekia Mėnulio, todėl, priešingai nei TKS, astronautai, atliekantys EVA, bus veikiami didžiulio radiacijos kiekio. Jie turi būti apmokyti, kaip sumažinti pavojų sveikatai ir ką daryti, jei, pavyzdžiui, apšvita būtų per didelė. 

EVA kostiumo priežiūra 

Šioje misijoje naudojami skafandrai turės atlaikyti nepalyginamai daugiau EVA valandų nei ankstesnėse Mėnulio misijose, pavyzdžiui, "Apollo" programoje. Todėl kosminius kostiumus reikės reguliariai prižiūrėti ir tikrinti, o astronautai turės turėti tam reikalingų žinių.

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.

Keliaudami Mėnulyje naudosime roverį, kad pasiektume didesnius atstumus. Roveris turi RTG (radioizotopinį termoelektrinį generatorių) ir saulės energiją, kuri maitina laive esančius akumuliatorius, todėl teoriškai jo veikimo nuotolis neribotas.Roveris turi anteną, kuri gali būti naudojama kartu su "Gateway", kad būtų galima palaikyti ryšį su baze bet kurioje Mėnulio vietoje. 

 

Turime 3D spausdinimo autonominį robotą ir ekskavatorių, kurie dalyvaus pirmajame šios misijos etape ir bus naudojami atitinkamai pamatams kloti, ledui rinkti ir Mėnulio dirvožemiui kasti.

 

Šalia bazės bus įrengta nusileidimo platforma, kuria naudosis raketomis varomos transporto priemonės, pavyzdžiui, erdvėlaivis "Artemis" arba erdvėlaivis "Spaceship". Į bazę ir iš jos bus keliaujama raketomis, nes žmonija šiuo metu neturi geresnio nežemiško transporto būdo.

Kiti projektai: