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.
Pirmā vieta - EKA dalībvalstis
Ģimnāzija Nad Aleji Prāga-Praga Čehija 13, 15 2 / Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Viens no EKA ieguldījumiem Artemis programmā varētu būt neliels Mēness aparāts. patversme, kas vēlāk tiks pārveidota par Mēness bāzi. Mēs piedāvājam šādu Mēness patversmi diviem astronautiem.
Galvenais kritērijs bija tas, ka pārsegu uz Mēnesi var transportēt, izmantojot EL3, kura kravnesība uz Mēnesi ir 1,5 tonnas. Mums neizdevās pilnībā izpildīt šo svara ierobežojumu, taču nav nereāli, ka pēc turpmākām modifikācijām un konstrukcijas pilnveidošanas šis ierobežojums tiks izpildīts. Ņemot vērā tik mazu svaru, patversmes aprīkojums ir ļoti vienkāršs, taču tas var labi kalpot savam mērķim Mēness izpētes sākumposmā.
Patversme sastāv no aizzīmogotas modulis un nehermētisku veranda. Modulī atrodas lielākā daļa aprīkojuma, un tajā dzīvo un strādā apkalpe. Virs moduļa ir lievenis, kas kalpo kā noliktava āra aprīkojumam, paraugiem, kas nav paredzēti analīzei uz vietas, utt. Apkalpe no moduļa nokļūst patversmē un pēc tam uz virsmu caur gaisa slūžu, kas netradicionāli novietota pie moduļa griestiem. Tas atvieglo radiācijas aizsarga izbūvi un vienkāršo kopējo dizainu.
Mēness kolonizācija dos mums daudz priekšrocību. Tas kļūs par atspēriena punktu Saules sistēmas izpētei. Atklājumi un tehnoloģijas, kas tiks izstrādātas, būvējot bāzi uz Mēness, palīdzēs mums arī uz Zemes.
Mūsu patversmes mērķis ir izveidot uz Mēness bāzi, ap kuru varētu būvēt turpmākas apmetnes. Tajā tiks izmēģinātas visas nepieciešamās tehnoloģijas citu moduļu būvniecībai.
Nākotnē bāzi plānojam izmantot galvenokārt zinātniskiem un tehniskiem mērķiem. Tajā tiks izstrādātas tehnoloģijas ceļojumam uz Marsu. Izmantojot ISRU, mēs varam uzbūvēt veselas zondes uz Mēness un nosūtīt tās uz Saules sistēmu. Mēs varam strādāt pie jaunām progresīvām dzīvības atbalsta sistēmām vai veikt infrasarkano staru astronomiju. Svarīga būs arī komerciāla izmantošana, kas nodrošinās bāzes finansējumu nākotnē.
Patversme ir paredzēta maksimāli 5 diennaktīm tumsā, tāpēc bāzes vietas izvēles iespējas faktiski ir ļoti ierobežotas, un tās ir tikai dažās Dienvidpola vietās, proti, Šekletona krātera malā. Ja tumsā tā atrastos ilgāk par piecām dienām, tā sasaltu. Tā kā saules bateriju panelis ir 18 m augsts, tas būs izgaismots vēl ilgāk nekā pārējā bāze.
Apgaismojums ir vienīgais ierobežojošais kritērijs attiecībā uz pašas nojumes atrašanās vietu, taču ir jāapsver turpmāka attīstība, kam būs nepieciešama piekļuve ūdens ledum pastāvīgi ēnainos reģionos. Par laimi, Šekletona krātera mala atbilst arī šim kritērijam.
Patversme tiks pilnībā atvesta no Zemes. Tā tiks palaista, izmantojot Ariane 6 + EL3 vai drīzāk Ariane NEXT + EL3 (vai kādu no EL3 pēctečiem). Pēc starta un lidojuma līdz Mēnesim EL3 nolaidīsies kopā ar patversmi un pēc tam tiks izkrauts no EL3. Mēs vēl neesam izstrādājuši precīzu patversmes izkraušanas mehānismu, jo nezinām, kāds tieši būs EL3 izskats.
Vienīgais, kas tiks izmantots patversmes "būvniecībā", būs Mēness regolīts kā radiācijas vairogs. Galu galā ap patversmi tiks izvietoti 16 regolīta maisi, kas nodrošinās 0,5 metrus garu radiācijas aizsargu. Maisus piepildīs, izmantojot RASSOR ekskavatoru. Tas dienā pārvieto līdz 700 kg regolīta. Katrā maisā ir 1200 kg regolīta. Pirmās misijas laikā tiks piepildīti tikai četri maisi ap guļamtelpām, kas aizņems 7 dienas. RASSOR vienmēr savāc regolītu un pēc tam pa rampu uzbrauc uz maisu virsotnēm, kur regolītu izgāž. Pēc katra maisa piepildīšanas apkalpei būs jāpārvieto rampa. Pārējā darbība notiks autonomā režīmā.
Attiecībā uz nojumes konstrukciju mēs galvenokārt izmantojām vieglu, bet izturīgu oglekļa kompozītu, kas mums ļāva samazināt kopējo svaru.
Nākotnē maisus vairs neizmantos radiācijas aizsardzībai, bet gan 3D drukāšanai no regolīta. To varēs izmantot, lai izgatavotu garāžas roveriem, un to varēs izmantot piepūšamo biotopu aizsardzībai.
Uz Mēness mēs sastopamies ar vairāku veidu starojumu, proti, GCR, SPE un sekundāro starojumu, kas rodas pēc GCR vai SPE mijiedarbības ar materiāliem. Ņemot vērā īso misijas ilgumu (14 dienas), no GCR saņemtā deva ir pieņemama (kā mēs zinām, pateicoties Apollo). Problēma rastos, ja SPE iedarbotos uz iekšpusē esošo apkalpi. Lai gan varbūtība ir maza, tam varētu būt letālas sekas. Tāpēc pirmās misijas laikā ap apkalpes telpām tiks pievienots 0,5 m regolīta aizsargs, un turpmāko misiju laikā tas tiks pabeigts ap visu patversmi. Tas būs pietiekami, lai pasargātu no mazākām saules vētrām. Tā kā misijas kļūs ilgākas, būs nepieciešams pievienot papildu aizsargu pret lielām vētrām.
Mikrometeoroidi Mēness telpā ir retāk sastopami, un orbitālo atlūzu tur nemaz nav, tāpēc 3 mm oglekļa kompozīta un MLI tos apturēs. Pievienojot regolīta aizsargu, drošība palielinās vēl vairāk.
Veranda kalpo kā aizsardzība pret putekļiem. Tās iekšpuse būs daļēji tīra un cita starpā kalpos kā noliktava lietām, kas var nebūt modulī. Astronauti pirms ieiešanas verandā rūpīgi nomazgājas. Putekļus, kas nokļūst iekšpusē, filtrē atmosfēras atdzīvināšanas sistēma, konkrēti filtrs, kas atrodas katrā litija hidroksīda kannā. Atmosfēras atdzīvināšanas sistēmas izeja atrodas apkalpes telpās.
Vēl viens aspekts ir termiskā vide. Laikā, kamēr apkalpe uzturas gaismās, patversmes sistēmām būs 8 kW ieejas jaudas, kas jāizstaro. Mēs izmantosim 10 m garu radiatoru, lai izstarotu lieko siltumu. Piecu diennakšu tumsas laikā, kad apkalpe neatradīsies, pārsegs zaudēs 48 kWh, kas jānodrošina ar litija jonu baterijām, lai sistēmas nesasaltu.
Tīru gaisu nodrošina atmosfēras kontroles sistēma. Skābeklis tiek piegādāts no spiediena tvertnēm ar 40 MPa spiedienu. Misijai ir nepieciešami 23 kg skābekļa, ar rezervi tvertnēs ir 35 kg skābekļa. Tas tiek dozēts gaisa revitalizācijas sekcijā tā, lai koncentrācija atmosfērā būtu 21%. CO2 tiek izvadīts, izmantojot LiOH. Apkalpe vienā misijā saražo 29 kg CO2, kura uztveršanai nepieciešami 32 kg LiOH, pievienojot 48 kg rezervi.
Slāpeklis būs jāpapildina 10% gaisa slūžu noplūdes dēļ katrā ciklā. Pārsegā būs 20 kg krājums.
Pārtika tiek importēta no Zemes. Katrai dienai tiek gatavotas 3 maltītes, kopā 84 maltītes vienā misijā. Katra maltīte sver 0,8 kg.
Ūdens ir vienīgā prece, kas tiek pārstrādāta. Katrs apkalpes loceklis patērē 4,4 kg ūdens dienā. Ūdens tiek saražots vairāk nekā patērēts, jo tas veidojas LiOH reakcijas laikā ar CO2 un elpošanas laikā. Dienā ir nepieciešami 8,8 kg tīra ūdens, bet tiek saražoti 12,7 kg. Tīrais ūdens nāk no tualetes (urīns) vai no siltummaiņa (atmosfēras kondensāts). Kondensātā ir pietiekami zema vielu koncentrācija, lai to varētu attīrīt tieši, izmantojot tiešo osmozi. Urīnu vispirms vakuumdestilē. Tas, kas paliek pēc tiešās osmozes, atkal tiek attīrīts, izmantojot vakuumdestilāciju. Sistēmas efektivitāte pārsniedz 80%, tāpēc vienmēr tiek saražots vairāk ūdens nekā patērēts.
Bāzes sistēmu jauda ir 8 kW, kas ir puse no IROSA piedāvātās jaudas. Daļējas gravitācijas gadījumā to nevar izmantot bez modifikācijas, bet to izmanto kā etalonu.
Atkritumi uz Mēness ir sarežģīts jautājums, jo mēs nevaram ļaut tiem sadegt atmosfērā, kā tas ir ar SKS. Turklāt uz Mēnesi nogādāt lietas ir dārgāk, tāpēc ar tām jārīkojas apdomīgi. Katrā misijā apkalpe rada aptuveni 20 kg atkritumu, kuru tilpums ir 0,2 m3. Lai gan pašreizējā patversmē tos nekādā veidā nevar pārstrādāt, mēs tos uzglabājam konteineros un uzglabājam verandā tālākai izmantošanai. Atkritumi galvenokārt sastāv no papīra un plastmasas iepakojuma vai pārtikas atlikumiem, no kuriem var iegūt oglekli, kas uz Mēness ir retums. Mēs varam izmantot plastmasu, ko vēlāk var pārstrādāt un izmantot 3D drukāšanai. Tādā pašā veidā tiek uzglabāti cietie atkritumi no tualetes, kas nākotnē būs vērtīgi augu audzēšanai. Urīns tiek pārstrādāts dzeramajā ūdenī.
Sakaru nodrošināšanai izmantosim Mēnessgaismas zvaigznāju, caur kuru galvenokārt tiks nosūtīti dati no patversmes. Neraugoties uz to, vairogam būs iespēja ierobežotā režīmā sazināties tieši ar Zemi. Mēs izmantosim arī Mēness gaismu, lai noteiktu atrašanās vietu. Vienmēr būs iespēja astronautam vai roverim sazināties tieši ar patversmi, taču pamata izvēle ir Mēnessgaisma, arī tāpēc, ka horizonts no cilvēka augstuma uz Mēness ir tikai 2,4 km attālumā.
Kā jau minēts sākumā, šīs patversmes galvenais mērķis ir iegūt pamatu, uz kura būvēt tālāk, tāpēc zinātniskais aprīkojums ir diezgan minimāls. Tāpēc galvenās interešu jomas ir ģeoloģija un vietējo resursu izmantošanas iespējas. Iegūtās zināšanas tiks izmantotas turpmākās apmešanās laikā.
Patversmē atrodas laboratorija, kurā ir cimdu kaste virsmas paraugu izpētei un sagatavošanai turpmākajiem eksperimentiem. Cimdu kastē ir fluorescences mikroskops paraugu izpētei. Cimdu kaste ir veidota tā, lai paraugi vispār nenonāktu saskarē ar patversmes iekšpusi. Vēl viena laboratorijas daļa ir augšanas kamera, kurā tiek pētīta augu audzēšana Mēness vidē. Piemēram, var pētīt audzēšanu regolītā. Laboratorijā ir arī neliela krāsns un prese, ko izmantos, lai dažādos apstākļos pārbaudītu regolīta saķepināšanu un tā turpmāko izturību. Tādējādi tiks iegūti vērtīgi dati, kurus turpmāk varēs izmantot 3D drukāšanas no regolīta attīstībā.
EVA paredzētie darbarīki ietver āmurus, knaibles, sietus, serdeņu urbjus un citu ģeoloģiskās izpētes aprīkojumu. Būs pieejami arī spektrometri ātrai iežu analīzei. Bāzes ārpusē var atrasties instrumenti, kas paredzēti kosmosa laikapstākļu vai mikrometeoroīdu ietekmes mērījumiem.
Nākotnē tiks pievienotas medicīnas ierīces, citi instrumenti iežu izpētei, piemēram, elektronu mikroskops, kā arī instrumenti fizikas un ķīmijas izpētei daļējas gravitācijas apstākļos. Vēlāk mūsu bāzē sāksies arī astronomija.
Apmācības galvenokārt ietvers mācības ar patversmes individuālajām sistēmām. Ir jāiemācās, kā rīkoties darbības traucējumu gadījumā un kā tos novērst. Pēc tam tiks apmācītas atsevišķas darbības. Pirmās misijas galvenie mērķi ir radiācijas aizsarga izveide no regolīta, tāpēc tiks trenēts darbs Mēness eksterjerā un darbs ar RASSOR. Pēdējā apmācības joma būs zinātne. Apkalpei ir jāiziet plašs ģeoloģijas kurss (ja uz kuģa nav ģeologa), lai no ierobežotā laika, kas veltīts zinātnei, iegūtu vislabākos rezultātus. Apmācības var notikt arī vulkāniskajos reģionos šeit uz Zemes. Daži treniņi notiks arī parabolisko lidojumu laikā, lai simulētu samazinātu gravitāciju.
Patversme tiks transportēta uz zemes virsmu, izmantojot Eiropas lielo loģistikas platformu, kas tiek palaista ar Ariane 6. Iespējams, ka Ariane NEXT būs pieejams laikā, kad patversme tiks sagatavota. Apkalpe no zemes pacelsies ar Orion, ko palaidīs SLS. Pie Mēness tā pāries uz Zvaigžņu kuģi HLS, kuru pēc tam izmantos, lai nolaistos. Patversme atradīsies vairāku desmitu kilometru attālumā no Starship HLS un Artemis bāzes nometnes, lai palielinātu Mēness izpētes un cilvēku apmešanās rādiusu uz Mēness. Apkalpe pārvietosies ar hermētiska (avārijas gadījumā arī nehermētiska) rovera palīdzību. Misijas beigās apkalpe atgriezīsies Artemis bāzes nometnē, izmantojot roveri, un atgriezīsies uz Zemes, izmantojot Starship HLS un Orion.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 