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.

ATLAS

  Augstu novērtētais dizains - EKA dalībvalstis

GRG19 Billrothstraße 73  Vīne-Vīne    Austrija 16, 17   6 / 3 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360 un Blender



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://atlas-grg19.webflow.io

1.1 - Projekta apraksts

ATLAS ir mūsu redzējums par to, kā varētu izskatīties Mēness bāze tuvākajā nākotnē. ATLAS ir īpaša ar to, ka tā galvenokārt atrodas zem zemes, vienā no Mēness tukšajiem lavas cauruļvadiem, kas nodrošina aizsardzību no skarbās Mēness vides. Vienīgās redzamās bāzes daļas ir virszemes un angāra ieejas, kas ar pazemes telpām ir savienotas ar liftu. ATLAS pazemes bāze ir noslēgta savā mākslīgajā atmosfērā, un tā ir sadalīta piecās zonās:

  1. Ieeja bāzē - gaisa slūžas, ģērbtuves, elektrības / ūdens / skābekļa padeves un drošības telpa.
  2. Centrālā zona - mākslīgs "dārzs" ar LED griestiem, kas imitē dienas gaismu un ko ieskauj 12 apkalpes kajītes.
  3. Pētniecības un medicīnas joma - medicīnas iekārtas (operāciju galds, sirds un plaušu aparāts, aprūpes gultas, LMD (Luminance Management Device), skābekļa piegādātājs, ventilatori, datortomogrāfijas un magnētiskās rezonanses aparāti), hidroponika, laboratorija.
  4. Fitnesa zona - trenažieri, kabeļu trenažieri, trenažieri, skrejceliņi.
  5. Koplietošanas zona - virtuve, ēdamistaba un atpūtas telpa

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

Mēs vēlamies izveidot Mēness nometni, jo vēlamies veicināt nākotni, kurā būs iespējama kosmosa izpēte un starpplanētu ceļojumi.
Mūsu Mēness nometnes mērķis galvenokārt būs zinātnisks un tūrisma. Mēness bāzē varēs dzīvot ne vairāk kā divi tūristi, kuri varēs iepazīt astronauta ikdienu, un tas palīdzēs daļēji finansēt projektu. Turklāt viņi varēs tiešraidē pārraidīt savu pieredzi un veicināt mūsu projekta atpazīstamību. Turklāt citu cilvēku klātbūtne var sniegt arī psiholoģisku labumu astronautiem. Astronauti veiks eksperimentus, kuros tiks pētīta Mēness zemās gravitācijas un astronautu ilgstošās izolācijas ilgtermiņa ietekme. Konkrēti viņi pievērsīs uzmanību psiholoģiskajām pamatvajadzībām, drošības vajadzībām, sociālajām vajadzībām un individuālajām vajadzībām.

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

Veidojot Mēness bāzi, ir jārēķinās ar daudziem dzīvībai bīstamiem apstākļiem uz Mēness, tostarp:

  1. "Nē" atmosfēra
  2. Spēcīgs kosmiskais starojums
  3. Ekstrēmas temperatūras svārstības
  4. Meteorīti
  5. Piegādes problēmas (3. iedaļa)

Ņemot vērā šos faktorus, optimālā atrašanās vieta ir zem zemes kādā no Mēness lavas caurulēm. Lavas caurules ir dabiski pazemes tuneļi, ko veido senas lavas plūsmas, kas sacietējušas uz virsmas, bet turpina plūst zem tās, atstājot aiz sevis tukšu tuneļu tīklu. Šie tuneļi nodrošina stabilu un no skarbajiem Mēness apstākļiem aizsargātu vidi, vienlaikus optimāli nodrošinot kompromisu starp vidējo temperatūru, ūdens resursiem un hēlija-3 koncentrāciju apkārtējā regolītā. Lai nodrošinātu saziņu ar Zemi, piemērots ir tikai lavas cauruļvads, kas atrodas Mēness dienasgaismas pusē.

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 taupītu enerģiju, lavas caurulē tiks radīta mākslīga atmosfēra. Tādējādi atmosfērā ir iespējams dzīvot bez tērpiem. Mākslīgās atmosfēras iekšpusē mūsu bāzi veido sienas, kas piepūstas ar skābekli, padarot tās termoizolējošas.

Tā kā lavas cauruļvada grīda ir nelīdzena un slīpa, jāizbūvē pamatne, kas veido līdzenu laukumu iekārtām. Piemēroti būtu balsti, kas noenkuroti zemē ar tērauda režģiem, jo tie ir viegli transportējami un praktiski. To varētu panākt, izmantojot ķīmiskus dībeļus.

Būvniecības posmā uz Mēness tiks izvietota komanda, kurai būs jāuzbūvē pagaidu bāze. Šai bāzei jābūt vienkārši un ātri uzstādāmai. Optimāli būtu oglekļa šķiedru pastiprinātas konstrukcijas, jo jāņem vērā transporta svara ierobežojumi. Pagaidu bāzei jābūt pietiekami plašai, lai tajā varētu izvietot komandu, būtiskus resursus, materiālus un instrumentus faktiskās bāzes būvniecībai. Turklāt ir vajadzīga līdzena virsma, kur varētu nosēsties visas zondes un kapsulas ar resursiem no Zemes. Šai platībai jānodrošina pietiekami daudz vietas nosēšanās vietām un roveriem vai citiem transporta līdzekļiem, kas nogādās materiālus un cilvēkus uz bāzi vai tieši uz būvlaukumu.

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

Mēness bāzes izveide kādā no Mēness lavas caurulēm sniedz vairākas priekšrocības, lai nodrošinātu aizsardzību un patvērumu mūsu apkalpei.

Pirmkārt, tas pasargātu mūsu apkalpi no radiācijas apdraudējuma. Mēnesim nav aizsargājoša magnētiskā lauka, kas pasargātu no kaitīgā saules un kosmiskā starojuma, kas var radīt ievērojamu risku astronautu veselībai. Biezais iežu slānis virs lavas caurules darbotos kā dabisks radiācijas vairogs, samazinot kaitīgā starojuma iedarbību.

Otrkārt, stabila temperatūra lavas caurulē nodrošina ērtāku dzīves vidi mūsu apkalpei. Mēness virsmā ir vērojamas ārkārtējas temperatūras svārstības, jo dienas laikā temperatūra sasniedz 120°C, bet naktī pazeminās līdz -170°C. Stabila temperatūra lavas caurules iekšpusē nodrošinātu mūsu apkalpei piemērotāku dzīves vidi, novēršot nepieciešamību pēc sarežģītām apkures un dzesēšanas sistēmām.

Lavas caurule nodrošina arī dabisku aizsardzību pret mikrometeoroīdu triecieniem, kas var radīt ievērojamu risku iekārtām un personālam uz Mēness virsmas. Biezais iežu slānis virs lavas caurules absorbētu visus triecienus, tādējādi samazinot bojājumu vai ievainojumu risku.

Turklāt lavas caurule nodrošina gatavu konstrukciju mūsu bāzei, tādējādi samazinot būvniecības laiku un izmaksas. Tuneļus var pārveidot un aprīkot atbilstoši mūsu vajadzībām, veicot minimālus rakšanas darbus.

Mēness bāzes izveide lavas caurulē nodrošina dabisku aizsardzību pret radiāciju, stabilu temperatūru, aizsardzību pret mikrometeoroīdu triecieniem un jau esošu struktūru, kas ir ideāla vieta mūsu apkalpes patvērumam un aizsardzībai uz Mēness. Tā kā temperatūras svārstības ir tikai neliela problēma lavas caurules dēļ un ir svarīgi uzturēt stabilu saziņu ar Zemi, bāze atrodas centrālajā vietā Mēness dienas pusē.

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

Lai nodrošinātu mūsu bāzi ar ūdeni, mēs izmantosim Mēness regolītu - smiltīm līdzīgu, pulverveida iežu slāni, kas klāj Mēness virsmu. Šie putekļi ir ne tikai ūdeņraža avots, bet arī bagāti ar O2 - skābekļa saturs ir 50% no to kopējās masas. Regolīts tiks uzkarsēts līdz vairāk nekā 1000 grādiem pēc Celsija, izmantojot saules torņa spēkstaciju, kas izraisīs tā pārvēršanos gāzē. Šādā veidā skābekli un ūdeņradi var iegūt ar procesu, ko sauc par ''izkausētu sāļu elektrolīzi''. Ar kurināmā elementu palīdzību šīs vielas vēlāk var pārvērst tekošā ūdenī.
Lai nodrošinātu pārtiku uz Mēness bāzes, tiek uzstādītas hidroponiskās sistēmas, kurās augi patstāvīgi iegūst nepieciešamo ūdeni un barības vielas, izmantojot keramzīta bumbiņas, tāpēc tiem nav nepieciešama augsne. Augi ietver pupiņas, kukurūzu un kartupeļus, kas nodrošina ogļhidrātu piegādi, kā arī zirņus, tomātus, salātus, graudaugus un redīsus, kas ir labs vitamīnu avots.
Izmantojot vadības un dzīvības uzturēšanas sistēmu (ECLSS), kas ir reģeneratīva dzīvības uzturēšanas aparatūras sistēma, Mēness bāzes apkalpe tiek nodrošināta ar tīru gaisu. Skābekļa ģenerēšanas sistēma galvenokārt sastāv no skābekļa ģenerēšanas bloka un barošanas moduļa. Oglekļa dioksīda atdalīšana no gaisa notiek absorbcijas procesā, izmantojot sorbentu litija hidroksīdu (LiOH).
Lai būtu pilnībā neatkarīga no elektroenerģijas, mūsu komanda ir ieplānojusi izmantot MMR (mikro modulārus reaktorus). Šos kompaktos reaktorus var viegli transportēt uz Mēnesi, un tiem nav nepieciešama papildu montāža, kas nozīmē, ka tie var sākt ražot enerģiju nekavējoties.

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

Lai atbrīvotos no astronautu radītajiem atkritumiem, mūsu Mēness bāzē tiks izmantotas dažādas metodes. Pārtikas atkritumiem tiks izmantota kompostēšana, kas ietver organisko vielu sadalīšanos, veidojot barības vielām bagātu augsni. Urīnu un ekskrementus apstrādās, izmantojot filtrēšanas sistēmas, kas var atdalīt cietās vielas no šķidrumiem un noņemt piemaisījumus. Šķidrumus apstrādās, lai iegūtu tīru ūdeni, bet cietās vielas apstrādās atsevišķi, lai ražotu mēslojumu vai uzglabātu uz Mēness.
Nebioloģiskos atkritumus, piemēram, iepakojuma materiālus, savāks un uzglabās tam paredzētā vietā uz mēness. Atkritumu apsaimniekošana būs būtisks aspekts ilgtspējīgas Mēness bāzes uzturēšanā, un visi atkritumu materiāli tiks rūpīgi uzskaitīti un uzraudzīti, lai nodrošinātu drošu un efektīvu apglabāšanu. Ieviešot šīs metodes, mūsu Mēness bāze var ievērojami samazināt astronautu radīto atkritumu daudzumu un līdz minimumam samazināt ietekmi uz vidi uz Mēness.

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

Lai nodrošinātu saziņu starp Mēness bāzi un Zemi, Austrālijā, Spānijā un ASV ir nepieciešamas antenas, caur kurām, neraugoties uz Zemes rotāciju, vienmēr tiek nodrošināts savienojums ar Dziļā kosmosa tīklu. DSN ir globāls dziļā kosmosa staciju tīkls, ko izmanto saziņai ar pārsvarā starpplanētu kosmosa zondēm un satelītiem, kā arī radio un radara astronomisko pētījumu vajadzībām.
DSN ir daļa no lielāka tīkla, un tas izmanto NASA integrētā pakalpojumu tīkla (Integrated Services Network) nodrošinātā saziņas tīkla uz zemes iespējas. NISN nodrošina ātrdarbīgu datu apmaiņu ar diviem citiem tīkliem - Kosmosa tīklu, kas izmanto ģeostacionāros retranslācijas satelītus kā uztvērējus, kuri pārraida datus uz zemes stacijām, un Tuvo Zemes tīklu, kas izmanto daudzas mazas un vidēja izmēra antenas, lai sazinātos ar misijām palaišanas posmā zemās Zemes orbītās un ar zemās Zemes satelītiem.

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).

Mēness mikrogravitācijas apstākļos var simulēt osteoporozi un veikt labākus pētījumus, izmantojot ultraskaņas izmeklējumus, urīna un asins analīzes. Tāpat varētu sīkāk izpētīt zemas gravitācijas ietekmi uz smadzenēm, jo pētījums liecina, ka pēc ceļojuma kosmosā pastāvīgi mainās ūdens sadalījums smadzenēs. Varētu izpētīt arī faktorus, kas ietekmē šīs izmaiņas, un to, kā tās var samazināt.
Mēness atmosfēras trūkums padara to par ideālu vietu astronomiskiem novērojumiem. Mēness teleskopi var uzņemt zvaigžņu un galaktiku attēlus ar nepārspējamu skaidrību bez jebkādiem Zemes atmosfēras radītiem izkropļojumiem. Viens no iespējamiem eksperimentiem ir uzstādīt teleskopu uz Mēness virsmas, lai pētītu dažādas astronomiskas parādības, piemēram, meklētu eksoplanētas vai pētītu zvaigžņu veidošanos. Tas būtu iespējams tikai tad, ja teleskopi būtu novietoti Mēness tumšajā pusē un būtu izveidoti satelītu tīkli.
Vēl viens eksperiments būtu kosmiskā starojuma novērošana. Mēness virsma ir optimāla vieta kosmiskā starojuma mērījumiem, jo tas tur nonāk nemainīgs, atšķirībā no Zemes, kur kosmiskais starojums tiek absorbēts atmosfērā un pārvērsts daļiņās, kas var traucēt mērījumus.
Turklāt Mēness ir unikāla vieta ģeoloģiskiem eksperimentiem, jo uz tā nav erozijas vai tektoniskas aktivitātes kā uz Zemes. Iespējamais eksperiments uz Mēness varētu būt virsmas izpēte, vācot un analizējot paraugus. Šie iežu paraugi var arī palīdzēt rekonstruēt Mēness ģeoloģisko vēsturi, sniedzot norādes par pagātnes ģeoloģiskajiem procesiem uz Mēness virsmas.
Visbeidzot, mēs varam veikt eksperimentus ar jaunām robotikas tehnoloģijām, izstrādājot robotus, kas varētu palīdzēt bāzes būvniecībā, uzturēšanā un zinātniskos pētījumos uz Mēness virsmas. Zemā gravitācija, ekstrēma temperatūra un nelīdzenais Mēness vides reljefs rada unikālas problēmas, kas jārisina, izstrādājot šīs robotizētās sistēmas.

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

Izglītība: Mūsu astronautiem nepieciešams maģistra grāds fizikā, bioloģijā vai ķīmijā. Turklāt viņiem jābūt arī izglītībai kosmiskās aviācijas inženierzinātnēs, parasti astronauti šo studiju programmu pabeidz ar doktora grādu. Turklāt ir svarīgi, lai mūsu apkalpes locekļiem būtu pieredze kalnrūpniecībā un būvniecībā, lai varētu uzbūvēt un vadīt bāzi. Tā kā mēs strādāsim ar vismodernākajām tehnoloģijām, mūsu astronautiem obligāti jābūt ar pietiekamām zināšanām kodolfizikas, ķīmijas un materiālu fizikas jomās, lai nodrošinātu šo sistēmu darbību.
Apmācība: Trīs gadu ilgā apmācība ir iedalīta pamatapmācībā, padziļinātajā apmācībā un specifiskajā apmācībā. Sniegtās pamatzināšanas aptver visas dabaszinātņu, inženierzinātņu un datorzinātņu jomas, lai astronautiem, kas nāk no dažādām profesionālajām jomām, būtu vienādas zinātniskās zināšanas. Turklāt, apspriežoties ar SKS partneriem, tiks papildinātas specifiskas zināšanas par kosmosu un SKS, cilvēkprasmes un valodu apmācība.
Pēc tam notiek astronautu izdzīvošanas apmācība, kurā astronautiem trīs dienas ir jāizdzīvo nezināmā vietā ar maz pārtikas un tikai ar vienu gidu, kurš prot valodu.
Tur notiek arī izolācijas apmācība, kurā tiek trenētas astronautu apkopes prasmes. Apmācību laikā tiek simulēti bojājumi, darbības traucējumi un kļūdu signāli, kas pēc tam jānovērš apmācāmajiem.
Lai mazinātu konfliktu iespējamību starp mūsu apkalpes locekļiem, ir ļoti svarīgi, lai mūsu astronauti veiktu plašas sociālās mācības, kurās tiek trenētas viņu spējas sadarboties nelielā vidē.

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.

Zvaigžņu kuģis SN15
SpaceX kuģim Starship SN15 būs izšķiroša nozīme mūsu transporta sistēmā starp Mēness bāzi un Zemi, jo tas ir vairākkārt izmantojams, kas samazina palaišanas izmaksas un uzturēšanas izmaksas starp lidojumiem. Starship var arī uzpildīt degvielu, izmantojot resursus no Mēness virsmas, piemēram, ūdens ledu, ko var pārstrādāt raķešu degvielā.
Mēness roveris
Mūsu Lunar Rover ir moderns izpētes transportlīdzeklis, kas paredzēts zinātniskiem pētījumiem uz Mēness virsmas. Ar sešām neatkarīgām bezgaisa riepām tas var pārvietoties pa nelīdzenu reljefu, bet tā gaisa slūžas samazina skābekļa zudumus iebraukšanas un izbraukšanas laikā, kas ļauj veikt ilgākus braucienus skarbā Mēness vidē.
ATV
Mūsu visurgājējs (ATV) ir izturīgs un universāls vienvietīgs transportlīdzeklis, kas paredzēts transportēšanai uz Mēness virsmas. Katram no sešiem ATV ir četras neatkarīgas bezgaisa riepas un neliels aprīkojuma bagāžnieks, kas uzstādīts aizmugurē, lai pārvadātu zinātniskos instrumentus un aprīkojumu.

Citi projekti: