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.

New Earth

Liceul Teoretic "Emil Racovita" Baia Mare  Baia Mare-Maramureş    Rumānija 16, 17   3 / Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

Pirms aptuveni piecdesmit gadiem cilvēce spēra lielu soli savā evolūcijā, kad uz Mēness virsmas veiksmīgi nolaidās kosmosa kuģis "Apollo 11". Tajā dienā, 1969. gada 20. jūlijā, amerikāņu astronauts Nīls Ārmstrongs uzkāpa uz Mēness virsmas un izrunāja slavenos vārdus: "Viens mazs solis cilvēkam, viens milzīgs lēciens cilvēcei". Šodien mēs atkārtojam vēsturi, taču tā vietā, lai veiktu tikai ekspedīciju, mēs izveidosim pilnībā ilgtspējīgu darbības bāzi. Šī kolonija būs jaunās ēras - Starpplanētu ēras - sākums.

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

Mēness kļūs par cilvēces rotaļu laukumu, kur mēs varēsim ieviest jauninājumus, radīt un pielāgoties. Ar šo koloniju mēs liksim pamatus starpplanētu ceļojumiem, vienlaikus atklājot jaunas tehnoloģijas, kas mums palīdzēs tur, uz Zemes. Efektīva minerālu ieguve, biotehnoloģiski modificēti kultūraugi, efektīvāki atjaunojamie enerģijas avoti. Tas būs tikai sākums tam, kas vēl tikai gaidāms. Mūsu bāzē dzīvos 4 dažādu profesiju pionieri, un tajā būs vismodernākās iekārtas, tostarp augstas efektivitātes akvaponika, modernas treniņu un treniņu iekārtas, kompakta, bet pilnībā aprīkota virtuves ēka un kosmosa ziņā efektīvas divstāvu telpas. Ik pēc 5 gadiem tiks ievesta jauna apkalpe, kā arī modernas rezerves daļas un preces, kuras nebūs iespējams efektīvi saražot uz vietas.

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

Mēness bāze atradīsies 30 km no Šūmakera krātera, netālu no kalnu grēdas. Mēs izvēlējāmies šo vietu vairāku iemeslu dēļ:
Ģeoloģiskā interese: Šūmakera krātera tuvumā atrodas ģeoloģiski interesanta teritorija, kas piedāvā iespēju detalizēti izpētīt Mēness virsmu un ģeoloģiju. Kalnu grēda netālu no bāzes vietas nodrošina daudzveidīgu ģeoloģisko iezīmju klāstu, ko pētīt, tostarp trieciena krāterus, vulkāniskus iezīmes un senus iežus, vienlaikus nodrošinot aizsardzību pret meteorītiem.

Saziņa un navigācija: Atrašanās vieta pie Šūmakera krātera nodrošina labu redzamību uz Zemi, tādējādi atvieglojot saziņu ar misijas vadības dienestiem uz Zemes un navigācijas signālu saņemšanu.

Resursu pieejamība: Kā minēts iepriekš, atrašanās vieta pie Šūmakera krātera nodrošina piekļuvi ūdens krājumiem, kas glabājas krātera dzīlēs. Papildus ūdenim šajā teritorijā var būt arī citi svarīgi resursi, piemēram, hēlijs-3, ko varētu izmantot kā degvielu kodolsintēzes reaktoriem.

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.

Visos trijos būvniecības posmos mēs izmantosim kompaktas, iepriekš sagatavotas telpas un sienas, kas tiks atvestas no Zemes ar vienreizlietojamiem raķetēm. Telpas un iekārtas tiks montētas, savienotas un metinātas kopā, lai nodrošinātu to pareizu darbību. Bāzes ārējais apvalks būs izgatavots no dzelzsbetona, kas pārklāts ar titāna un svina sakausējuma pārklājumu, bet iekšējās sienas būs izgatavotas no alumīnija plāksnēm. Bāze būs aprīkota ar modernākajām ventilācijas sistēmām, ūdens attīrīšanas un notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, kā arī dzīvības uzturēšanas sistēmām.

Kad bāze būs pabeigta, mēs sāksim vietējo resursu pilnveidošanu. Mēs iegūsim dabīgās ūdens iegulas no Šūmakera krātera un pārveidosim tās skābeklī, izmantojot elektrolīzi, pēc tam nosūtīsim tās pa cauruļvadu, pa kuru gāzes no Šūmakera krātera tiks transportētas uz bāzi. Drīzumā izmantojamais ūdens tiks transportēts no tuvējām atradnēm, izmantojot bezpilota roverus, un pēc tam attīrīts, izmantojot progresīvas destilācijas metodes. Turklāt no Mēness virsmas tiks iegūts regolīts, kas tiks attīrīts līdz derīgiem materiāliem, piemēram, metāliem un gāzēm. Tas mums palīdzēs izgatavot nepieciešamās vienkāršās sastāvdaļas un detaļas, nevis paļauties tikai uz Zemes sūtījumiem. Pētniecības dati un jaunas tehnoloģijas tiks apmainītas pret sarežģītām sastāvdaļām, dažādām precēm un retiem metāliem, kurus nav iespējams pārstrādāt un izgatavot uz vietas.

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

Pateicoties biezajām betona ārsienām, kas pārklātas ar titāna un svina sakausējuma pārklājumu, stratēģiskajai atrašanās vietai netālu no kalnu grēdām un īpašiem elektroniskiem putekļu atbaidītājiem, kas neļaus putekļiem iekļūt kolonijā, pionieri kolonijā būs pasargāti no tādiem dabas apdraudējumiem kā saules radiācija, meteoru triecieni un bīstamie Mēness putekļi. Turklāt bāze būs aprīkota ar modernām dzīvības atbalsta sistēmām, ventilācijas kompleksu, avārijas elektroenerģijas un skābekļa ģeneratoriem, notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, termoregulatoriem, kā arī dažādām atpūtas vietām, kas nodrošinās apkalpes labsajūtu un garīgo veselību. Bāzes iekštelpās tiks nodrošināts spiediens, lai radītu vidi ar gāzēm un spiedienu, kas līdzinās Zemes videi.

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

Gaisa: Kā jau minēts iepriekš, pirmajā bāzes būvniecības posmā, kas pazīstams kā "Skābekļa operācija", lieli automatizēti ekstraktori ieguvēs sasalušo ūdeni no neapstrādātām atradnēm Šūmakera krāterī, un roveri nogādās to uz īpašām attīrīšanas iekārtām, kur tas tiks attīrīts un pārveidots skābeklī, izmantojot elektrolīzi. Šajā procedūrā 2 litri ūdens tiks pārvērsti 1 litrā skābekļa. Mūsu 4 cilvēku apkalpe katru dienu patērēs aptuveni 8000 litru skābekļa. Skābeklis uz bāzi tiks transportēts pa cauruļvadu, kas izgatavots no titāna sakausējuma Ti-6Al-4V un aprīkots ar saules enerģijas sūkņiem, kas nodrošinās pastāvīgu O2 plūsmu. Zivju tvertne saņems skābekli saturošu ūdeni no akvaponikas sistēmas augiem.

Ūdens: Mēs plānojam uzbūvēt iekārtu, kas izmantos membrānu filtrēšanas un destilācijas metodes, lai attīrītu ūdeni, kas iegūts no tuvējām atradnēm ar roveru palīdzību. Operācijas "Dzīvības atbalsts" laikā šis ūdens tiks izmantots, lai piepildītu zivju tvertni un iedarbinātu akvaponikas ķēdi. Pēc operācijas "Jaunā Zeme" mums būs nepieciešams tikai ūdens astronautiem (aptuveni 8 l dienā 4 cilvēkiem), izlietnēm (7 l/min) un dušām (50 l/izmantot). Kad mēs piepildīsim iekšējo ūdens krātuvi (kas ir aptuveni 2000 l), mēs izmantoto ūdeni pārstrādāsim, izmantojot iepriekš minētās metodes. Tomēr, tā kā neviena ūdens pārstrādes sistēma nav pilnīgi efektīva, mums joprojām laiku pa laikam būs nepieciešamas jaunas ūdens piegādes.

Elektrība: Attiecībā uz elektroenerģiju mēs izmantosim saules baterijas un liela blīvuma akumulatorus. Saules paneļos tiks izmantota perovskīta tehnoloģija, jo to efektivitāte ir 30% un ražošana ir vienkārša. Kopumā mums būs nepieciešami aptuveni 65 saules paneļi, katrs aptuveni 1,6 kvadrātmetru liels, lai saražotu 50 kWh. Lai saules paneļi visu laiku būtu tīri, mēs izmantosim magnētiskos laukus, kas atbaidīs Mēness putekļus un citus piemaisījumus. Katrs saules panelis katru dienu saražos aptuveni 762 Wh, un pārpalikums tiks uzglabāts jaudīgās baterijās.

Mēs to aprēķinājām, izmantojot šādu formulu: Enerģija/dienā = saules paneļa laukums x saules starojums x konversijas efektivitāte. Laikā, kad nav saules gaismas, mēs izmantosim baterijās uzkrāto enerģiju.

Pārtika: Mēs izmantosim inovatīvu sistēmu, ko sauc par akvaponiku, kas rada pašpietiekamu vidi, izmantojot zivju tvertni, hidroponikas sistēmu un virkni cauruļu un filtru.

Zivju tvertnes tilpums būs 2000 litru, un tajā katru gadu tiks iegūti aptuveni 70 kg ēdamu zivju. Lai palielinātu efektivitāti, esam izvēlējušies foreļu sugu, jo tā ir viena no efektīvākajām vidēja lieluma zivīm audzēšanai.

Hidroponikas sistēmu veidos vairāki baseini tomātu un salātu audzēšanai, kuru kopējā platība būs 80 kvadrātmetri un kuros gadā varēs iegūt 1000 kg svaigu produktu. Tas nodrošinās mūsu pionieriem pilnvērtīgu un sabalansētu uzturu.

Lai noteiktu atbilstošu mēslojuma daudzumu mūsu kultūrām, mēs izmantojām šādu formulu: Ūdens tilpums = kopējā zivju biomasa / zivju populācijas blīvums.

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

Runājot par atkritumu iznīcināšanu, pionieru izdalītā biomasa tiks pārstrādāta par mēslojumu akvaponikas sistēmai, bet šķidrākie atkritumi tiks filtrēti un atkal ievadīti ūdens tīklā. Ūdens attīrītājs tiks galā ar visām šīm vajadzībām un efektīvi pārveidos atkritumus par izmantojamiem materiāliem.

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

Mūsu bāze sazinās ar Zemes staciju un citām Mēness kolonijām, izmantojot ultravieglos radiosignālus un satelītu sakarus. Satelītu sakaru sistēmā tiek izmantotas augstākās klases tehnoloģijas un milzīgs saules enerģijas daudzums video un audio signālu nosūtīšanai un saņemšanai. Uz bāzes jumta izvietotā 32 m² lielā radiosakaru antena spēj pārraidīt datus ar ātrumu līdz 201,998 km/s, kas nodrošina vislabāko datu pārraides ātrumu.

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 bāzes mērķis ir izstrādāt un testēt jaunas tehnoloģijas, kas ne tikai dos mums labumu uz Zemes, bet arī ļaus mums sasniegt starpplanētu ceļojumus. Mēs koncentrēsimies uz biotehnoloģiski modificētu kultūraugu, automatizētu ekstraktoru, efektīvu spēkstaciju, uzticamu atjaunojamo enerģijas avotu, īpaši vieglu transportlīdzekļu, atkārtoti izmantojamu raķešu, kas spēj automātiski atjaunot degvielu, un īpaši vieglu bionisku cilvēka daļu ar režģu gāzes dziedināšanas sistēmām izstrādi. Šī bāze kalpos kā jaunu tehnoloģiju izmēģinājumu poligons un pildīs plašāku funkciju nekā parastas kolonijas izveide. Tā bruģēs ceļu mūsu nākotnei.

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

Apmācība, ko veiks mūsu laimīgie pionieri, būs līdzīga SKS astronautu apmācībai, taču ar dažām papildu prasmēm un profesijām, kas nepieciešamas izdzīvošanai uz Mēness. Viņi saņems vispusīgu apmācību tādās jomās kā ģeoloģija, būvniecības pamati un pamatzināšanas, botānika, astronomija, kulinārija, uzturs un citas.

Divi no kolonistiem būs kvalificēti celtnieki, kas būs atbildīgi par bāzes infrastruktūras būvniecību un uzturēšanu. Viens kolonists būs elektriķis, kas atbildēs par bāzes energosistēmām, bet otrs būs zinātnieks, kurš būs atbildīgs par eksperimentu veikšanu un pētījumu pārraudzību uz Mēness.

Papildus šīm specializētajām lomām visiem komandas locekļiem būs nepieciešamas plašas prasmes un zināšanas, lai nodrošinātu misijas sekmīgu izpildi. Tas ietvers tādas prasmes kā medicīniskā apmācība, problēmu risināšana un spēja pielāgoties, kā arī izpratne par dažādām sistēmām un tehnoloģijām, kas tiks izmantotas uz Mēness.

Apmācību programma būs stingra un intensīva, lai sagatavotu pionierus izaicinājumiem, ar kuriem viņi varētu saskarties, atrodoties uz Mēness. Līdz brīdim, kad viņi dosies uz savu misiju, viņi būs pilnībā aprīkoti ar prasmēm un zināšanām, kas nepieciešamas, lai ne tikai izdzīvotu, bet arī attīstītos uz Mēness virsmas.

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.

Lai pārlidotu starp Mēnesi un Zemi un apmainītos ar dažādām precēm, mēs izmantosim lētus, lieljaudas vienreizējās lietošanas kuģus. Šāda pieeja nodrošinās, ka ceļošana tiek samazināta līdz minimumam, vienlaikus saglabājot zemas izmaksas.

Izpētes, ieguves un transportēšanas nolūkos mēs izmantosim gan pilotējamus roverus, piemēram, buggy, gan bezpilota, tālvadības un automatizētus roverus. Viens no šiem roveriem būs paredzēts darbam ārpus telpām, bet pārējie divi būs atbildīgi par resursu transportēšanu telpās. Šāda pieeja ļaus mums efektīvāk vākt un transportēt resursus, vienlaikus samazinot risku mūsu pionieriem.