moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerija 2021-2022

Moon Camp Pioneers katras komandas uzdevums ir 3D projektēt pilnu Mēness nometni, izmantojot Fusion 360. Viņiem ir arī jāpaskaidro, kā tiks izmantoti vietējie resursi, kā astronauti tiks pasargāti no bīstamām kosmosa situācijām un jāapraksta dzīves un darba telpas.

Team: LunarX

Kingstonas akadēmija  Kingstona pie Temzas    Apvienotā Karaliste 15, 17   4 / 0


Ārējais skatītājs 3d projektam

Projekta apraksts

Mūsu Mēness nometnes projekta galvenais zinātniskais mērķis ir izmantot resursus uz Mēness, lai uzturētu cilvēku klātbūtni, kā arī veikt divus galvenos eksperimentus: 1.) augu augšanu zemas g vides apstākļos un 2.) Mēness regolīta mehānisko īpašību izpēti. Mūsu bāzei ir iespējas turpmāk attīstīties, lai tajā varētu izvietot ilgtspējīgas dzīvojamās un tūrisma apmetnes. 

 

Mūsu bāzes būvniecība tiek veikta, izmantojot ISRU, izmantojot Mēness regolītu, lai pasargātu astronautus no saules starojuma, kā arī nodrošinātu konstrukcijas stiprinājumu. Bāzes konstrukcija tiek veidota, izmantojot 3D drukāšanu, ko pirms cilvēku ierašanās veic neliela robotu flote. ISRU tiek izmantots, jo tas ir ekonomiski izdevīgāk nekā materiālu transportēšana no Zemes uz Mēnesi. Tas var kalpot kā vārti turpmākai Mēness izpētei. Mūsu Mēness nometne sastāv no divām sekcijām, no kurām viena ir stacija, kas atrodas uz Zemes, kurā atrodas vadības modulis (CM), transportlīdzekļu glabāšanas modulis (VSM) un apdzīvojamie moduļi (HM). Otrajā sekcijā, kas atrodas 15 metrus zem zemes, tiek glabāti mūsu RTG, lai nodrošinātu rezerves enerģiju Mēness cikla tumšajos periodos, kā arī papildu pārtikas krājumi un viens no mūsu eksperimentiem.

 

Mūsu misija sastāv no cikliem, un ar katru jaunu ciklu bāzē ierodas četri papildu apkalpes locekļi. Pirmajā eksperimentā regolīts tiek transportēts uz mūsu Mēness regolīta apstrādes iekārtām (LRPU), kur tiek analizēta tā piemērotība kā kurināmā, skābekļa, ūdens, elektriskās vadītspējas un barības vielu avots augu augšanai. Pēc tam ūdens ledus tiek sašķelts skābeklī un ūdeņradī, bet metāns un oglekļa dioksīds ir atkritumprodukti. Otrajā eksperimentā mēs vēlamies izpētīt zemas gravitācijas un skābekļa koncentrācijas ietekmi uz augu augšanu; šis pētījums būs noderīgs nākotnes ilgtermiņa misijās uz Mēnesi un Marsu, kur astronautiem būs pašpietiekami jāražo pārtika. 

2.1 Kur vēlaties būvēt savu Mēness nometni?

Esam nolēmuši izvietot mūsu Mēness nometnes bāzi Pīrija krātera malās netālu no Mēness ziemeļpola. Mēness nelielā aksiālā slīpuma dēļ šī vieta var saņemt saules gaismu gandrīz visu Mēness diennakti, tāpēc tā ir ideāli piemērota saules enerģijas ražošanai. Turklāt temperatūras svārstības pie malas ir mazākas un samazina mūsu bāzes būvniecības izmaksas. Atšķirībā no malām krātera dziļumos ir zema temperatūra un maz saules gaismas, tomēr tur ir milzīgi daudz ūdens ledus, ko var izkausēt, iegūstot dzeramo ūdeni vai elektrolīzi, lai iegūtu ūdeņradi un skābekli. Abi elementi ir noderīgi kā degviela mūsu raķetēm, bet skābeklis ir īpaši svarīgs, lai uzturētu cilvēka dzīvi un darbību Mēness bāzē. Šo resursu tuvums palīdz samazināt to transportēšanas izmaksas un ļauj vairāk laika veltīt pētījumu veikšanai.

2.2 Kā jūs plānojat veidot savu Mēness nometni? Aprakstiet metodes, materiālus un savu konstrukcijas izvēli.

Mūsu bāzes būvniecība notiks divos posmos. Pirmais posms būs pamatu rakšana mūsu pazemes moduļiem (UGM), ko veiks, izmantojot 3D drukāšanas procesu un rakšanas darbus, kurus vadīs neliela autonomo robotu flote. Šajos moduļos tiks izvietotas mūsu rezerves RTG un vingrošanas telpas; RTG nodrošinās sākotnējo jaudu, lai atvieglotu turpmāko apdzīvojamo moduļu (OM) būvniecību. Tas palīdzēs līdz minimumam samazināt misijas pārtraukumus, jo astronauti varēs pārvietoties tieši no orbitālajā sakaru modulī (OCM) uz (HM). Tomēr, kamēr tiks pabeigta kopējās struktūras būvniecība, astronauti ieradīsies bāzē, lai pabeigtu tās būvniecību. Astronautu prioritāte būs sakaru pakalpojumu ar Zemi ierīkošana, kā arī zinātnisko eksperimentu aparatūra. Resursi tiks transportēti, izmantojot raķetes un releju sistēmu pirms un būvniecības laikā. Pēc hēlija 3 un reto metālu ieguves Mēness bāze var izveidot tirdzniecības tīklu, lai gūtu ienākumus, padarot bāzi ekonomiski neatkarīgu. Lai samazinātu izmaksas, mēs centīsimies prioritāri izmantot vietējos materiālus, kam piemīt atbilstošas īpašības. Piemēram, bāzu pamatus var veidot no Mēness regolīta. Sajaucot to ar ūdeni, šim sēra betonam ir lielāka stiepes izturība un jaunieša modulis nekā cementbetonam, padarot mūsu bāzi vēl izturīgāku. Turklāt mūsu bāzes izkārtojums ir kompakts, upurējot estētiku funkcionalitātes labā, kas atspoguļojas mūsu izvēlē par labu kupola formai, kas nodrošina lielāku izturību, būvniecības ātrumu un arhitektonisko efektivitāti.

2.3 Mēness vide astronautiem ir ļoti bīstama. Paskaidrojiet, kā jūsu Mēness nometne viņus pasargās. (ne vairāk kā 150 vārdi)

Mēness nometne tiks būvēta galvenokārt no betona, kas izgatavots no Mēness regolīta, bet atsevišķiem komponentiem (piemēram, domnu durvīm vai lifta šahtām) tiks izmantots alumīnijs. Alumīnijs ir lielisks materiāls būvniecībai, jo tam ir augsts Juna modulis un spiedes izturība, kā arī tas ir viegls. Lielākā daļa mūsu bāzes ir būvēta no Mēness, jo tas ir ļoti universāls un var tikt izmantots vairākās projekta jomās, lai palīdzētu aizsargāt mūsu astronautus:

1.) Pārklājums, kas aizsargā nometni no saules starojuma

2.) aizsardzība pret triecieniem no meteorītiem

3.) bāzes strukturālais pastiprinājums (izmantojot mākslīgā intelekta 3D drukāšanas metodi, ko patentējusi Space Factory, izmantojot NASA finansējumu).

 Turklāt tādas jutīgas iekārtas kā sirdsdarbības monitori un RTG atrodas UGM, lai novērstu kaitīgu radiācijas ietekmi uz jutīgām iekārtām, piemēram, sirdsdarbības monitoriem un RTG. Lai vēl vairāk samazinātu risku mūsu astronautu veselībai, bāzi ieskauj lokāli magnētiskie lauki (LMF), ko rada torusi. Virsskaņas plazmas plūsma torusā radīs magnētiskās spoles, kas veidos magnētisko burbuli ap HM un CM, atvairot potenciāli bīstamās jonizētās daļiņas. 

2.4. Paskaidrojiet, kā jūsu Mēness nometne nodrošinās astronautus ar:

Ūdens
Pārtika
Power
Air

Ūdens ir būtisks resurss gan mūsu astronautu izdzīvošanai, gan arī pētījumiem par skābekļa un ūdeņraža iegūšanu degvielai, izmantojot elektrolīzi. Tā kā mūsu bāze kalpos kā atspēriena punkts turpmākām misijām uz Marsu saskaņā ar NASA un EKA ilgtermiņa mērķiem, ūdens ieguve un ražošana ar reversās elektrolīzes metodi būs ļoti svarīga ilgtspējīgai planētas izpētei. Reģioni (piemēram, mūsu bāzes atrašanās vieta), kur Mēness regolītā vai virsmā ir daudz ledus, ir ideāli piemēroti ūdens ieguvei. Ledu var izkausēt un apstrādāt, lai tas kļūtu dzerams. Bāzē būs integrēta arī pārstrādes sistēma, lai nodrošinātu pēc iespējas slēgtāku ciklu, kas ļautu samazināt dzīvībai svarīga ūdens un skābekļa izšķērdēšanu. Ūdenim ir arī būtiska nozīme, lai saglabātu augu valsti mūsu siltumnīcā, kas darbojas kā pārtikas avots astronautiem un bagātinoša aktivitāte garīgās veselības uzlabošanai.

Sākotnēji būvniecības laikā tas ir jāizved no Zemes. Turpmāk tiks organizētas misijas, lai pārtiku no Zemes nogādātu uz Mēnesi. Visa pārtika tiks uzglabāta UGM, un to varēs nogādāt uz HM un CM, izmantojot mūsu liftu. Saskaņā ar vienu no mūsu misijas mērķiem - izveidot pašpietiekamu bāzi uz Mēness - pārtika galu galā tiks audzēta uz Mēness mūsu siltumnīcā, lai palielinātu Mēness bāzes neatkarību un samazinātu lielās izmaksas, kas saistītas ar transportēšanu lielos attālumos. Pārtikas klāsts, ko astronauti varēs baudīt, būs plašs - no salātiem līdz gaļas un zivju ēdieniem, un lielākā daļa bojājošos produktu būs iepriekš iepakoti, lai pagarinātu to patēriņa laiku. interesanti būs arī izpētīt, kā augi, augļi un dārzeņi aug, reaģējot uz zemu g vides apstākļiem.

Tas tiks iegūts no dažādiem avotiem. Liela daļa enerģijas tiks iegūta no saules, izmantojot monokristāliskos saules paneļus, jo saules enerģijas fermas atrašanās vietas būs gandrīz pastāvīgi saules apspīdētas. Kā papildinājums kalpos termiski spararati, izmantojot temperatūras svārstības uz Mēness. Turklāt pastāv potenciāls pjezoelektriskiem materiāliem, ar kuriem varētu noklāt Mēness bāzes infrastruktūru, kā arī ceļa segumu, pa kuru regulāri pārbrauks LR, lai pārvērstu mehānisko spriegumu, ko rada trieciena spēks ar daļiņām, elektriskā strāvā, vienlaikus kalpojot kā papildu aizsardzības slānis. RTG nodrošina rezerves jaudu avārijas gadījumā vai pieprasījuma maksimuma laikā. Aptuveni aprēķini par tipiskām enerģijas vajadzībām svārstās no 100 kWh līdz 10 MWh atkarībā no bāzes ilgtermiņa lieluma un prasībām, tāpēc, lai nodrošinātu ilgstošu uzturēšanos uz Mēness, ir svarīgi nodrošināt pēc iespējas daudzveidīgāku enerģijas avotu.

Sākotnēji skābeklis no Zemes uz Mēnesi tiks nogādāts ar transporta līdzekļiem, kas savienoti ar OCM, un pēc tam mūsu Mēness zemeslodes modulis piegādās to bāzei. Mēness virsmas ledu var izkausēt un elektrolīzēt, lai iegūtu skābekli, papildinot šo ārējo apgādi. Mēs arī izpētīsim iespējas izmantot siltumnīcā kultivētās cianobaktērijas, kā arī sintētiskos mikrobus, kas balstīti uz jaunākajiem pētījumiem, fotosintēzei, tādējādi pārstrādājot oglekļa dioksīdu, kas izdalās astronautu aerobās elpošanas procesā, un ražojot vairāk skābekļa. Lai to vēl vairāk paplašinātu, mēs apsveram iespēju izmantot NASA MOXIE uzlaboto versiju, kas var ražot elpojamu gaisu, izmantojot oglekļa dioksīda elektrolīzi. Jebkurš gaisa pārpalikums tiks glabāts krātuvē EVA vai ārkārtas situācijām. Abas iepriekš minētās metodes, izmantojot mikrobus un MOXIE (palielināta mērogā), galu galā ļaus izveidot bāzi, kas nebūs atkarīga no skābekļa piegādes no Zemes. Lai ierobežotu gaisa zudumus apkārtējā vidē, HM un CM ir ierīkotas no alumīnija izgatavotas hermētiskas sprādzienbīdes durvis.

2.5. Paskaidrojiet, kāds būtu jūsu Mēness nometnes galvenais mērķis.

Mēness nometnes vispārējais mērķis ir izveidot astronautiem piemērotu apdzīvojamu zonu, kurā veikt zinātniskus pētījumus, tostarp par Mēness gravitācijas un apstākļu ietekmi uz cilvēka anatomiju un Mēness regolīta materiālajām īpašībām, jo īpaši kā būvmateriāla un potenciālā elektrības vadītāja. Pēc tam to var attīstīt par lielāku apdzīvojamo zonu nākamajām paaudzēm un, iespējams, nodrošināt ekonomisku labumu no Zemes tūristu apmeklējumiem, kas varētu apmeklēt Mēness bāzi. Turklāt mēs paredzam, ka mūsu bāze būs atspēriena punkts nākotnes misijām uz Marsu un tālāk, izmantojot zemākas palaišanas izmaksas no Mēness, kā arī īsāku vidējo ceļojuma laiku un elastīgākus palaišanas logus. Rezumējot, mūsu bāze:

  1. Veikt eksperimentus, lai uzlabotu mūsu izpratni par zemas g g koncentrācijas ietekmi uz cilvēka anatomiju un Mēness regolīta materiālu īpašībām.
  2. Būt pašpietiekamiem, lai atbalstītu pieaugošo cilvēku klātbūtnes paplašināšanos citās pasaulēs.
  3. pārvarēt plaisu starp pašreizējām robotu misijām uz Marsu un iespējamu cilvēku klātbūtni uz Marsa virsmas. 
3.1 Aprakstiet savu Mēness nometnes astronautu komandas dienu uz Mēness.

Astronauti pamodīsies pulksten 6 no rīta un veiks ikdienas darbus. Brokastis un pārējās maltītes tiks nodrošinātas, izmantojot bāzē izaudzētu pārtiku, kā arī no Zemes atvestus pārtikas produktus. No rīta mūsu četru astronautu grupa tiks sadalīta divās grupās un veiks eksperimentus. Pirmā grupa atvedīs atpakaļ Mēness regolītu no EVA un veiks eksperimentus, lai pārbaudītu tā īpašības, piemēram, stiepes izturību un to, vai to var izmantot aizsardzībai pret radiāciju vai elektrības vadīšanai. 2. grupa strādās siltumnīcā, lai pārraudzītu sintētisko un mākslīgo mikrobu kultivēšanu un augu augšanu. Tas ietvers pētījumus par ēdamās pārtikas krājumiem, optimāliem apstākļiem kultūraugu un augu audzēšanai un Mēness materiālu izmantošanu, lai tos palīdzētu audzēt. Abas grupas eksperimentus veiks rotācijas kārtībā, jo tas ļaus visām grupām gūt padziļinātu izpratni par visas bāzes darbību. Rezultāti tiks reģistrēti analīzes sesijām pēcpusdienā.

 

Abas grupas atgriezīsies bāzē uz pusdienām. Pusdienu laikā notiks videozvans ar Zemes zemes kontroli. Šajā konkrētajā videozvansē viņi atliks skābekļa un pārtikas krājumu papildināšanu, jo bāzei beidzot ir izdevies pašpietiekami ražot pārtiku, izmantojot siltumnīcu. Pēc pusdienām astronauti uzturēs fizisko sagatavotību, izmantojot pretestības treniņus un skriešanu uz skrejceliņa. Viņu veselības stāvokļa mērījumi, piemēram, sirdsdarbība, plaušu tilpums un asinsspiediens, tiek veikti kā daļa no viņu otrā eksperimenta, lai novērtētu zemas g vides ilgtermiņa ietekmi uz cilvēka anatomiju. Viņi sagaida, ka rezultāti parādīs kaulu sastāva pasliktināšanos laika gaitā, kā arī muskuļu atrofiju; šos datus pēc tam varēs izmantot, plānojot turpmākas misijas uz Mēnesi, kas samazinātu šādu nelabvēlīgu ietekmi uz veselību, piemēram, mākslīgi izraisītu gravitāciju, izmantojot centrifūgas dzīvotnes. Pēc pusdienām astronauti analizē Mēness reģolīta eksperimenta rezultātus, atzīmējot elektrovadītspēju un termisko siltuma izplešanos; šie dati tiek nosūtīti uz Zemes zemes kontroli tālākai analīzei. Pēc tam astronauti iesaistās komandas veidošanas aktivitātēs CM, lai uzturētu labas komunikācijas un sadarbības prasmes;Ir svarīgi uzturēt labas attiecības apkalpes sastāvā tādu ilgstošu misiju laikā kā šī. Pēc vakariņām viņi sarunājas ar tuviniekiem uz Zemes. Lai saglabātu labu garīgo veselību, ir ļoti svarīgi, lai viņi spētu tikt galā ar ilgas misijas laikā valdošo ilgo ilgas uzturēšanās ilgumu.

Citi projekti:

  Misija Eos

 

  Salesianos de Lisboa - Oficinas de São José
    Portugāle
  Radītājs

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Ķīna
  Be-E

 

  Lycée polyvalent Blaise Pascal
    Francija
  Maču Pikču komanda

 

  PAUC
    Peru