moon_camp
atklāšanas interaktīvais attēls

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projektu galerija

 

Moon Camp Pioneers katras komandas uzdevums ir 3D projektēt pilnu Mēness nometni, izmantojot izvēlēto programmatūru. Viņiem ir arī jāpaskaidro, kā viņi izmantos vietējos resursus, pasargās astronautus no briesmām kosmosā un aprakstīs savas Mēness nometnes dzīves un darba telpas.

Terra Mimesis

  Otrā vieta - Valstis, kas nav EEZ dalībvalstis

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turcija    Turcija 14, 16, 17   6 / 3 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

Mūsu komandas pilnībā izstrādātā Mēness nometne ir izvietota starp Šekletona un Šūmakera krāteriem, lai uzņemtu 4 astronautus viņu zinātnisko pētījumu laikā. Galvenajai bāzei, kuras dizainu lielā mērā ietekmēja augu lapas, ir slāņi, kas atbilst dažādiem mērķiem, un tā sastāv no 6 dažādām daļām. Pirmajā no šīm daļām ir astronautu darba zonas, otrajā - elektrolīzes un ūdens attīrīšanas sistēmas, trešajā - astronautu personīgās zonas, ceturtajā - astronautu koplietošanas zonas, piektajā - materiālu telpa un noliktava, bet pēdējā ir lauksaimniecības zona. Papildus galvenajai bāzei ir garāža un observatorija, kuru dizainu iedvesmojušas bruņurupuču čaulas, Mēness modulis un 3D drukas robotizētas rokas. Lai apmierinātu bāzes vajadzības, piemēram, pēc ūdens un skābekļa vai nodrošinātu atkritumu apsaimniekošanu, bāzē ir izvietotas dažādas sistēmas; ir izveidota hibrīda sakaru sistēma, kas nodrošina saziņu, bāzē un dažādos reģionos ir izvietoti saules paneļi, kas nodrošina enerģiju, un ir izstrādāti roveri, kas palīdz astronautiem misijas laikā.

1.2 - Kāpēc jūs vēlaties izveidot Mēness nometni? Paskaidrojiet savu Mēness nometnes galveno mērķi (piemēram, zinātniskiem, komerciāliem un/vai tūrisma mērķiem).

Mēs plānojam spert lielu soli cilvēces ceļā uz Mēnesi ar mūsu projektēto Mēness nometni. Pagaidām mūsu pabeigtā Mēness bāze ir paredzēta zinātniskiem pētījumiem, taču nākotnē to var mainīt. Šajā posmā mūsu ražotās bāzes ideja tika izstrādāta tikai 4 astronautiem. Šajā projektā ir iekļautas laboratorijas un resursi, kur astronauti var strādāt ar astrofiziku, ķīmiju, bioloģiju un lauksaimniecību. Tomēr, pateicoties mūsu bāzes moduļu struktūrai, ir iespējama konstrukcijas paplašināšana un tās mērķu rādiusa palielināšana. Paplašinot bāzi vēlākos posmos, mūsu bāzi var atvērt komerciāliem mērķiem, lai parādītu pasaulei, kāda ir dzīve kosmosā. Vēl vēlākos posmos mūsu bāzi var paplašināt, lai būtu iespējamas tūrisma ekspedīcijas.

2.1 - Kur vēlaties būvēt savu Mēness nometni? Paskaidrojiet savu izvēli.

Mēness nometni mēs plānojam būvēt Dienvidpolā, konkrēti starp Šekletona un Šūmakera krāteriem. Mūsu galvenais iemesls, kāpēc izvēlējāmies izvietot savu bāzi starp šiem diviem krāteriem, ir tas, ka vēlamies izmantot abu krāteru priekšrocības. Pētījumi liecina, ka Šūmakera krāterī ir milzīgi sasalušā ūdens, ūdeņraža un minerālu resursi. Tāpēc mēs varam izmantot sasalušo ūdeni dzeršanai, ūdeņradi ūdens ieguvei un enerģijas ieguvei, bet minerālus - zinātniskajiem pētījumiem. No otras puses, Šekletona krātera temperatūras vērtības svārstās mazāk. Krāteris nepārtraukti saņem saules gaismu gandrīz 2 mēnešus un 90% diennaktī, kas nozīmē, ka mēs varam ietaupīt vairāk enerģijas mūsu Mēness nometnei, izmantojot saules paneļus. Tā kā attālums starp šiem diviem krāteriem ir aptuveni 60-65 km, būs iespējams ceļot starp tiem. Tiek arī prognozēts, ka izvēlētajā vietā laika apstākļi būs daļēji labāki, un tas līdz minimumam samazinās nelabvēlīgos apstākļus.

2.2 - Kā jūs plānojat veidot savu Mēness nometni? Apsveriet, kā jūs varētu izmantot Mēness dabas resursus un kādus materiālus jums būtu nepieciešams atvest no Zemes. Aprakstiet paņēmienus, materiālus un savu konstrukcijas izvēli.

Mūsu Mēness nometnes būvniecība ietvers divas dažādas misijas ar nosaukumiem A un B. A misija tiks pabeigta autonomi, astronautiem uz Mēness neuzkāpjot. Šo posmu vadīs īpaši izstrādāti roveri un 3D drukas robotizētas rokas, izmantojot tādus būvniecības materiālus kā betons un ETFE no Zemes. Vispirms greideris sagatavos bāzei piemērotu augsni un savāks Mēness augsni. Pēc tam autonomie roveri un robotizētās rokas sāks bāzes būvniecību. Mūsu bāzes iekšējais slānis būs izgatavots no betona, kas veidots no Mēness augsnes. Pēc tam centrālais slānis tiks veidots no ETFE, un visbeidzot, ārējais slānis tiks veidots no Mēness augsnes, kas tiks pārveidota 3D drukāšanai izmantojamā formā. Mūsu bāzes aprises tiks pabeigtas, izvietojot saules paneļus uz jumtiem. Mūsu bāzes vispārējo dizainu iedvesmojušas lapas. Mūsu štāba trīsslāņainā struktūra tika iegūta no to slāņainās tekstūras, savukārt bāzes koridori tika atdarināti no nervu. Turklāt mūsu garāžas un observatorijas dizains tika iedvesmots no bruņurupuču spējas aizsargāties ar savu vairogu. Šis dizains nodrošināja arī saliekamu konstrukciju, kas mums palīdzēja ietaupīt vietu. Turklāt mūsu bāzes konstrukcija tika veidota, ņemot vērā modularitāti un ilgmūžību, kas ļāva mums paplašināt bāzi, kad vien mēs to vēlētos. Misijas B ietvaros astronauti nolaidīsies un izvietos visus īpašumus, kas būs dzīves sākums uz Mēness.

2.3 - Kā jūsu Mēness nometne aizsargā un nodrošina astronautiem patvērumu no Mēness skarbās vides?

Mēness nometnē izvietotie astronauti būtu pakļauti skarbai videi, kas var apdraudēt viņu veselību un drošību. Viens no būtiskākajiem izaicinājumiem, ar ko viņi sastapsies, ir nodrošināt viņiem aizsardzību un patvērumu no ekstrēmās Mēness vides. Lai to panāktu, mūsu komanda ir padziļināti analizējusi un meklējusi vides problēmas, ar kurām varētu saskarties mūsu Mēness nometnē. Mēs uzskaitījām primāros faktorus, kas būtu jāņem vērā kā siltumizolācija un aizsardzība pret meteorītiem un radiāciju. Šajā virzienā mēs meklējām risinājumus katrai identificētajai problēmai un iestrādājām šos risinājumus mūsu projektā, tieši mūsu bāzes struktūrā. Aplūkojot materiālu izvēli kopumā, tika meklētas četras galvenās iezīmes. Tās tika noteiktas kā atstarojošie materiāli, kas atstaro saules gaismu uz Mēness virsmas un aizsargā no temperatūras, siltumizolācijas materiāli, kas novērš siltuma zudumus iekšpusē, izturīgi materiāli, kas veidos nometnes ārējos slāņus, un viegli materiāli, kas tiks novietoti uz pamatnes, lai atvieglotu bāzes uzstādīšanu. Mēs izlēmām, kuri materiāli būs piemēroti katrai funkcijai, tos sīkāk izstrādājot un izpētot. Mēs nolēmām izmantot Mēness augsni kā atstarojošo materiālu. Ar šo slāni, kas atradās bāzes ārējā daļā, mēs nodrošinājām arī siltumizolāciju un aizsardzību pret meteorītiem. Etilēna tetrafluoretilēna (ETFE) materiāls, kas veidos bāzes vidējo slāni, ar savu augsto kušanas temperatūru palielinās stiprību pat ar plānu un vieglu slāni, kā arī labvēlīgi ietekmēs mūs ar šī materiāla izturību pret augstas enerģijas starojumu, pārstrādājamību un ilgmūžību. Iekšējais betona slānis nodrošinās pamatnes primāro radioaktīvo izolāciju. Līdz pat 1 m biezs slānis aizsargās bāzi no gamma un rentgena stariem. Mūsu gaisa un ūdens attīrīšanas sistēmas nodrošinās arī astronautu drošību bāzes iekšienē.

3.1 - Kā jūsu Mēness nometne nodrošinās astronautiem ilgtspējīgu piekļuvi tādām pamatvajadzībām kā ūdens, pārtika, gaiss un enerģija?

Ūdens: Ūdens ir ļoti svarīgs nometnes dzīvei. Sākumā nepieciešamais ūdens daudzums tiks atvests no Zemes. Tiks izveidota arī ūdens apsaimniekošanas sistēma, kas nepārtraukti cirkulēs ap bāzi. Šī sistēma attīrīs urīnu, sviedrus, mitrumu utt. Veicot attīrīšanu, mēs pārstrādāsim 90% ūdens. Mēness ūdens ledus ir vēl viena iespēja, ko izmantot kā ūdens resursu. Ūdens ledus tiks izvests ar roveriem un uzglabāts, lai to izmantotu, kad vien tas būs nepieciešams.

Pārtika: Sākumā astronauti ēdīs no Zemes atvesto pārtiku. Papildus tiks nodrošināta svaiga pārtika, izmantojot aeroponiskās lauksaimniecības metodi. Izmantojot aeroponisko lauksaimniecību, tiks ietaupīts 95% ūdens, un augšana būs 3 reizes ātrāka nekā tradicionālajā lauksaimniecībā. Mūsu mērķis ir radīt veselīgu uzturu astronautiem. Mēs plānojam audzēt kartupeļus, spinātus, pupiņas u. c., kam ir augsta uzturvērtība un ko ir viegli audzēt.

Gaisa: Mūsu pārstrādes sistēma ietver gaisa pārvaldības sistēmu. Nepieciešamais ūdens daudzums no ūdens apsaimniekošanas sistēmas tiks nosūtīts elektrolīzei. Ar elektrolīzes palīdzību tiks atdalītas ūdeņraža un skābekļa molekulas. Skābeklis, kas kļuvis piemērots elpošanai, tiks izplatīts visā mūsu bāzē. Atlikušais ūdeņradis tiks izmantots, lai ražotu ūdeni ar mūsu Sabatjē sistēmu. Augu fotosintēzes cikls arī veicinās gaisa apsaimniekošanas sistēmas darbību.

Jauda: Enerģija ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu bāzes nepārtrauktību. Mēs plānojām bāzes augšpusē izvietot N tipa IBC saules paneļus ar 23% efektivitāti. Turklāt koncentrēti saules paneļi (CSP), kas saules gaismu pārvērš siltumā un to uzkrāj, tiks izvietoti Šakletona krāterī, jo šī vieta gandrīz vienmēr ir pakļauta saules gaismai. Šī sistēma dod būtisku ieguldījumu bāzē, jo tā ir atjaunojama un ļoti efektīva.

3.2. - Kā jūsu Mēness nometnē tiks apsaimniekoti atkritumi, ko astronauti radīs uz Mēness?

Atkritumu apsaimniekošana ir būtisks jautājums mūsu Mēness bāzē. Jau no paša sākuma mūsu apsaimniekošanas plāni tika izstrādāti tā, lai pēc iespējas samazinātu izdevumus par atkritumiem, ievērojot bezatkritumu politiku. No otras puses, kamēr ir dažādi atkritumu veidi, ir nepieciešams izmantot dažādas metodes, lai samazinātu un atbrīvotos no katra atkritumu veida. Radītos organiskos atkritumus var pārvērst mēslošanas līdzekļos. Tas nodrošinās siltumu un enerģiju, kas tiks izmantota bāzes apkures sistēmai. Izgatavotos mēslošanas līdzekļus var izmantot arī stādīšanas pētījumos. Turklāt utilizējami atkritumi, piemēram, plastmasa, tiks izmantoti mūsu nometnes vajadzībām, izmantojot tos 3D printeru šķiedru nodrošināšanai. No otras puses, arī nepārstrādājamie cietie atkritumi var tikt izmantoti dažādi. Šie atkritumi tiks nosūtīti uz Zemes atmosfēru un nodrošinās to iznīcināšanu, tos sadedzinot.

3.3 - Kā jūsu Mēness nometne uzturēs sakarus ar Zemi un citām Mēness bāzēm?

Lai apmierinātu dažādas prasības kosmosa komunikācijai, piemēram, uzticamību un latentumu, mēs nolēmām izveidot hibrīdkomunikāciju struktūru mūsu Mēness nometnē, kurā šīm prasībām atbilst dažādas sistēmas. Galvenā metode būs radiosakari, kā tas bija iepriekšējās Mēness misijās. Tā kā tā ir ātrāka, gadījumos, kad nepieciešama tūlītēja saziņa, var izmantot lāzera sakaru sistēmu. Šīm sistēmām ir jābūt zemes stacijai uz Zemes un raiduztvērējam un antenai uz Mēness. Zemes staciju izvietojumam jābūt tuvu ekvatoram ar skaidru skatu uz dienvidu debesīm, lai nodrošinātu nepārtrauktu nometnes redzamību. Visbeidzot, nometnei var būt arī rezerves sistēma, kas atbalsta satelītu sakarus, kas ir visdrošākā un izpētītākā metode. Nepieciešamo satelītu var novietot Mēness orbītā, un tas var uzturēt saziņu arī starp citām Mēness nometnēm.

4.1 - Kāda(-as) zinātniskā(-ās) tēma(-as) būtu jūsu Mēness nometnes pētniecības uzmanības centrā? Paskaidrojiet, kādus eksperimentus jūs plānojat veikt uz Mēness (piemēram, ģeoloģijas, zemas gravitācijas vides, bioloģijas, tehnoloģiju, robotikas, astronomijas u. c. jomās).

Mūsu Mēness nometne piedāvātu nepārspējamas iespējas zinātniskiem pētījumiem, nodrošinot unikālu vidi, kurā veikt pētījumus dažādās zinātnes disciplīnās. Mūsu Mēness nometnē veicamajos pētījumos noteikti tiks iekļauts saturs par Mēness struktūru un vidi. Galvenais faktors šādos pētījumos varētu būt Mēness augsne. Tiek apgalvots, ka Mēness augsni ir iespējams izmantot skābekļa un degvielas ražošanā. Šī varētu būt joma, ko mūsu nometnes dalībnieki pētīs. Izpētot no Mēness virsmas paņemto augsni un iežus, var izpētīt minerālus un līdzīgas vielas, kā arī veikt pētījumus par to, kam šos materiālus var izmantot. Papildus vielām var pētīt arī dzīvības pēdas. Tajā pašā laikā astronauti var analizēt un atklāt sīkāku informāciju par Mēness veidošanos. Turklāt uz Mēness augsnes var veikt stādījumu pētījumus. Turpinot, var izpētīt dažādu mikroorganismu izmantošanu Mēness lauksaimniecībā vai arī pētīt dažādas metodes, lai padarītu iespējamu lauksaimniecību uz Mēness augsnes un Mēness vidē. Strādājot visās šajās jomās, var veikt jaunāko un pilnveidoto Mēness un tā ģeoloģisko īpašību kartēšanu. Visbeidzot, var veikt arī pētījumus par astronautu psiholoģiju bāzē. Sazinoties ar pasauli, var sekot līdzi šo indivīdu psiholoģiskajām pārmaiņām un attīstībai, kuri ilgu laiku dzīvos izolēti atšķirīgā vidē. Vienlaikus astronautiem var nodrošināt iespēju uzturēt dienasgrāmatu vai vlogu, kamēr viņi uzturas kosmosā, lai atbalstītu šo darbu, tādējādi radot resursu par to, kāda ir dzīve kosmosā.

5.1 - Ko jūs iekļautu astronautu apmācības programmā, lai palīdzētu sagatavot astronautus lidojumam uz Mēnesi?

Mēness nometnē astronauti nonāks nepazīstamā vidē izolācijā, vienlaikus vērojot, kā planēta, uz kuras viņi pavadījuši visu savu mūžu, sarūk par mazu zilu un zaļu lodi. Tas ir fakts, ka šīs milzīgās pārmaiņas astronautu dzīvē ar laiku var atstāt gan fiziskas, gan garīgas sekas. Tāpēc astronautiem ir jāiziet apmācības programma, lai nodrošinātu, ka viņi ir pilnībā sagatavoti tikt galā ar fiziskajiem un garīgajiem izaicinājumiem, kas saistīti ar dzīvi un darbu uz Mēness. Mūsu komanda sagatavoja programmas izmēģinājuma programmu astronautiem, kuras izpildei būs nepieciešami aptuveni 3 gadi. Pirmajā posmā astronauti vienu gadu apgūs vispārēju apmācību par dzīvi kosmosā. Vēlākajos posmos katram astronautam būs detalizētas apmācības savā specialitātē. Pirmajā apmācības posmā būs divas svarīgas jomas: garīgā veselība un fiziskā sagatavotība. Fiziskās apmācības laikā astronauti tiks iepazīstināti ar skarbajiem Mēness apstākļiem, piemēram, kā pielāgoties kustībām vai samazināt muskuļu zudumu zemas gravitācijas apstākļos. No otras puses, visiem astronautiem būs jāapgūst pamatapmācība, kā rīkoties ar bāzē un citos kosmosa kuģos izmantotajām sistēmām, vienlaikus apmācot rīkoties iespējamu darbības traucējumu gadījumā. Visiem astronautiem būtu jāzina arī pirmā palīdzība un medicīniskā pamatinformācija. Izmantojot garīgo apmācību, astronauti iemācīsies tikt galā ar izolētību, vienlaikus apgūstot komandas darbu un uzlabojot savas komunikācijas prasmes un problēmu risināšanas spējas, jo viņu dzīvē nometnē būs vairāki cilvēki. Pēc nepieciešamo prasmju apgūšanas astronauti apgūs apmācību par savām specialitātēm, piemēram, bioinženierijas, ķīmijas inženierijas vai lidojumu inženierijas, un to, kā tās var izmantot uz Mēness. Astronautu apmācība nebeigsies, kad viņi piezemēsies uz Mēness, bet turpināsies, nodrošinot saziņu ar speciālistiem uz Zemes, piemēram, psihiatriem.

5.2 - Kādi kosmosa kuģi būs nepieciešami jūsu nākotnes misijai uz Mēnesi? Aprakstiet savā Moon camp atrodamos transportlīdzekļus un apsveriet, kā jūs ceļosiet uz Zemi un no Zemes, kā arī izpētīsiet jaunus galamērķus uz Mēness virsmas.

Mūsu ceļojums kosmosā sākas ar kosmosa kuģi, kas sastāv no komandu, dienesta un Mēness moduļa daļām. Komandu modulis būs centrālā daļa, kurā astronauti kontrolēs kosmosa kuģi. Servisa modulī tiks glabāts dzinējs, degviela un visas iekārtas, ko izmantos Mēnesī. Mēness modulis tiks izmantots nolaišanās un pacelšanās vajadzībām uz Mēness. Aplūkojot mūsu nometnē esošos transportlīdzekļus, redzam, ka tur ir pētnieciskais roveris, celtnieku roveris un savācējtroveris. Pētnieciskais roveris, kuram ir noliktava, ir paredzēts astronautiem, lai to izmantotu, ceļojot un veicot pētījumus uz Mēness. Celtnieku roverim ir greidera un ekskavatora daļas, kas autonomi savāc Mēness augsni, vienlaikus izlīdzinot augsni bāzei un būvējot to. Roveris Collector galvenokārt vāc Mēness ūdens, ledus un citus paraugus apkārt Mēnesim. Ir arī drons, kas paredzēts Mēness izpētei no cita skatu punkta.