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.

Xplorer

Tudor Vianu Valsts datorzinātņu vidusskola Bukarestes 1. rajons Rumānija 16 2 / 1 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360

3D projekta ārējais skatītājs

1.1 - Projekta apraksts

Xplorer ir Mēness bāze, kas orientēta uz zinātniskiem pētījumiem un Mēness resursu atklāšanu, kurus mēs vēlāk varēsim izmantot savos eksperimentos vai tur dzīvojošo astronautu ikdienas dzīvē, piemēram, ūdeni ledus kodolos, kas var kļūt par enerģijas avotu un arī nodrošināt astronautu mitrināšanu.
Iekšpusē mēs centīsimies nodrošināt astronautu drošību un tajā pašā laikā izveidot telpu, kurā viņi varētu dzīvot pēc iespējas līdzīgāku dzīvi kā uz Zemes. Bāze tiks sadalīta atsevišķās zonās, kas paredzētas ēdienam, darbam un atpūtai. Pārtikas zona būs siltumnīca, kurā viņi audzēs augus un vēlāk tos ēdīs.
Xplorer Mēness bāzē enerģijas avots lielākoties tiks iegūts no saules baterijām, un savienojums ar Zemi tiks nodrošināts ar radioteleskopa palīdzību.

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

Mēness nometnes galvenais mērķis ir izprast Mēness vidi un izmantot tur esošos resursus. Mēs neizslēdzam arī neveiksmes iespēju, taču gatavojamies visam, lai tur uzturētos pēc iespējas ilgāk un nodrošinātu visus apstākļus. Pētot Mēness apstākļus, mēs siltumnīcā audzēsim Arabidopsis augus - mazus augus, kas ir genoma analīzes modelis, un novērosim, kā tie aug. Mēs nosūtīsim trīs astronautus, kuri strādās maiņās, lai visi varētu atpūsties un iegūt labākos rezultātus. Darba laikā viens astronauts būs laukā un divi - bāzē. Darbība tiks organizēta tā, ka pēc dažām dienām katrs apkalpes loceklis nomainīs savu uzdevumu pret citu uzdevumu; tādējādi tiks saglabāts līdzsvars astronautu dzīvesveidā, kā arī tiks iegūti dažādi rezultāti, kas ļaus izdarīt precīzākus secinājumus.

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

Mēs uzskatām, ka Dienvidpols ir ideāla vieta mūsu Mēness nometnei, tāpēc nolēmām to būvēt tur, netālu no Šekletona krātera. Tam ir daudz priekšrocību, tostarp pastāvīgs apgaismojums, kas palīdz ar saules paneļu saražoto elektroenerģiju, kā arī pētījumiem un eksperimentiem. Vēl viena priekšrocība ir ledus nogulsnes no aizēnotajiem krāteriem, kas ir svarīgs ūdens avots. Arī temperatūra šeit ir labvēlīgāka, jo dienas laikā tā nav pārāk augsta, lai sasniegtu 100 ℃, bet naktī nav pārāk zema, lai sasniegtu tādus ekstrēmus apstākļus kā -150 ℃.

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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.

Dizains ir veidots tā, lai radītu iespaidu, bet arī lai būtu pēc iespējas noderīgāks astronautiem. Xplorer nometnē ir divi stāvi. Pirmais kalpo kā tehniskā telpa, kur atrodas siltumnīca, līdzās ūdens elektrolīzes telpai, kā arī virtuve ar tekošu ūdeni, kas tiek padots no ūdens tvertnes. Otrajā stāvā ir darba un atpūtas telpas, kā arī saules baterijas, radioteleskops un kosmosa kuģīša nosēšanās vieta.

Virs pamatnes būs aizsargslāni: ārējais slānis būs 3,5 cm volframa; volframs ir materiāls, ko vēlamies izmantot svina vietā, jo tā blīvums ir mazāks, tas ir izturīgāks augstākā temperatūrā un nav tik toksisks kā svins; tas aizsargā no starojuma un arī fragmentiem. meteorīti. Iekšējais slānis būs paredzēts siltumizolācijai, un mēs nolēmām izmantot uz silikagela bāzes veidotu aerogēlu ar oglekli, kas sastāv no vairāk nekā 90% gaisa, tāpēc tā blīvums ir ļoti zems. Mums būs vajadzīgs vidējais slānis, lai labāk aizsargātu bāzi un astronautus, un šis slānis būs 10 cm biezs alumīnija slānis. Pēdējais slānis, ko izmantosim kā vidējo slāni, arī būs veidots no Mēness regolīta. Mēs vēlējāmies izmantot vieglus materiālus, tādējādi tos būs vieglāk transportēt, lai gan izvēlēto materiālu izmaksas būs lielākas nekā citu materiālu izmaksas.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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

Mēnesi apdraud daudzas briesmas: radiācija, temperatūra, putekļi un iežu fragmenti.
Lai pasargātu no Mēness atlūzām un meteorītiem, mēs pārklāsim bāzi ar alumīnija slāni, lai gan pie poliem putekļu un meteorītu krišanas iespējas ir mazākas. Tāpat tur būs arī radars, kas palīdzēs astronautiem veikt pasākumus, kad viņi drīzumā tiks notriekti.
Radiācijas un atstāto iežu fragmentu dēļ mēs pārklāsim bāzi ar Mēness regolīta slāni.
Temperatūras svārstības var ietekmēt astronautu aktivitāti un arī viņu veselību, tāpēc ir nepieciešams vēl viens slānis. Silīcija dioksīda aerogēla slānis var termiski izolēt mūsu bāzi, un tam ir ļoti labas īpašības.
Astronauti sazināsies ar saviem kolēģiem uz Zemes, ja kaut kas notiktu un viņiem būtu nepieciešama palīdzība.

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

💧 Ūdens

🍴 Pārtika

⚡ Jauda

🌬️ Air

Astronautiem ir nepieciešams ūdens, lai izdzīvotu, kā arī projektiem Mēness centrā, tāpēc, tā kā ar ūdeni no Zemes nepietiks, mums būs jāizmanto resursi no Mēness. Ūdens tiks iegūts divos veidos: filtrējot Mēness ledus kodolus un no Mēness augsnes. Mēs izvietojām nometni dienvidu polā, tāpēc ap bāzi būs pastāvīgi ēnainas vietas, no kurām mēs varēsim iegūt ledus nogulsnes un pēc tam, kad ledus izkusīs, tās filtrēt.

Iepakotā dehidrētā pārtika, ko apkalpe atved no zemes, kādu laiku pietiks, taču ar to nepietiks. Ēdiens tiks pagatavots mikroviļņu krāsnī, un būs liecības par to, ka ēdiens ir palicis, jo, kad kāds kaut ko apēdīs, viņš sistēmā skenēs svītrkodu uz iepakojuma. Mēs domājām par siltumnīcu, kurā audzēsim augus Mēness augsnē, lai astronautiem būtu ēdiens, kad vien viņi vēlēsies. Mēs izvēlēsimies audzēt tomātus, gurķus un burkānus, jo tie ir viegli un ātri lietojami un satur vitamīnus, kā arī saldos kartupeļus vitamīnu un olbaltumvielu dēļ.

Bāze ir aprīkota ar saules paneļu sistēmu, un, tā kā teritorijā, kurā mēs plānojam izveidot bāzi, būs pastāvīgs apgaismojums, tas būs galvenais elektroenerģijas avots. Mēs vēlamies iegūt elektroenerģiju arī no kurināmā elementa, bet mums būs nepieciešams daudz ūdens, kas ir svarīgs, tāpēc ar šo metodi iegūtās enerģijas būs mazāk, un mēs to izmantosim naktī, kad apgaismojums ir mazāks.

Lai uzturētos ilgāk, ir nepieciešams skābeklis, tāpēc mēs mēģināsim pārvērst Mēness regolītu skābeklī. Kā mēs to darīsim? Pirms elektrolītiskā elementa izmantošanas mēs ieliekam Mēness regolītu izkausētā kalcija hlorīdā, kā rezultātā rodas skābeklis un metāls, mēs varam uzcept Mēness regolītu ar ūdeņraža gāzi, kā rezultātā rodas skābeklis un ūdeņradis. Augi izdala oglekļa dioksīdu, tāpēc tiks uzstādīta gaisa filtrēšanas sistēma. Uzkarsējot Mēness iežus, skābekļa burbuļi aizstās oglekļa dioksīdu. Izmantojot ūdens elektrolīzi, mums būs nepieciešams daudz ūdens, tāpēc priekšroku dosim lodēšanai, izmantojot Mēness regolītu.

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

Xplorer nometnē viss tiks pārstrādāts, tāpēc mums nav jāuztraucas par tādiem atkritumu veidiem kā plastmasa vai kartons. Savukārt vannas istabas atkritumi tiks sadedzināti un ievietoti atkritumu maisos, kas ievietoti konteineros, kuri neļauj izplūst gaisam.

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

Saziņa ar Zemi vienmēr ir bijusi svarīga jebkurai astronautu apkalpei, jo tā ir liels atbalsts darbības traucējumu vai ārkārtas situāciju gadījumā. Saziņa ir arī veids, kā astronauti var redzēt savas ģimenes vai publicēt savus videoierakstus, piemēram, videoierakstu, kurā Nīls Ārmstrongs kļūst par pirmo cilvēku, kas jebkad staigājis pa Mēness virsmu.
Tāpēc mēs esam uzstādījuši radioteleskopu, kas palīdz uzturēt sakarus ar Zemi, izmantojot vairākus satelītus.

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).

Dažas no tēmām, ko mēs vēlētos izpētīt Xplorer nometnē, ir bioloģija un ģeoloģija. No vienas puses, pētot Mēness apstākļus, mēs siltumnīcā audzēsim Arabidopsis augus - mazus augus, kas ir genoma analīzes modelis, - un novērosim, kā tie aug. No otras puses, mēs vēlamies tuvāk izpētīt Mēness augsni un noskaidrot, vai tā ir lietderīga. Protams, papildus visiem šiem pētījumiem viens no mūsu galvenajiem mērķiem ir ne tikai uz Mēness, bet arī uz citām planētām atrast dzīvības formas.

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

Mēs uzskatām, ka "Xplorer" astronautiem vienmēr jābūt gataviem, lai kāda būtu situācija. Tāpēc mūsu astronautu apmācības programmā mēs iekļausim matemātiku, fiziku, ģeoloģiju, materiālu apstrādi, bioloģiju un orbītas dinamiku.
Viņiem jābūt apmācītiem arī ārkārtas situācijās, piemēram, augsta vai zema atmosfēras spiediena gadījumā, vai arī diskomforta brīžos, piemēram, mikrogravitācijas apstākļos.
Viena no svarīgākajām apmācības daļām ir formālā apmācība, kuras laikā astronauti apgūst, kā lidot un nolaisties kosmosa kuģī, kā darboties ar visām sistēmām un kā noteikt darbības traucējumus.
Papildus formālajai apmācībai apkalpei jābūt ne tikai fiziski un garīgi labā formā, bet arī jāspēj strādāt paaugstinātas spriedzes apstākļos.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm

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 uzbūvētais kosmosa kuģītis būs vienīgais kosmosa transportlīdzeklis, ko astronauti izmantos, lai dotos izpētīt dažādas vietas uz Mēness virsmas.
Esam domājuši arī par rovera pievienošanu, bet nolēmām, ka tas nebūtu nepieciešams, jo astronautu apkalpei nav vajadzības pārvietoties pa Xplorer nometnes teritoriju.