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.

LEM

III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni  Gdynė-Pomorskie    Lenkija 14, 17, 18   5 / 1 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: BlenderKit



1.1 - Projekto aprašymas

Mėnulio tyrinėjimo misija (LEM) Mėnulio stovykla pavadinta mokslinės fantastikos žanro pradininko Lenkijoje Stanisławo Lemo vardu. 

Bazė bus įrengta Mėnulio pietiniame ašigalyje, ant Shoemakerio kraterio pakraščio, kad būtų galima panaudoti vietoje esančius išteklius. Bazė suskirstyta į modulius, įskaitant miego ir poilsio zoną, treniruoklių salę, virtuvę, misijos valdymo centrą, medicinos skyrių ir laboratoriją eksperimentams atlikti. Be to, vėlesniuose misijos etapuose bus pastatytas aeroponinio šiltnamio kupolas, gravitacinė laboratorija ir būdelė robotams "Doglike GLIMPSE". 

Mūsų misijos tikslas - moksliniai tyrimai. Bus atliekami biologijos, planetų mokslo, geologijos ir fizikos sričių eksperimentai. Be to, stebėsime astronautų fizinę ir psichinę sveikatą būsimų kosmoso tyrimų tikslais. 

LEM labai prisidės prie Mėnulio tyrimų ir mokslo plėtros. Dėl bazės konstrukcijos misija galės būti plėtojama nuo vienos bazės iki Mėnulio kolonijos, o ateityje galbūt duos pradžią Mėnulio kolonijai.

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

"LEM Moon Camp" vizija - eksperimentuoti su tvariais ir tarptautiniais Mėnulio tyrinėjimais. 

Pagrindinis LEM tikslas - mokslinis, t. y. atlikti eksperimentus biologijos, fizikos ir genetikos srityse. Be to, išbandysime in situ išteklių, pavyzdžiui, užšaldyto vandens, kuris galėtų būti ekonomiškai efektyvus sprendimas ilgesniam buvimui Mėnulyje, naudingumą. Kitas mūsų tikslas - ateityje pavienę bazę paversti Mėnulio kolonija. 

Mūsų antrinis tikslas yra edukacinis. Astronautai įrašinės trumpus vaizdo įrašus, kuriuose rodys savo gyvenimą Mėnulyje, kurie vėliau bus naudojami kosmoso švietimui ir populiarinimui socialiniuose tinkluose (net sukursime pirmąjį "TikTok" iš Mėnulio!).

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

Vietove pasirinkome Shoemakerio kraterio kraštą (apie -88,48° platumos, 76,20° ilgumos). 

  • Didelė vandenilio sudėtis, reikalinga raketų kurui. Shoemakerio krateryje yra dar daugiau vandenilio nei Šakletono krateryje, nes jis senesnis.
  • Didelis vandens ledo kiekis
  • Saulės šviesa būna apie 50% Mėnulio mėnesio, o nuolat šešėlyje esančios vietovės yra maždaug už 10 km. 
  • Dėl lygių "Shoemaker" sienelių roveriams bus lengviau tyrinėti jo vidų. Tai leis lengvai transportuoti įrangą ir atsargas. Teritorijos nuolydis yra maždaug 1%. 
  • Visai šalia minėtos dėmės yra vieta, kuri atrodo labai panaši į galimų lavos vamzdžių, kuriuos būtų galima ištirti kaip genų banką, saugyklą ir galimą buveinę, vaizdus.

Visi duomenys paimti iš LROC svetainės: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Žiūrėta 18.04.23]

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.

Medžiagos

  • Pagrindinė mūsų pagrindo medžiaga bus aliuminis, nes jis yra lengvas. 
  • Švino stiklas - gerai atsparus spinduliuotei, tačiau išlieka skaidrus.
  • Švinas - bus naudojamas kaip radiacijos ekranas dėl labai gerų atsparumo radiacijai savybių. 
  • Bazalto pluoštas - puikus šilumos izoliatorius, kurį galima gaminti Mėnulyje

Technikos ir dizaino pasirinkimai

  • Pagrindinis mūsų bazės privalumas - jos modulinė struktūra, kurią užtikrina šešiakampė forma ir plytelės pavidalo dizainas.
  • Sporto salėje vietoj svarmenų naudojant spyruokles ir gumą bus galima reguliariai atlikti pratimus esant mažam gravitaciniam svoriui.
  • Integruotas kiekvieno modulio nusileidimo modulis padės sutaupyti išlaidas, susijusias su papildomu atskiros nusileidimo sistemos svoriu.
  • Saulės kolektoriai bus išdėstyti aukštyn, kad Mėnulio ašigaliuose būtų kuo efektyvesni.
  • Šiltnamį statys astronautai, naudodami iš Žemės atgabentas medžiagas (aliuminį ir švino stiklą), kurios bus atgabentos vėlesnių paleidimų metu.
  • Gravitacinė laboratorija bus sukonstruota iš in situ medžiagų vėlesnių paleidimų metu. 

Šaltiniai 

100% modelio dizainas yra mūsų. Kai kurios medžiagos paimtos iš nemokamos "BlenderKit" duomenų bazės.

Plakatams, naudojamiems mūsų bazėje: 

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

Radiacija 

Švino ir elektromagnetinių ekranų sluoksnis užtikrins bendrą apsaugą nuo spinduliuotės ir elektromagnetinių trukdžių. Tuneliai tarp modulių bus padengti regolitu, kad būtų apsaugoti. Kita vertus, kupolas bus pagamintas iš švino stiklo, kuris gerai apsaugo nuo radiacijos. Be to, nuolat stebėsime radiacijos lygį bazėje naudodami geigerio skaitiklius.

Meteoritai 

Bendri tyrimai ir statistiniai duomenys rodo, kad meteoritai krenta ne taip jau dažnai, o jei krenta, tai būna mikrometeoritai. Nuo radiacijos saugantis sluoksnis turėtų užtikrinti pagrindinę apsaugą nuo tokių. Be to, naudosime specialius skydus, skirtus išplėstinei apsaugai nuo mikrometeoritų. 

Šilumos išsklaidymas ir didelis temperatūrų skirtumas 

Pagrindo sienos turi būti gerai izoliuojančios, kad viduje būtų palaikoma santykinai pastovi temperatūra. Dažniausiai tai gali užtikrinti sluoksnis, apsaugantis nuo spinduliavimo, be to, bus plonas izoliacinis sluoksnis ir sluoksnis, apsaugantis nuo šilumos perdavimo spinduliavimu (t. y. infraraudonaisiais spinduliais). Be to, kupolo stikle bus įmontuotos pusiau pralaidžios fotovoltinės plokštės, kurios gamins elektros energiją ir apsaugos nuo aukštos temperatūros Mėnulio dieną.

Mėnulio dulkės 

Kad apsisaugotume nuo Mėnulio dulkių, t. y. labai smulkių silikatų ir kitų junginių, kurie gali būti kenksmingi žmonėms, šliuzuose naudosime oro filtravimo sistemą. Siekiant apsaugoti fotovoltinius skydelius nuo šių dulkių nusėdimo ant jų, bus galima keisti jų pasvirimo kampą ir nukreipti šias dulkes.

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

Vanduo

 "Aqua factorem" vandens išgavimo metodas
Vanduo perdirbamas naudojant dumblių bioreaktorius ir MELiSSA sistemą, užtikrinančią uždarą sistemą.

"Rover" ieško ir kartografuoja Mėnulio ledą, chemines medžiagas ir požemines uolienas, trukdančias kasinėti
Spektrometras tiria įvairaus gylio dirvožemio mėginius dėl vandens 
Ji gręžia po Mėnulio paviršiumi ir iškasa didelį kiekį regolito.
Transporto roveris iškelia ekskavatorių ir pristato regolitą

Maistas

dirbtinis intelektas stebi aeroponiniame šiltnamyje esančius duomenis (temperatūrą, CO2 kiekį, drėgmę, šviesos bangos ilgį ir augimo ciklus), tada juos koreguoja, kad optimizuotų aplinką skirtingoms daržovėms auginti.
Į daržoves (pvz., "Toscano Kale") dedama 100 mg gama-aminom sviesto rūgšties (GABA), kad sumažėtų nerimas. 

dėvimos intercepcinės technologijos algoritmai analizuoja duomenis (širdies ritmas, miego ciklas, fiziniai pratimai, svorio pokyčiai, suvartojamo vandens kiekis), kad apskaičiuotų specializuotas individualias maistines medžiagas.
3D spausdintuvu atspausdintas maistas, pritaikytas astronautų kalorijų ir maistingumo poreikiams, padeda tradiciniams maisto gaminimo metodams
Astronautai kartu ruošia, valgo ir valo maistą, kad sustiprintų ryšius. 
3D spausdinimo dėka astronautai gali mėgautis savo kultūriniais ir religiniais patiekalais.

Oro

Bazės atmosfera nuolat cirkuliuoja ir valoma, pašalinant anglies dioksidą ir papildant deguonį minėtame bioreaktoriuje uždaro ciklo būdu.
Deguoniui gauti naudosime koncentruotos saulės energijos technologiją (mums reikės nedidelio reaktoriaus, sandariklio išorėje ir Frenelio lęšio), kad išlydytume regolitą. Reaktoriaus viduje esantys elektrodai atskirs metalus nuo deguonies ir, palaikydami žemą slėgį, ištrauksime deguonį iš sistemos ir laikysime jį suslėgtose dujų talpyklose.

Maitinimas

Elektros energija gaminama ant stogo ir kupolo stikle įrengtomis saulės baterijomis. Ši energija kaupiama uždaroje vandenilio kuro elementų ir akumuliatorių sistemoje, kad būtų padidintas saugumas ir iki minimumo sumažinta energijos praradimo galimybė. Kuro elementus pasirinkome todėl, kad jų kurą galima moduliniu būdu saugoti išoriniuose rezervuaruose, todėl tai yra lengvas energijos saugojimo problemos sprendimas.

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

Žmonių atliekos

Šlapimas ir išmatos apdorojamos ir perdirbamos atliekų tvarkymo įrenginyje, panašiame į Tarptautinės kosminės stoties (TKS) vandens perdirbimo sistemą, ir bioreaktoriuje, kad susidarytų vanduo ir kietosios atliekos, kurias galima saugiai saugoti arba šalinti.
Naudojant 3D spausdinimą išmatos paverčiamos bioplastiko įrankiais

Perdirbimas

Naudodami 3D spausdinimą, tam tikrus plastikus ar metalus pakartotinai panaudojame naujiems įrankiams gaminti.
Naudodami anaerobinį kompostavimą, organines atliekas paverčiame derlingu dirvožemiu, iš kurio gaminama šiluma ir CH4 bei metano dujos, kurios gali būti degalai mūsų raketoms.

Saugykla

Radioaktyviąsias ar pavojingas medžiagas reikėtų laikyti specialiai suprojektuotuose konteineriuose, kad būtų išvengta Mėnulio aplinkos užteršimo.

Be to, ženklinimo sistema padės aiškiai suprasti, iš ko viskas pagaminta, kaip galima tvarkyti atliekas arba kaip jas pakartotinai panaudoti.

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

Bazėje bus įrengta antena, skirta ultratrumpųjų bangų diapazonui ir pasižyminti visakryptės spinduliuotės savybėmis, kuri bus naudojama vietiniam ryšiui su astronautais atliekant operacijas už bazės ribų ir duomenims iš matavimo stočių ar kitų išorinių prietaisų perduoti. Šis metodas bus naudojamas tik horizonto ribose.

Jei reikia susisiekti su stotimi, roveriu ar jutikliu, esančiu už horizonto, naudosime Mėnulio-Žemės-Mėnulio metodą. Šiuo atveju Žemė gali būti naudojama kaip retransliatorius, kuris aprėpia beveik visą Mėnulio pusrutulį.

Bazės taške galima palaikyti tiesioginį nuolatinį ryšį su Žeme naudojant kryptines mikrobangų antenas. Toks ryšys dėl naudojamo dažnio yra gana atsparus trukdžiams ir nereikalauja didelės galios.

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 LEM tikslas - atlikti biologinius tyrimus ir tyrinėti lavos vamzdžius. Siūlomi keli eksperimentai:

Poveikis augalams ir grybams. Gyvybės formos mėgsta prisitaikyti prie naujų sąlygų, todėl tikėtina, kad bus mutacijų. Potencialūs pavyzdžiai galėtų būti radiotrofiniai grybai, pavyzdžiui, Cladosporium sphaerospermum arba Cryptococcus neoformans.
Augalų ir grybų išgyvenimo biologinis modifikavimas. Biologiniai patobulinimai galėtų apimti didesnę melanino gamybą ir būtų išbandytas biologiškai modifikuotų organizmų pranašumas ir kaip tai veikia augalų valgomumą.
DNR saugojimo Mėnulyje bandymai. Vieną dieną Mėnulį galėtume naudoti kaip genetinės medžiagos arką, nes svarbią informaciją geriau saugoti skirtingose vietose.
Mūsų bazė būtų dislokuota netoli galimo lavos vamzdžių ruožo, todėl atsirastų galimybė juos tyrinėti pasitelkiant "Doglike GLIMPSE" robotus. Ši robotų įgula fiksuotų radiaciją ir temperatūrą viduje, taip pat tirtų geologinius šių urvų aspektus, pavyzdžiui, sienų struktūrą ir sudėtį. Robotai taip pat ieškotų galimo vandens. Misiją sudarytų keli robotai, atliekantys skirtingas užduotis, kad sudarytų vieną darnų vienetą.           

Šie eksperimentai suteikia vertingų duomenų vėlesnėms misijoms ir gyvenvietėms, kurios atvertų naują ekonomikos šaką.

Be to, bus tiriamas elektromagnetinių bangų sklidimas radijo spektro aplinkoje be atmosferos. Šis eksperimentas grindžiamas tyrimu, kokį atstumą gali nueiti radijo banga aplinkoje, kurioje negali būti bangos atspindžių ir lūžių. Atliekant šį eksperimentą galima patikrinti ir nustatyti didžiausią atstumą, kuriuo Mėnulio bazė gali būti nutolusi nuo kitos bazės ar tyrimo stoties, galimos retransliatoriaus ar Mėnulio transporto priemonės, kad tarp jų būtų galima stabiliai perduoti informaciją.

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

Aplinkosaugos mokymai

Astronautai bus izoliuoti ir ilgam pateks į ekstremalią poliarinę aplinką (pavyzdžiui, įšaldytą Kanados tundrą arba Mėnulio buveinę Šveicarijos Alpėse), kad praktiškai išbandytų ekspedicinį elgesį.
Laukinėje gamtoje jie gaus spontaniškų užduočių, pavyzdžiui, perkelti stovyklą, surinkti atsitiktinėse vietose numestą maistą ir atsargas ir parnešti jas atgal į stovyklą.
Mėnulio buveinėje, kuri bus panaši į mūsų Mėnulio stovyklą, jie atliks kasdienes užduotis, paremtas ankstesnėmis ESA/NASA misijomis, tačiau taip pat gaus spontaniškų užduočių, kad išsiugdytų gebėjimą improvizuoti sudėtingomis sąlygomis.
Astronautai dalyvaus EKA "Bendradarbiavimo nuotykių vertinant ir lavinant žmogaus elgesio ir veiklos įgūdžius" (CAVES) kursuose.

Techninis mokymas

Astronautai treniruosis vaikščioti Mėnuliu, montuoti Mėnulio stovyklą, rinkti regolito mėginius ir atlikti eksperimentus baseine, skirtame imituoti mažos gravitacijos ir Mėnulio apšvietimo sąlygas. Baseino dugne esantis dirvožemis imituos Mėnulio gruntą.
Jie taip pat mokysis virtualioje realybėje, kad galėtų imituoti robotų operacijas, masės tvarkymą ir visą misiją - nuo paleidimo iki nusileidimo. Virtualioji realybė suteiks jiems galimybę treniruotis prieš paleidimą atliekamo karantino metu.

Geomokslai

Astronautai dalyvaus "Pangea" kurse, kad įgytų žinių apie geomokslus, planetų mokslą ir astrobiologiją, reikalingų "identifikuoti ir dokumentuoti moksliškai svarbius mėginius lauke ir bendrauti su antžemine kontrole naudojant efektyvią ir geologiškai teisingą kalbą".

Skrydžių mokymas

Astronautai treniruosis sumažintos gravitacijos lėktuvu, kad imituotų mažos gravitacijos sąlygas, kurias patirs skrydžio į Mėnulį metu.

Psichologinis mokymas

Astronautai dalyvaus dėmesingo įsisąmoninimo mokymuose, kurie padės jiems susidoroti su izoliacija ir stresu.
Komanda dalyvaus grupinėje terapijoje, kurios metu bus aptariamas bendravimas, galimos konfliktų sritys ir būdai, kaip veiksmingai jas spręsti.

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.

Bazė į Mėnulio orbitą būtų gabenama mažiausiai 14 metrų skersmens raketa. Į orbitą pakilęs kiekvienas nusileidimo modulis nusileis į paskirtas nusileidimo vietas. Iš pradžių įgula Mėnulio paviršiumi keliautų naudodama įprastus lengvuosius roverius, tačiau kai bazė bus labiau pažengusi, astronautai pereis prie "Desert RATS" roverių. Regolitą vandenilio deguoniui ir mineralinėms medžiagoms išgauti gabens autonominis roveris. Be to, autonominiam tyrimui naudosime minėtus GLIMPSE robotus, parištus su transportiniais roveriais.