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.
Tudor Vianu Valsts datorzinātņu vidusskola Bukarestes 1. rajons Rumānija 17 6 / 2 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Blender
Projekts Selene ir nozīmīgs pavērsiena punkts mūsdienu kosmonautikas inženierijas attīstībā, jo tā mērķis ir izveidot pirmo pilotējamo kosmosa apmetni uz Mēness. Galvenais trīs posmu projekta mērķis ir izveidot pašpietiekamu Mēness dzīvotni, kas būtu vērsta uz zinātnisko pētījumu veikšanu. Šekletona krāteris Mēness dienvidu polā ir izvēlēts kā ideāla vieta Moon camp izveidei, ņemot vērā tā resursu bagātību, radiācijas pārklājumu, iedzīvotāju drošību, dzīves kvalitāti un zinātnisko vērtību.
Lai pasargātu astronautus no skarbās Mēness vides, Moon camp tiks būvēts virs zemes, izmantojot lietos regolītu kā dabisku barjeru pret mikrometeorītiem un kā izolāciju pret temperatūras svārstībām. Lai nodrošinātu aizsardzību pret augstu radiācijas līmeni, projektā paredzēta īpaša telpa, kas pastiprināta ar biezākām alumīnija sienām. Lai novērstu regolīta kaitīgo ietekmi gan uz cilvēkiem, gan iekārtām, tiks izmantoti īpaši skafandri un tīrīšanas sistēmas.
Moon camp nodrošinās astronautiem ilgtspējīgu piekļuvi tādiem svarīgiem resursiem kā ūdens, pārtika, gaiss un elektroenerģija. Ūdens tiks iegūts, iegūstot ūdens ledu no poliem un izmantojot reverso osmozi, savukārt svaigu pārtiku ražos, apvienojot hidroponiku ar augu audzēšanu Mēness regolītā.
Mūsu komandas skatījumā Mēness nometne ir sākumpunkts mūsdienu astronautikas attīstībā. Projekta "Selene" galīgais mērķis ir kolonizēt Mēness biotopu. Tomēr, lai sasniegtu mūsu mērķi, Mēness nometnei bija jābūt strukturētai trīs galvenajos posmos.
Sakarā ar lielajām transporta izmaksām un pētniecības mērķiem projekta Selene pirmajā posmā tiks nodrošināti tikai pirmie kolonisti, kas būs profesionāļi, kuri veiks pētījumus. Šajā posmā inženieri un zinātnieki rūpīgi kartēs un pārbaudīs Mēness teritoriju, lai nodrošinātu mūsu Moon camp turpmāku paplašināšanos.
2. posms ietver mūsu bāzes paplašināšanu un vispārējās attīstības nodrošināšanu nākamajiem iedzīvotājiem, savukārt 3. posms ietver Zemes kolonistu ievešanu. Līdz šī posma beigām Selene projekts kļūs par tūrisma un komerciālu apmetni, vienlaikus saglabājot sākotnējo zinātnisko mērķi.
Pēc rūpīgas Mēness vides izpētes tika secināts, ka visdaudzsološākā vieta ir Šekletona krāteris, kas atrodas dienvidu polā. Lai pieņemtu lēmumu, bija jāanalizē vairāki izšķirošie faktori, piemēram, resursi, radiācijas pārklājums, iedzīvotāju drošība un dzīves kvalitāte, kā arī zinātniskā nozīme. Šekletona krāteris ievērojami pārsniedza mūsu cerības katrā no iepriekš uzskaitītajām kategorijām, liekot mums cerēt uz to, ko Selene projekts varētu sasniegt, ja tiktu izvietots šajā vietā.
Krātera malu gandrīz visu gadu apspīd saules gaisma, kas nodrošina mūsu Moon camp pastāvīgu saules enerģiju. Turklāt, tā kā Šakletona iekšpuse ir ēnaina, tā dibenā ir sakrājies ledus, kas ir ļoti svarīgi. Ar elektrolīzes palīdzību ūdens molekulu var sadalīt skābekļa un ūdeņraža gāzēs. Iegūto ūdeņradi var izmantot degvielai, savukārt skābeklis ir ļoti svarīgs iedzīvotājiem. Turklāt sienas nodrošina aizsardzību pret radiāciju un Mēness putekļiem, kas abi ir nāvējoši.
Mēness nometnes plānošana un būvniecība būs visietilpīgākā un resursu ziņā dārgākā daļa visā Selēnas projektā. Tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi, lai Mēness infrastruktūra ļautu veikt vietējo materiālu ieguvi un mierīgu pāreju uz pamatproduktu izgatavošanu gandrīz pilnīgā autonomijā no Zemes. Viena no satraucošākajām būvniecības daļām būs gaisa hermētiskuma uzturēšana dzīvotnēs.
Tomēr jaunu betona formu no sēra bagātā regolīta varētu viegli izveidot, izņemot obligāto ūdens daudzumu, kas būs ļoti dārgs. Lai nosegtu kameras un radītu hermētisku vidi, būs nepieciešams cita veida ģeotekstils ar putu tekstūru. Kā papildinājums šiem materiāliem tiks izmantots lietais regolīts - materiāls, kas ir ļoti līdzīgs Zemes lietajam bazaltam. Šo materiālu iegūst, kausējot regolītu veidnē, ko lēnām atdzesē, lai veidotos kristāliska struktūra; šo procesu ievērojami atvieglo zemā Mēness gravitācija. Šī materiāla priekšrocības ir tā lielās spiedes un mērenās stiepes īpašības, kas ļauj celtniecības detaļām sasniegt pat desmit reizes lielāku spiedes un stiepes izturību nekā Zemes betonam.
Tāpēc būvniecības sākumposmā galvenokārt tiks izmantoti Zemes materiāli, veidojot infrastruktūru, lai varētu liet regolītu - materiālu, kas ir ļoti izturīgs pret eroziju un ideāli aizsargā pret mikrometeorītiem un radiāciju.
Mūsu Mēness nometnei būs jāaizsargā astronauti pret daudziem skarbās Mēness vides draudiem: radiāciju, mikrometeorītiem, augstām temperatūras svārstībām un Mēness putekļiem.
Būvējot bāzi virs zemes, mēs izmantosim betona regolītu kā dabisku vairogu pret mikrometeorītiem. Pat nelielā dziļumā, aptuveni 1 m dziļumā, Mēness betons var absorbēt lielāko daļu kosmisko staru, kā arī zemākas enerģijas Saules daļiņas, kas krasi samazinās pretradiācijas aizsardzībai nepieciešamo materiālu daudzumu un līdz ar to arī mūsu apmetnes izmaksas. Tomēr, lai nodrošinātu astronautu drošību augstas radiācijas apstākļos, piemēram, saules vētras laikā, atbilstošāku patvērumu nodrošinās speciāla telpa, kas pastiprināta ar biezākām alumīnija sienām. Turklāt, pateicoties tā izcilajām termiskajām īpašībām, lietais regolīts nodrošinās arī pirmo izolācijas slāni, samazinot enerģiju, kas nepieciešama, lai uzturētu nemainīgu temperatūru dzīvotnē, neraugoties uz simtiem grādu temperatūras svārstībām ārpusē.
Visbeidzot, regolīts savas struktūras dēļ, kas sastāv no ļoti sīkiem un asiem daļiņām, ir kaitīgs gan cilvēkiem, gan iekārtām, turklāt to ir arī ļoti grūti iztīrīt, kā to apliecina agrīnās Apollo misijas. Lai panāktu minimālu Mēness putekļu iedarbību, mēs izmantosim vairāku sistēmu kombināciju: Pirmkārt, tiks izmantoti īpaši skafandri, kas tiks savienoti tieši ar gaisa slūžām, tādējādi līdz minimumam samazinot astronautu saskari ar piesārņotām virsmām. Turklāt atlikumu tīrīšana tiks veikta, izmantojot gaisa sūknēšanu, bet gaisā ieklīdušās daļiņas tiks aizturētas ar gaisa filtrēšanas sistēmu. Pozitīva spiediena starpība starp apmetnes atmosfēru un gaisa slūžām nodrošinās arī to, ka mūsu Mēness bāzē nonāks pēc iespējas mazāk putekļu. Otrkārt, visi savāktie regolīta paraugi tiks ievietoti hermētiski noslēgtos nodalījumos un analizēti, izmantojot cimdu kastes, tādējādi nekad nenonākot saskarē ar tīru apmetnes gaisu.
Ar speciālu aprīkojumu, kas nepieciešams augstu temperatūru dēļ, astronauti varēs no poliem noņemt ūdens ledu. Turklāt mēs ražosim veselīgu dzeramo ūdeni, izmantojot apgrieztās osmozes metodi, lai no ūdens atdalītu lielāko daļu piesārņotāju, to zem spiediena izspiežot caur puscaurlaidīgu membrānu. Šo procesu veiksim divas reizes nedēļā un atlikušo ūdeni savāksim rezervuārā.
Mūsu ideja par svaigas pārtikas ražošanu uz vietas ietver būtisku Mēness siltumnīcu, kurā mēs apvienosim hidroponiku ar augu audzēšanu Mēness regolītā, tādējādi apgādājot mūsu kosmosa pētniekus ar tik ļoti nepieciešamajām barības vielām. Astronauti ar elpošanu nodrošinās ogļskābās gāzes daudzumu, bet ūdeni augiem iegūs no sava urīna, izmantojot ūdens pārstrādes sistēmu. Attiecībā uz hidroponiku mūsu fizikas laboratorijā esam veikuši analogu eksperimentu, pētot pākšaugu un slāpekli fiksējošo Rhizobia baktēriju simbiotisko attiecību ietekmi uz augu mezglošanos, mainot tādus mainīgos lielumus kā: gaismas krāsa un intensitāte, magnētiskais lauks un Rhizobia saturs.
Tā kā esam nolēmuši izvietot savu bāzi netālu no Šekletona krātera malas uz Dienvidpola, mēs varēsim izmantot pastāvīgu saules gaismu. Pēc tam mēs grasāmies saules enerģiju uzglabāt kurināmā elementos, kas ir drošāki un efektīvāki par parastajām baterijām. Tajos tiks uzkrāta arī papildu enerģija izmantošanai Mēness aptumsumu laikā, novēršot arī problēmu, kas rodas Mēness aptumsumu laikā, kad Zeme pilnībā bloķē saules gaismu.
Pirms došanās prom no Zemes, mēs gatavojamies sarūpēt "krājumus" ar pietiekamu skābekļa daudzumu pirmajām dienām uz Mēness. Pēc tam mēs pārstrādāsim skābekli saturošo regolītu: viena no eksperimentāli pārbaudītajām metodēm ir izkausēta sāls elektrolīze, kas paredz Mēness augsnes sajaukšanu augstā temperatūrā ar kalcija hlorīdu, un tad, laižot strāvu caur šo maisījumu, skābeklis uzkrājas ap anodu, kur to iegūst.
Mūsu Mēness nometne būs aprīkota ar īpašu atkritumu apsaimniekošanas sistēmu, kas spēs atbrīvoties no visiem astronautu radītajiem atkritumiem. Vispirms visi atkritumi tiks sašķiroti organiskajos un neorganiskajos atkritumos, un organiskie atkritumi tiks pārstrādāti mēslojumā, ko izmantos nometnes dārzos. Turklāt neorganiskie atkritumi tiks sadalīti sīkās daļiņās un ievietoti noslēgtos konteineros uzglabāšanai. Lai nodrošinātu, ka atkritumi nepiesārņo Mēness vidi, konteineri tiks novietoti īpaši šim nolūkam paredzētā vietā prom no nometnes un tās aktivitātēm. Pēc tam konteinerus savāks robotizēts transportlīdzeklis un nogādās uz sadedzināšanas krāsni, kas atrodas vietā, kur emisijas neradīs kaitējumu videi. Sadedzināšanas krāsns būs aprīkota arī ar filtru, lai nodrošinātu, ka no tās neizdalās bīstamas vielas.
Lai uzturētu sakarus ar Zemi un citām Mēness bāzēm, mūsu apmetne izmantos modernu satelītu sakaru sistēmu. Šī sistēma nodrošinās divvirzienu saziņu, ļaujot mums sūtīt un saņemt ziņojumus. Turklāt mēs izmantosim īsviļņu radio, augstfrekvenču radio, satelītu sakaru un lāzerkomunikāciju kombināciju.
Lai sazinātos lielos attālumos, nometne izmantos radio un lāzera signālu kombināciju, lai sūtītu ziņojumus pa Mēness virsmu, savukārt, lai sazinātos ar citām Mēness bāzēm, mēs izmantosim radio un satelītu signālus. Lai nodrošinātu drošu saziņu, apkalpe izmantos arī balss pārraides bāzes iekšienē, video un datu pārraides sistēmas, kā arī datu šifrēšanas tehnoloģiju.
Turklāt sistēma ir paredzēta darbam dažādās vidēs, tostarp ekstremālās temperatūrās, sliktas redzamības apstākļos un lielos attālumos. Visbeidzot, sistēma izmantos dažādas antenas, lai nodrošinātu, ka signāli tiek nosūtīti un saņemti ar visaugstāko iespējamo precizitāti.
Sākotnēji mūsu Mēness nometnes mērķis būs tikai zinātnisks, un analizētās tēmas tiks sadalītas šādi: Ģeoloģija, zemā gravitācija un bioloģija; astronomija; robotika un tehnoloģijas. Lai palielinātu efektivitāti, mūsu žilbinošā komanda tiks sadalīta mazākās ekspertu nodaļās: Biologi, Astronomi, Inženieri vai Vides zinātnieki.
Pirmkārt, mūsu bāzes galvenais mērķis būs apvienot ģeoloģiju un bioloģiju, tādējādi pētot iespēju audzēt augus Mēness regolītā. Tomēr mūsu siltumnīca ietver arī hidroponikas eksperimentu, kas tiks pacelts vienu soli augstāk, pētot, kā augi attīstās zemas gravitācijas vidē uz Mēness, salīdzinot ar mūsu Zemes kontroles partijām, kā paskaidrots sadaļā par pārtiku.
Pats par sevi saprotams, ka mēness biotopa būvēšana tieši nozīmē astronomisko aspektu izpēti. Tāpēc mūsu mērķis ir rūpīgi izskaidrot Mēness izcelsmi un evolūciju, kā arī pilnībā izmantot tā potenciālu.
Tā ir pirmā pastāvīgā cilvēku apmetne uz Mēness, un viens no tās galvenajiem mērķiem būs bruģēt ceļu cilvēces kolonizācijai uz citām mūsu Saules sistēmas planētām, nodrošinot precīzu izmēģinājumu platformu jaunām tehnoloģijām, kas paredzētas jaunu pasauļu izpētei un apmešanai. Turklāt ir ļoti svarīgi izstrādāt robotikas sistēmas, kas pielāgotas Mēness videi, jo, runājot par transportēšanu uz Mēness, ir absolūti nepieciešami veiktspējīgi roveri.
Rezumējot, mūsu motivētā komanda noteikti nāks klajā ar revolucionāriem atklājumiem dažādās Mēness jomās, jo mēs neapšaubāmi īstenosim aizvien vairāk pētniecības programmu par visdažādākajām zinātniskajām tēmām, no kurām dažas līdz šim vēl nav pētītas. Piemēram, mēs plānojam turpināt pētīt citus svarīgus tematus (fiziku, bioķīmiju, ekoloģiju vai zooloģiju) vai pat imunoloģiju (novērtējot COVID-19 pārnēsājamību uz Mēness).
Lai nodrošinātu apkalpes spējas, būs jāveic daudzi testi un imersīvas programmas, kas sagatavos zinātniekus pirmās bāzes uzturēšanai uz Mēness. Tādējādi sagatavošanās būs līdzīga ISS apmācībai, koncentrējoties uz autonomu vadību bez nepieciešamības sazināties ar Zemi.
Uz vietas notiks apmācības ar misiju simulācijām, kas sagatavos apkalpi grūtībām, ar kurām, iespējams, nāksies saskarties. Turklāt dalībnieki apgūs arī mēness bāzes resursu pārvaldības prasmes un mācīsies attīstīt un dalīties situācijas izpratnē sarežģītā misijas vidē.
Turklāt grafiku papildinās kursi par labāku aktīvo mācīšanās prasmju attīstīšanu, komunikācijas protokoliem un par to, kā veidot komutācijas cilpas zvanus. Tādējādi būtu nepieciešams apspriest arī ar Gateway saistītās operācijas, tostarp nepieciešamo teleoperācijas elementu un references misiju par Mēness virsmas nosēšanās vietām un traversiem.
Turklāt komandai būs jāiepazīstas ar astronautiem paredzēto izpētes ekstrēmo pārvietošanās ierīci. Papildus tam tiks veikta simulācija, kuras operatīvā arhitektūra integrē zinātnes un roveru darbības vadības telpā, kas ļaus apkalpei izmantot tālvadību pār roveriem uz vietas.
Tāpēc mūsu apkalpei būs jāpiedalās 3 nedēļu programmā, kas paredzēta, lai pilnībā pierastu viņus pie tā, kā tiks ekspluatēta un būvēta Selene.
Lai efektīvi izpētītu plašās Mēness virsmas, Mēness nometnes rīcībā būs vairāku veidu transportlīdzekļi. Tā, piemēram, būs divu veidu autonomi roveri: viens paredzēts ūdens ledus ieguvei un transportēšanai, bet otrs - jaunu teritoriju izpētei. Tālu lidojumu veikšanai astronauti izmantos arī transportlīdzekļus ar apkalpi. Tam būs jābūt aprīkotam ar hermetizētu moduli, kurā varēs izvietot līdz trim cilvēkiem un kas būs pilnīgi pašpietiekams vairākas dienas.
Ceļojums uz un no Zemes notiks divos posmos: Vispirms astronauti atstās Zemi ar raķeti, kas tos nogādās Mēness orbītā. Pēc tam kapsula satiksies ar NASA Mēness vārtiem, kur apkalpe uzkāps uz zemeslodes, lai nokļūtu uz Mēness virsmas.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 