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.

Zenith

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turcija    Turcija 15, 16   6 / 3 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

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

Mūsu galvenais mērķis ir izmantot mūsu Mēness nometni kā bāzi zinātnisko pētījumu veikšanai. Turpinot pētījumus, mēs pētām Mēnesi. Ar mūsu pilotējamiem un bezpilota Mēness roveriem mēs plānojam veikt misijas, kuru laikā mēs savāksim un nogādāsim atpakaļ uz mūsu bāzi Mēness augsnes, iežu u.c. paraugus, un mūsu apmācītie astronauti šos paraugus padziļināti izpētīs. Jo, kā saka zinātnieki, mēs uzskatām, ka Mēness varētu būt vērtīgu resursu avots. Lai atbalstītu šos mērķus, kā minēts, mēs nodrošinājām mūsu astronautiem laboratorijas, kurās viņi aktīvi strādās. Iepriekš minētās laboratorijas nodrošina arī vietu, kur mūsu astronauti var veikt pētījumus astronomijas jomā. Ņemot vērā, ka šie ir mūsu galvenie mērķi, mēs arī domājam, ka nākamajos šīs Mēness nometnes, kas kalpo kā pirmais solis, izveides posmos tiks izveidota pastāvīga klātbūtne uz Mēness.

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

Mēs plānojam izveidot savu galveno bāzi (Alpha) Arhimēda krāterī (39,7° N, 4,2° W), kas atrodas Mēness dienvidrietumu reģionā. Krātera līdzenā grīda nodrošina relatīvi stabilu virsmu Mēness bāzes un kosmosa raķešu nosēšanās laukuma būvniecībai, un stabilā temperatūra padara to par piemērotu vietu astronautu dzīvošanai un pētniecībai. Turklāt krāterī ir pazemes ūdens avoti, kas ir būtiski dzīvības uzturēšanai un enerģijas ražošanai.

Tā kā saules gaisma De Gerlaša krātera (88,71° dienvidu platuma, 68,7° rietumu garuma) grēdu sasniedz galvenokārt 14 dienas mēness laikā, mēs nolēmām EGEC izveidot uz šīs grēdas, kas atrodas tikai 220 kilometru (136 jūdžu) attālumā no Arhimēda krātera. Krēpa ir ideāli piemērota enerģijas ražošanai ar saules ūdeņraža paneļiem, jo tā saņem saules gaismu līdz pat 98% diennakts laikā.

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.

Lai izgatavotu mūsu bāzes galvenās struktūras, mēs izmantosim mūsu lielos 3D printerus. Pēc galvenās konstrukcijas izveides mēs plānojam izveidot aizsargslāni, kas sastāv no Mēness regolīta, lai nodrošinātu vislielāko aizsardzību Mēness bāzei, kādu mēs varētu izveidot.

Mēs izmantosim Mēness regolītu bāzu būvniecībai, jo;

  • Tā kā uz Mēness ir plāna atmosfēra un tā ir vieta, kur grūti dzīvot, Mēness regolīts var nodrošināt aizsargkārtu un būt kā vairogs pret radiāciju un meteorītiem.
  • Izmantojot Mēness reģolītu un tā pētījumus, zinātnieki varēs uzzināt un saprast specifisku informāciju par Mēnesi, piemēram, tā veidošanos. Turklāt zinātnieki var strādāt ar regolītu, lai uzzinātu un izpētītu Mēness ģeoloģiju un tā vēsturi.
  • Mēness reģolīts var būt noderīgs lauksaimniecībai siltumnīcās. To var sajaukt ar citiem minerāliem un ūdeni, lai nodrošinātu augstu efektivitāti.
  • Mēness reģolīts ir labs minerālu avots, piemēram, oksīdu, sulfīdu, fosfātu un vietējo metālu, kurus plānots iegūt, izmantojot mūsu kalnraču.

Noslēgumā var secināt, ka, pateicoties tam, ka uz Mēness ir atrasts Mēness regolīts, pēc astronautu nolaišanās uz tā būtu viegli un ātri būvēt bāzes.

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

Mēness regolīts, kas satur dzelzi, alumīniju un silīciju, ir radiācijas aizsargs un absorbētājs ar augstu atstarošanas spēju, tāpēc mēs to izmantojam kā aizsargslāni.

Tas ir arī labs materiāls aizsardzībai pret meteorītiem, jo darbojas kā barjera, kas aizsargā pret meteorītiem un novērš jebkādus bojājumus, kas varētu kaitēt bāzei un iekārtām. Turklāt tas spēj absorbēt meteorītu triecienu, kas būtu bīstams Mēness dzīvotnei.

Turklāt tas nodrošina siltumizolāciju bāzei un iekārtām uz Mēness virsmas. Ar tā nodrošinātā slāņa palīdzību tas var absorbēt un izdalīt siltumu un faktiski palīdz regulēt temperatūru.

Attiecībā uz aizsardzību pret iespējamām briesmām mums ir divi veidi un viens ārkārtas situāciju plāns, ko mēs gatavojamies saskaņot.

Pirmkārt, mēs izmantosim agrīnās brīdināšanas sistēmu, kas atklās meteorītus, kuri tuvojas Mēnesim un bāzei. Atkarībā no meteorīta ātruma, lieluma un atrašanās vietas, kurā tas tiks atrasts, astronauti atkarībā no apstākļiem pārvietosies, tāpēc viņiem ir divi iespējamie ceļi:

1. plāns: ja meteorīts būs pietiekami mazs, lai nesabojātu mūsu bāzi, astronauti tiks izvesti no bāzes uz patversmi, kas atradīsies zem mūsu bāzes, lai to aptvertu biezs Mēness regolīts, kas nodrošinās drošību. Pēc tam, kad briesmas būs pārgājušas, astronauti konstatēs bojājumus, ko bāze būs guvusi, un tad viņi ar roveru palīdzību sāks remontēt bāzi.

2. plāns: Ja meteorīts ir liels un atrodas tuvu mūsu bāzei, mēs aktivizēsim mūsu ārkārtas plānu, kas paredz pēc evakuācijas ar roveru palīdzību doties uz mūsu Bravo bāzi tik ātri, cik vien iespējams.

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

Lai nodrošinātu ūdeni, mēs plānojam vākt apledojušu ūdeni ap vietām, kuras klāj ēna. Lai izvairītos no infekcijām, šis savāktais ledus ūdens tiks izkausēts un filtrēts. Pēdējais produkts - filtrētais ūdens - tiks uzglabāts ūdens tvertnēs turpmākajām vajadzībām. Turklāt tiks izmantota mikroekoloģiskās dzīvības atbalsta sistēmas alternatīva (MELISSA), lai iegūtu tīru ūdeni no ikdienas lietošanas (urīna, higiēnas vajadzībām utt.).

 

Lai nodrošinātu pārtikas avotus, mēs izmantosim bezaugsnes lauksaimniecību (hidroponisko lauksaimniecību). Šajā sistēmā, kas garantē produktus pat nelabvēlīgos lauksaimniecības apstākļos, augu vajadzības pēc ūdens un barības vielām tiek nodrošinātas kontrolētā veidā. Bezugsnes lauksaimniecībā tiek tieši novērsts no augsnes radušos slimību risks, samazinās nepieciešamība pēc papildu darbaspēka un šajā procesā tiek iegūts vairāk produktu. Viena no galvenajām priekšrocībām ir tā, ka hidroponiskās sistēmas izmanto tikai 10% no parastajā lauksaimniecībā izmantotā ūdens. Turklāt mūsu biodomā ir plānots ražot dažus pārtikas piedevas ar augstu olbaltumvielu, vitamīnu un minerālvielu saturu, izmantojot noteikta veida zaļās aļģes "Chlorella".

 

Kad tas būs nepieciešams, skābekli nodrošinās saules ūdeņraža paneļi un biodoms. Papildus ūdens attīrīšanai, izmantojot MELISSA, mēs plānojam pārveidot Co2 par O2, izmantojot mikroaļģes. Saskaņā ar dažiem aprēķiniem 1 kg aļģu var saražot no 1 līdz 2,5 kg skābekļa. Ņemot vērā, ka vidējais cilvēka dienas patēriņš skābekļa ir 0,75 kg, lai gan šī metode šobrīd nav otrais veids, ko izmanto, tas ir īpaši efektīvs skābekļa ražošanas veids.

Kā enerģijas avotus mēs izmantosim trīs dažādus veidus: saules ūdeņraža paneļus, kodolsintēzes reaktorus un enerģiju, ko iegūstam, sadedzinot atkritumus. Sīkāki paskaidrojumi par šīm izmantotajām metodēm ir parādīti ārējā skatītāja sadaļā.

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

Mēs plānojam rīkoties ar atkritumiem, izmantojot vairākus risinājumus:

Pirmais veids, kā tos apstrādāt, ir kompostēšana. Organiskos atkritumus uz Mēness var pārvērst augsnē, kompostējot, un to var izmantot augu audzēšanai un lauksaimniecībai.

Otrs veids, kā rīkoties ar atkritumiem, ir tos sadedzināt ar skābekli. Šī procesa laikā organiskie atkritumi, kas atrodas atkritumos, sadeg, un tā rezultātā atbrīvojas enerģija, ko plānots izmantot kā resursu mūsu bāzei līdzās saules ūdeņraža paneļiem un kodolsintēzes reaktoriem. No otras puses, lai gan šī iespēja nodrošina mums enerģiju, tā var radīt arī dažus trūkumus. Lai novērstu šīs iespējamās sekas, jāpievērš uzmanība kompostējamo materiālu saturam un jākontrolē gāzes, kas var rasties pēc pārstrādes, tā, lai tās nekaitētu atmosfērai.

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

Lai nodrošinātu sakarus ar citām bāzēm, tiek izmantoti satelīti, kas darbojas radio viļņu spektra VHF joslā. Satelītam, kas paredzēts sakaru nodrošināšanai, ir masta konstrukcija, lai nekustinātu satelītu pret zemi un samazinātu signāla stipruma zudumus. Virs šīs konstrukcijas ir korpusa konstrukcija, kurā atrodas elektroniskā shēma un pārvietojamā satelīta antena, kas arī samazina signāla stipruma zudumus, novirzot antenu uz citu satelītu.

Papildus tam, lai nodrošinātu saziņu ar Zemi, mēs plānojām izmantot arī mūsu galvenajā bāzē esošo satelītu, lai sazinātos ar satelītu, kas riņķo ap Zemi. Galvenais iemesls, kāpēc mēs izvēlējāmies satelītu, kas atrodas ārpus atmosfēras, lai nodrošinātu saziņu, ir novērst iespējamu signāla zudumu.

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 pasaulē tiek veikti daudzi zinātniski pētījumi. Šo pētījumu veikšana uz Mēnesi var sniegt mums daudz priekšrocību. Mēs arī uzskatām, ka dažus pētījumus uz Mēness var veikt daudz plašāk. Piemēram:

Astronomija: Tukšā zeme arī nodrošina mums iespēju būvēt lielus teleskopus un laboratorijas darbam. Ar augsto tehnoloģiju teleskopiem mēs varam skaidrāk vērot zvaigznes, galaktikas un daudz ko citu.

Ģeoķīmija: Šī zinātnes nozare sniedz mums iespēju cieši vērot ķīmiskos procesus, kas veido Mēnesi un minerālus, kuri atrodas zemes dzīlēs. Šī informācija var kalpot par avotu turpmākajiem pētījumiem un eksperimentiem.

Nākotnes tehnoloģiju izmēģinājumu poligons: Tā kā zeme ir brīva un tajā nav cilvēku darbības, nākotnes projektus var izmēģināt bez jebkādām smagām sekām. Tas var palīdzēt mums brīvi eksperimentēt ar mūsu tehnoloģijām un ātrāk tās attīstīt, ņemot vērā rezultātus.

Jaunas resursu jomas: Tas, ka Zemes resursi ir ierobežoti, ir vispārzināms fakts, kas noved mūs pie jaunas problēmas: "Kur mēs varam atrast jaunus resursus, ko izmantot?". Te noder Mēness virsma, kas ir bagāta ar elementiem un savienojumiem. Mēs varam šos resursus savākt un uzglabāt, un izmantot tos citos eksperimentos vai vajadzībām.

Mēness seismoloģija: Mēness seismoloģiju var definēt kā zemes kustību, piemēram, Mēness zemestrīces un kustības notikumus uz Mēness virsmas. Lai gan jau ir uzstādītas vairākas seismogrāfisko mērījumu sistēmas, tām joprojām ir ierobežojumi un trūkst informācijas, tomēr, veicot atbilstošus norēķinus un rūpīgākus pētījumus, mēs uzskatām, ka var atrast vairāk. Jaunie atklājumi var palīdzēt rast jaunus veidus, kā iegūt enerģiju, izmantojot Mēness zemestrīces.

Un var veikt vairāk pētījumu.

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

Pēc astronautu atlases viņi pirms pirmās došanās kosmosā apgūs vismaz trīs līdz četrus gadus ilgu apmācības programmu, kā to īsteno EKA.

Pirmais solis ir pamatapmācība, kas ilgst 12 mēnešus. Šajā laikā astronauti apgūs visas kosmosa stacijas sistēmas, transporta līdzekļus un robotu darbības principus. Turklāt viņi mācīsies, kā izveidot Mēness nometni, saules ūdeņraža paneļus vai skābekli biodomā utt. Viņi tiks informēti par sistēmas principiem, kas viņiem būs nepieciešami. Tāpat viņi pieradīs dzīvot bez gravitācijas un kontrolēt savu ķermeni bezgravitācijas vidē.

Pēc pamatapmācības viņi piedalīsies pirmsnosūtīšanas mācībās, kurās viņi apgūs un papildinās savas zināšanas par kosmosa stacijas sistēmām, kā arī piedalīsies īpašās mācībās vairākās vietās, piemēram, Hjūstonā ASV, Zvaigžņu pilsētiņā Krievijā, JAXA Tsukubas centrā Japānā un Sent Huberā/Montreālā Kanādā.

Pēc šiem sagatavošanās posmiem astronauti ir gatavi tikt norīkoti misijai, un sākas apmācības par viņiem uzticēto misiju. Šī procesa laikā viņi tiks apmācīti kopā ar savu apkalpi, lai viņi pierastu viens pie otra. Turklāt viņi apgūst savus pienākumus un mācās, kā strādāt kopā. Turklāt viņi tiks informēti par to, kā rīkoties ārkārtas situācijās, un par evakuācijas plāniem.

Pēc ierašanās kosmosa stacijā vai uz Mēness viņi turpinās mācības, izmantojot tiešraides sakarus starp Zemi un videoklipiem. Tāpat viņi turpinās apgūt robotu un kosmosa kuģu darbības, izmēģinot tās klātienē un simulācijā.

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.

Ir 3 roveri, kas paredzēti astronautiem, lai veiksmīgi pabeigtu misiju uz Mēness. Šo roveru galvenie uzdevumi ir būvniecība, urbšana, glabāšana un astronautu transportēšana. Viens no svarīgākajiem dizaina elementiem bija roveru riteņi. Roveru riteņi ir veidoti, iedvesmojoties no mekāna riteņa un marsiešu roveru riteņiem "Perseverance". Šo riteņu galvenās iezīmes ir tās, ka tie ir izturīgi pret grūtībām, kas var rasties uz Mēness virsmas, un atvieglo transportēšanu. Konkrēti, Mecanum riteņu īpašība ir tāda, ka tie var pārvietoties jebkurā virzienā. Tajā pašā laikā, iedvesmojoties no marsas rovera perseverance, tika nodrošināts, ka transportlīdzeklis var apgriezties par pilnu 360 grādu leņķi. No otras puses, ņemot vērā transportēšanu uz un no Zemes, mēs Mēness modulim izmantojām zirnekļa kāju biomīmiku, lai atvieglotu tā nolaišanos un paātrinātu pacelšanos.