moon_camp

Moon Camp Pioneers galerija 2019-2020 m.

"Moon Camp Pioneers" kiekvienos komandos užduotis - 3D formatu suprojektuoti visą Mėnulio stovyklą naudojant "Fusion 360". Jos taip pat turi paaiškinti, kaip bus naudojami vietiniai ištekliai, kaip astronautai bus apsaugoti nuo pavojingų kosmoso sąlygų ir kaip bus įrengtos gyvenamosios ir darbo patalpos.

Komanda: Moonwalkers

Collège Champittet  Pulsas    Šveicarija 15-16 metų

Išorinė 3d projekto peržiūros programa

Projekto aprašymas

[42]

Apibūdinkite savo Mėnulio stovyklos projektą.

Mūsų Mėnulio stovyklos tikslas - sukurti efektyviausią, praktiškiausią ir saugiausią aplinką, kurioje ilgesnį laiką galėtų gyventi 2-4 astronautai.

Pasirinkome stovyklą, kurią sudaro dvi gyvenamosios patalpos, trys požeminiai moduliai (išteklių ir (arba) vandens saugyklos ir šiltnamis), vienas ryšių centras, viena požeminė laboratorija, vienas vandens sintezės filtro įrenginys, viena branduolinė baterija (įrengta saugiu atstumu nuo likusios stovyklos dalies) ir vienas saulės baterijų laukas.

Kelionė tarp skirtingų modulių būtų vykdoma lauko tuneliais, todėl susisiekimas būtų saugus ir efektyvus. Saugumą tarp visų erdvių taip pat užtikrins oro užraktai.

Stovyklos struktūrą sudarytų kiekvienas modulis, sujungtas maždaug 5-10 metrų ilgio tuneliais, kad katastrofos atveju visi moduliai būtų saugiai izoliuoti nuo pavojaus.

Stovykloje sistemingai teikiamos visos būtiniausios paslaugos.

Kur norite statyti Mėnulio stovyklą?

Po kruopštaus tyrimo, remdamiesi vietovės kriterijais (temperatūra, vandens prieinamumas, medžiagų prieinamumas, saulės energijos surinkimo potencialas ir mokslinis interesas), pasirinkome aukštus kalnus ant didelių Mėnulio ašigalių kraterių kraštų.

Pirma, Mėnulio ašigaliuose yra vertingo ledo, kuris yra unikalus ašigaliuose ir vertingas moksliniu požiūriu. Be to, atlikus eksperimentus Mėnulyje, tikėkimės, kad dėl mūsų sintezės filtrų įrenginio jis bus tinkamas gerti. Be to, elektrolizės būdu vandenį galima atskirti į vandenilį ir deguonį - kurui ir gyvybės palaikymui.

Kitas svarbus šaltinis - saulės šviesa, kuri dėl aukštos padėties ir Mėnulio ašigalių būtų praktiškai amžina, todėl mūsų saulės baterijos nuolat rinktų energiją.

Galiausiai Mėnulio ašigaliuose temperatūra yra pastovesnė, priešingai nei likusioje Mėnulio paviršiaus dalyje, kur temperatūra labai svyruoja, o tai reiškia, kad astronautui bus daug lengviau prisitaikyti prie naujos aplinkos ir prižiūrėti įrangą.

Kaip planuojate statyti Mėnulio stovyklą? Aprašykite, kokius metodus ir medžiagas naudosite.

Išoriniams pastatams (geodeziniams kupolams, tuneliams ir kitiems statiniams) naudosime 3D spausdinimo koncepciją, kurios pagrindinis statybinės medžiagos komponentas bus Mėnulio gruntas. Mašiną sudarys robotinė ranka, spausdinanti geopolimerinio betono mišinį, vadinamą "Mėnulio betonu", kurį daugiausia sudarys Mėnulio regolitas, iškastas naudojant LEB (Mėnulio kasimo peilį). Be to, unikalų Mėnulio dirvožemio silicio dioksido ir geležies turinčių mineralų mišinį mikrobangų bangomis bus galima sulieti į stiklo pavidalo kietąją medžiagą.

Požeminiams pastatams, pavyzdžiui, sandėliams ir šiltnamiams, astronautai naudos LEB, galintį iškasti dideles duobes, kurias vėliau 3D spausdinimo roboto ranka užbaigs ir pastatys sienas. Mėnulio kasimo peilis taip pat gali būti naudojamas aplink bazę esančiai žemei išvalyti ir teraformuoti, kad būtų galima vykdyti kitus statybos projektus, pavyzdžiui, įrengti nusileidimo aikštelę ir saulės baterijų lauką.

Vanduo
Maistas
Elektra
Oro

Dėl praktiškos bazės vietos Mėnulio ašigaliuose, kuriuose yra 600 mln. tonų beveik gryno ledo, tai gali būti pagrindinis vandens šaltinis. Mūsų bazės pakraštyje esantis sintezės filtro įrenginys priims iškastą ledą ir padarys jį tinkamu gerti (taikant daugybę fizikinių ir cheminių procesų), todėl astronautai galės naudotis labai dideliu kiekiu šio gyvybiškai svarbaus ištekliaus, kurį bus galima naudoti ne tik gėrimui, bet ir kitoms higienos reikmėms, pavyzdžiui, dušui ir tualetui.

Pagrindinis pirmųjų bazės astronautų maisto šaltinis bus iš Žemės atgabentas konservuotas ir dehidratuotas maistas. Pirmiesiems astronautams pirmosios kelionės metu atvežto maisto turėtų pakakti, kol bus galima pradėti gaminti maistą šiltnamyje (specialiame požeminiame modulyje). Šiltnamyje ne tik bus gaminamas gyvybiškai svarbus deguonis, bet ir bus galima auginti maistą, pavyzdžiui, bulves, pomidorus, burokėlius ir kt. Vėliau šiltnamį bus galima išplėsti, kad jame būtų galima gaminti daugiau produktų, priklausomai nuo esamų astronautų skaičiaus arba sandėliavimo pajėgumų.

Pirmiausia bus įrengtos saulės baterijos, kurios Mėnulio ašigaliuose bus labai veiksmingos dėl didelio ir pastovaus saulės šviesos kiekio. Du akumuliatoriai, esantys šalia saulės kolektorių lauko, kaups užfiksuotą energiją.
Tuomet saugiu atstumu nuo pagrindinės bazės bus įrengta branduolinė baterija. Mėnulio dirvožemyje gausu helio-3 (jį per milijardus metų pagamino Saulės vėjas) ir jis yra pagrindinė gyvybingo branduolių sintezės reaktoriaus sudedamoji dalis. Jis nepalieka radiacinių atliekų ir pasižymi didele energijos išeiga iš kilogramo.

Astronautams kvėpuoti reikalingas deguonis iš pradžių bus naudojamas per dirbtinę gyvybės palaikymo sistemą, kuri aprūpins juos pakankamu deguonies kiekiu, kol šiltnamis bus pakankamai funkcionalus, kad galėtų gaminti deguonį ir tapti pagrindiniu jo šaltiniu. Šiltnamyje bus specialiai deguonį gaminantiems augalams, tokiems kaip arekos palmė, neemas ir Sansevieria Trifasciata Zeylanica (gyvatės augalas), skirta vieta.
Tada Mėnulio dirvožemis pagal masę turi 40-45% deguonies, o tai reiškia, kad jį galima įkaitinti iki 2500 Kelvinų naudojant saulės energiją ir iš jo mineralų išskirti 100 gramų kvėpuojamojo deguonies kiekvienam dirvožemio kilogramui.

Kaip planuojate statyti Mėnulio stovyklą? Kokias medžiagas naudosite?

[54]

Aplinka Mėnulyje yra labai pavojinga astronautams. Paaiškinkite, kaip jūsų Mėnulio stovykla juos apsaugos.

Po to, kai visi gyvybiškai svarbūs ištekliai jau anksčiau buvo padengti mūsų įrenginiais ir specializuotais moduliais, pagrindinės likusios grėsmės yra radiacija, meteoritai ir temperatūra.

Geodeziniai kupolo formos moduliai yra suprojektuoti taip, kad išsklaidytų ir sumažintų bet kokius smūgius, o vidutinis standžiųjų sienų storis yra apie 0,5 metro, kurio pakanka apsisaugoti nuo mažų asteroidų ir saulės spinduliuotės bei izoliuoti nuo žemos Mėnulio temperatūros. Aplink Mėnulio polius taip pat yra daugybė lavos vamzdžių, kuriuos seniai suformavo Mėnulyje tekėjusi bazaltinė lava. Jų plotis gali siekti iki 300 metrų, o stabili temperatūra juose siekia -20 °C. Šie lavos vamzdžiai gali būti naudojami ateityje plečiant Mėnulio bazę arba kaip antrinis variantas tuo atveju, jei pirmoji vieta būtų sugadinta arba tiesiog negalėtų veikti.

Aprašykite savo Mėnulio stovyklos astronautų įgulos dieną Mėnulyje.

Kad išliktų sveiki, astronautai turi laikytis reguliaraus miego grafiko, miegoti 8-9 valandas ir budėti po 16 valandų.

Atsikėlę astronautai turi pavalgyti vienoje iš gyvenamųjų patalpų ir surengti dienos instruktažą. Jie privalo bent 2 valandas per dieną mankštintis, kad išlaikytų stiprius raumenis ir kaulus, nes silpna Mėnulio gravitacija gali turėti neigiamą poveikį grįžtant į Žemę.

Tačiau iš pradžių astronautai būtų visiškai atsidavę stovyklos statybai. Pirmiausia astronautai Mėnulio grunto ir (arba) regolito dideliais kiekiais iškastų Mėnulio kasimo peiliu (LEB), o tada atliktų chemines procedūras, kad ištirtų jo savybes ir paverstų jį naudingu "Mėnulio betonu", iš kurio būtų galima statyti bazę naudojant 3D spausdinimo roboto ranką.

Baigus stovyklą, astronauto dieną daugiausia sudarytų moksliniai tyrimai ir eksperimentai. Jie dirbtų komandomis arba tyrimus atliktų individualiai, priklausomai nuo jų savarankiškos kompetencijos ir paties eksperimento sąlygų ar reikalavimų.

Pavyzdžiui, vienas astronautas galėtų sutelkti dėmesį į fiziologinį poveikį žmonėms ir augalams, patiriamą gyvenant kosmose, bandymus ir eksperimentus su astronautais ir šiltnamyje skirtingu paros metu. Kitas astronautas galėtų tirti patį Mėnulį, tyrinėti ir analizuoti aplinką (kraštovaizdį, meteoritus, poliarinį ledą) ir eksperimentuoti su Mėnulio dirvožemiu ir (arba) regolitu laboratorijos patalpose. Dar vienas astronautas būtų visiškai atsidavęs stovyklos gerovei. Jis (ji) stebėtų stovyklos funkcionalumą ir įvairius mechanizmus, tokius kaip saulės baterijos, branduolinė baterija, šiltnamis, saugykla, ryšių įrenginys ir kt. Jei stovykloje būtų tik 2 astronautai, jie abu reguliariai stebėtų bazės veikimą ir komponentus.

Dėl stovyklos dydžio, sudėtingumo ir svarbos būtina nuolat tikrinti jos būklę. Dienos pabaigoje ir per paskutinį valgį visi astronautai susirinkdavo gyvenamosiose patalpose ir aptardavo padėtį. Be to, prieš eidami miegoti jie privalėtų paskutinį kartą patikrinti visą stovyklą.

Iš esmės 16 valandų budėjimo laikotarpį sudaro 3 valgymai, kurių metu astronautai turi valgyti, 2 valandos fizinio pasirengimo, mokslinių tyrimų ir eksperimentų bei nuolatinė Mėnulio bazės priežiūra.



← Visi projektai