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.

Cosmic Oasis

Kingstono akademija  Kingstonas prie Temzės - Sūris    Jungtinė Karalystė 17, 16   6 / 1 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: "Blender



1.1 - Projekto aprašymas

Šio projekto tikslas - išbandyti 6 astronautų savarankiškai išlaikomą bazę. Pagrindiniai šios misijos eksperimentai - Saulės vėjo poveikio Mėnulio paviršiui tyrimas ir genetiškai modifikuotų augalų, skirtų ekstremalioms buveinėms, auginimas. Mūsų moksliniai tyrimai apima neseniai paskelbtus mokslinius žurnalus, kuriuose nagrinėjami dabartiniai ir numatomi pažangiosios robotikos, išteklių naudojimo vietoje (ISRU) ir medžiagų mokslo pasiekimai. Mūsų bazė taps atspirties tašku būsimiems tyrimams ir planuojamoms misijoms Mėnulio ir Marso paviršiuje, atsižvelgiant į EKA ir NASA tikslus netolimoje ateityje grąžinti žmones į Mėnulį ir Marsą. Mūsų bazė pirmiausia bus skirta moksliniams tyrimams, tačiau yra galimybių vykdyti komercinius projektus, pavyzdžiui, retųjų žemių metalų gavybą, kuriuos būtų galima eksportuoti į Žemę ir gauti pelno, taip sukuriant tvarią Mėnulio ekonomiką ir skatinant būsimas investicijas į mokslinius tyrimus Mėnulyje.

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

Pagrindinė bazės paskirtis - tiesiog įrodyti savarankiškos bazės, kuri ateityje galėtų būti naudojama kitame dangaus kūne, sukūrimo koncepciją.

Kadangi visiškai neegzistuojanti Mėnulio atmosfera yra labai artima tokių planetų kaip Marsas žemai atmosferai - apie ≈0,02 kg/m3, t. y. beveik nereikšminga, taip pat tirsime Saulės vėjo poveikį. Naudodami Saulės vėjo iOn skaitymo prietaisą (arba SWORD) stebėsime Saulės vėjo susidūrimų su Mėnuliu dėsningumus, kad galėtume apžvelgti Saulės vėjo poveikį, kurį gali prireikti žinoti vykdant būsimus projektus kituose dangaus kūnuose.

SWORD sukurtas remiantis "Saulės orbitoje skriejančiu heliosferos vaizduokliu", arba "SoloHi". Jame naudojami šeši atskiri vidiniai jutikliai, skirti Saulės aktyvumui ir išsiskyrimui stebėti, ir pora jutiklių, matuojančių plazmą ir magnetinį lauką.

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

Bazė bus pastatyta ant Amundseno kraterio krašto. Ji bus įrengta kur kas mažesniame krateryje, esančiame prie pat Amundseno kraterio.
3D bazės dizaine naudojamas šio neįvardyto kraterio šilumos žemėlapis, kurio mastelis atitinka mastelį.
Šio kraterio koordinatės yra 84,5° pietų platumos ir 82,8° rytų ilgumos.
Naudojant mažesnį kraterį, galima sukurti daugybę aukščio sluoksnių po žeme, įdedant daug mažiau pastangų.

Remiantis NASA ir ESA Mėnulio vaizdų skenavimo duomenimis, Mėnulio krateryje ir jo apylinkėse aptikta vandens (Mėnulio ledo pavidalu). Be to, remiantis NASA ataskaitomis, nustatyta, kad ši vieta yra beveik nuolat veikiama krintančių saulės spindulių.

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.

Mūsų bazė bus pradėta statyti kaip nepilotuojama misija - anksčiau nei nusileis astronautai. Naudodamiesi EKA valdomais robotais statysime pagrindinį karkasą, kuris tarnaus kaip laikinos astronautų gyvenamosios patalpos, kol bazė bus visiškai įrengta.

Po šio pradinio statybos etapo astronautai gyvens šiame pagrindiniame karkase, nes 3D spausdintuvu spausdinsime dalis, kad galėtume toliau statyti kambarius tiek rankomis, tiek padedami robotų. Vienas iš iššūkių bus požeminių bazės zonų statyba, kuriai reikės atlikti daug kasinėjimo darbų. Jos bus kasamos kraterio šone.

Pagrindo sienos bus statomos trisluoksnės, tam naudosime tris medžiagas:

1) Vidinis sluoksnis yra polivinilidenfluorido - nereaktyvaus, termiškai stabilaus termoplasto - sluoksnis. Nepaisant tvirtumo, šis plastikas yra labai lengvas, todėl vienu metu galima perduoti didelį jo kiekį, nesukeliant didelių papildomų išlaidų kosminiam skrydžiui. 

2) Vidurinis sluoksnis būtų palyginti plonas anglies pluoštas + silicio tinklelis, kuris yra labai lengvas ir neįtikėtinai plastiškas, todėl yra labai naudinga medžiaga, pasižyminti dideliu naudingumu. Kaip lengva ir plona medžiaga, ji labai taupo erdvę transportuojant birius krovinius.

3) Išorinis sluoksnis būtų pagamintas iš 3D spausdintuvu atspausdinto Mėnulio regolito, kurį nuo paviršiaus surinktų "Talaria" dronai. Jį galime sumaišyti panašiai kaip betoną ir sukurti regolito betono sluoksnį, kuriuo padengsime bazės išorę.

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

Siekdami apsaugoti astronautus nuo fizinio poveikio, savo projekte naudosime dvi konkrečias medžiagas: Siekiant apsaugoti nuo fizinio poveikio, tarp sienelių bus sluoksniuojamas plonas, tačiau lankstus anglies pluošto ir silicio tinklelis. Lankstus anglies pluoštas suteikia amortizuojantį poveikį - gerokai pailgėja mikrometeorito smūgio laikas, todėl smarkiai sumažėja veikianti jėga. Taip sumažinama rizika, kad mikrometeoritas įsiverš į patalpą. Be to, anglies pluošto tinklelis yra laidus, todėl jį galima naudoti kaip jutiklį galimiems pagrindo pažeidimams aptikti. Kadangi didžioji bazės dalis yra žemiau paviršiaus lygio, ji taip pat natūraliai apsaugota nuo virš jos esančio grunto.

Jei į patalpą būtų įsilaužta, bazės vėdinimo sistema suprojektuota taip, kad suveikus anglies pluošto grotelėse įaustiems jutikliams patalpa būtų automatiškai uždaryta. Tai reiškia, kad pažeista patalpa nepraras deguonies ir deguonies tiekimas bazėje išliks stabilus. Be to, daugumoje kambarių esantis miniatiūrinis foto-bioreaktorius, sugedus ventiliacijos sistemai, užtikrins atsarginį deguonies tiekimą.

Siekiant apsaugoti nuo UV spinduliuotės, vidinės pagrindo sienelės pagamintos iš UV spinduliams atsparaus plastiko polivinilidenfluorido. Šis plastikas yra ne tik neįtikėtinai tvirtas (per 5 nuolatinio naudojimo metus nusidėvi apie 0,3%), bet ir atsparus ultravioletiniams spinduliams, todėl astronautai negali nukentėti nuo kenksmingos skvarbios UV spinduliuotės.

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

Vanduo
Vanduo bus naudojamas uždaroje sistemoje. Naudodami dumblių ūkius ir nedidelį kiekį cheminių preparatų, mes nuolat valysime vandenį, kad jis išliktų geriamasis. Papildomo vandens atsargoms papildyti gausime iš Mėnulio ledo, kurį galime ištirpdyti ir išgauti vandens. Vanduo turi būti paverstas geriamuoju filtruojant kenksmingą Mėnulio regolitą, kuris gali būti įstrigęs lede.

Maistas
Iš pradžių maistas bus naudojamas iš dehidratuotų maisto atsargų, kurios bus atgabentos kartu su astronautais. Tai suteiks jiems lengvatinį laikotarpį, kol jie pradės savarankiškai apsirūpinti maistu. Kai ūkininkavimas bus pradėtas ir derlius bus gautas, didžioji dalis maisto bus gaunama iš genetiškai modifikuotų kultūrų auginimo ir žuvies iš akvaponikos sistemos. Ūkininkavimui bus naudojama akvaponinė sistema, kurioje žuvys ir augalai veikia simbiozėje, augalai valo žuvų vandenį, o žuvys tiekia CO2. Kaip atsarginį variantą bus papildomai tiekiamas dehidratuotas maistas.

Oro

Deguonis bazėje bus gaunamas iš dumblių ūkio. Dumbliai - Chlorella Vulgaris - sunaudos per fermą pumpuojamą Co2 ir panaudos jį fotosintezei, išskirdami deguonį. Deguonies perteklius kaupiamas rezervuaruose, kurie pripildomi deguonies, kurį galima panaudoti avarijos atveju.
Atidžiai stebimos tokios sąlygos kaip drėgmė ir slėgis, kurias galima reguliuoti rankiniu būdu.

Galia: 

Saulės baterijos saulės šviesą paverstų elektra, o saulės šiluminė technologija galėtų būti naudojama vandeniui ar kitiems skysčiams šildyti įvairiais tikslais, pavyzdžiui, garui gaminti, kad būtų galima gaminti elektrą, arba šildyti gyvenamąsias patalpas. Naudodami šiuos atsinaujinančius energijos šaltinius, galime sumažinti brangių ir nepatikimų alternatyvų, tokių kaip iškastinis kuras ar branduolinė energija, poreikį ir skatinti tvaresnę Mėnulio tyrinėjimo ir apgyvendinimo ateitį.

 

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

Kietosios atliekos per vandentiekio sistemą bus perkeliamos į ūkinį pastatą. Ūkiniame pastate koprofaginiai sliekai suėda kietąsias atliekas, kurios vėliau gali būti panaudotos gaminant biobetoną. Visos kietosios atliekos bus perduodamos per šią sistemą, todėl nereikės jokių kitų šalinimo būdų. Tačiau prireikus kietąsias atliekas galime panaudoti ir tręšiant fermas. Sliekai taip pat gali būti naudojami žuvims šerti akvaponinėje sistemoje.

Skystos atliekos bus praleidžiamos per dumblių ūkį. Skystosioms atliekoms tekant per dumblių vamzdžius, dumbliai iš jų pašalins visas azotines atliekas, įskaitant kenksmingus elementus, pavyzdžiui, amoniaką. Tada šis vanduo bus chemiškai apdorojamas, kad taptų geriamuoju, ir tik tada vėl pateks į vandentiekio sistemą.

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

Radijo bangos buvo pagrindinis Mėnulyje esančių astronautų ir EKA misijų valdymo tarnybos ryšio būdas. Radijo bangos yra elektromagnetinės bangos - jos gali sklisti per vakuumą, todėl idealiai tinka kosminiam ryšiui ir gali perduoti duomenis dideliais atstumais. Ryšiui su Mėnulyje esančiais astronautais palaikyti EKA naudoja antžeminių antenų ir aplink Žemę skriejančių retransliuojančių palydovų tinklą. Žemėje esančios antenos siunčia radijo signalus į retransliuojamuosius palydovus, kurie perduoda signalus į bazėje esančias antenas. Tai leis užtikrinti veiksmingą ESA ir "Kosminės oazės" ryšį. Ankstesniuose EKA ir NASA projektuose radijo ryšio technologija buvo naudojama tuo pačiu tikslu. Nors kuriamos ir kitos kosminio ryšio technologijos, pavyzdžiui, lazerinis ryšys, šiame projekte radijo bangos išliks pagrindiniu šio tikslo metodu.

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).

Saulės vėjai - tai Saulės nuolat skleidžiamas įkrautų dalelių srautas, kuris daro didelę įtaką Mėnulio paviršiui ir aplinkai. Šių duomenų, kurie bus gaunami naudojant prietaisą, vadinamą Saulės vėjo jonų nuskaitymo įrenginiu (arba SWORD), analizė. Konkrečiai projekte daugiausia dėmesio bus skiriama Saulės vėjo sukeliamo paviršiaus įkrovimo ir bet kokio su juo susijusio kenksmingo poveikio analizei . Projekte bus naudojamas kompiuterinis modeliavimas, kad būtų galima toliau tirti šių reiškinių mechanizmus. Šio tyrimo rezultatai padės geriau suprasti Mėnulio aplinką ir padės suprasti Saulės vėjo poveikį kitiems beoriams Saulės sistemos kūnams, taip pat suteiks žinių apie būsimų Mėnulio ir Marso buveinių konstrukciją.

Be to, atšiauri Mėnulio aplinka dėl mažos gravitacijos, didelių temperatūros svyravimų, atmosferos ir vandens trūkumo kelia didelių sunkumų auginant pasėlius. Todėl mes taip pat tirsime įvairių genetiškai modifikuotų augalų augimą Mėnulio sąlygomis ir analizuosime jų augimą bei derlių, palyginti su genetiškai nemodifikuotais augalais. Projekto metu taip pat bus tiriamos genų inžinerijos metodų galimybės padidinti pasėlių atsparumą ir prisitaikymą prie Mėnulio aplinkos. Šių tyrimų rezultatai gali turėti didelės reikšmės būsimoms ilgalaikėms kosmoso tyrinėjimo misijoms ir tvaraus žemės ūkio kosmose plėtrai. Suprasdami genetiškai modifikuotų augalų potencialą Mėnulio žemės ūkyje, galime nutiesti kelią tvaresniam ir savarankiškesniam žmonių buvimui Mėnulyje ir už jo ribų.

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

Avarinės procedūros: Astronautai turėtų būti pasirengę elgtis ekstremaliomis situacijomis, pvz., sugedus įrangai, esant skubiai medicinos pagalbai ir evakuacijai.
Psichologinis mokymas: Astronautai ilgą laiką praleidžia izoliuoti ir uždaryti. Psichologinis mokymas gali padėti jiems susidoroti su izoliacija, dirbti patiriant stresą ir išlaikyti teigiamą požiūrį.
Fizinis mokymas: Astronautai turi praeiti tipinį EKA fizinį pasirengimą.
Mokslinis mokymas: Visi šeši astronautai turėtų turėti galimybę naudotis SWORD. Reikėtų mokyti jį valdyti ir prižiūrėti.
Saugumo sumetimais taip pat reikėtų mokyti valdyti fotoobioreaktorių, kad būtų galima lengvai atkurti nuolatinį deguonies tiekimą.
Gyvybės palaikymo sistemos: Mėnulio misijai reikia savarankiškos buveinės, kurioje būtų galima palaikyti žmogaus gyvybę. Astronautai turėtų būti apmokyti naudotis gyvybės palaikymo sistemomis, pavyzdžiui, oro ir vandens perdirbimo, maisto gamybos ir atliekų tvarkymo.

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.

Talaria
"Talaria" yra tolimojo nuotolio dronų modelis, veikiantis naudojant saulės energiją. Tai įvairios paskirties dronas, kuris, naudodamasis robotų rankų rinkiniu, iš didelio atstumo renka uolienas ir Mėnulio ledą. Dronas valdomas nuotoliniu būdu iš ryšių kambario, per kurį tiesiogiai transliuojamas vaizdo įrašas.
Saulės energija ir tolimojo ryšio ryšys reiškia, kad jis gali ilgą laiką praleisti ekspedicijose toli nuo bazės. Jo gale įrengta šaldymo kamera leidžia grįžti su tikslinėmis medžiagomis, pavyzdžiui, Mėnulio ledu.

Aegis
"Aegis" yra ilgo nuotolio transporto priemonės modelis, veikiantis naudojant įkraunamą akumuliatorių. Akumuliatorių taip pat galima įkrauti transporto priemonės viršuje sumontuotomis saulės baterijomis.
Jį vairuoja vienas žmogus, tačiau transporto priemonėje ilgą laiką gali gyventi iki trijų žmonių, nes joje yra būtinos miegamosios patalpos. Joje yra didelės deguonies atsargos, taip pat dehidratuotas maistas (ir priemonės jam rehidratuoti).
Kadangi "Aegis" skraidina žmones, kurie nedėvi skafandrų, jis yra hermetiškas ir šarvuotas, kad būtų apsaugotas nuo bet kokio pažeidimo.

Iokheira
"Iokheira" yra trumpojo nuotolio žvalgybinė transporto priemonė, kurioje telpa iki dviejų keleivių. Ji turi atvirą stogą ir gali labai greitai keliauti trumpais atstumais. Transporto priemonė juda greitai, tačiau joje negalima vežti didelių krovinių, ji naudojama žvalgybai. Ja taip pat galima vežti SWORD, skirtą dideliems atstumams stebėti.

Talos
"Talos" yra raketa, kuria bus grįžtama į Žemę. Įrengus bazę, "Talos" dalys bus atskirai spausdinamos 3D spausdintuvu, kad būtų galima sukonstruoti raketą, galinčią avariniu atveju grįžti į Žemę, jei astronautui iškiltų pavojus. Kadangi bazė yra savarankiška, į ją nereikia gabenti atsargų iš Žemės.

Kiti projektai: