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.

LEM

III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni  Gdiņa-Pomorskie    Polija 14, 17, 18   5 / 1 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: BlenderKit



1.1 - Projekta apraksts

Mēness izpētes misija (LEM) Mēness nometne ir nosaukta zinātniskās fantastikas žanra aizsācēja Polijā - Staņislava Lema - vārdā. 

Bāze atradīsies Mēness dienvidu polā, uz Šūmakera krātera malas, lai izmantotu in situ resursus. Bāze ir sadalīta moduļos, tostarp miega un atpūtas zonā, sporta zālē, virtuvē, misijas kontroles zonā, medicīnas nodalījumā un laboratorijā eksperimentu veikšanai. Turklāt vēlākajos misijas posmos tiks uzbūvēts aeroponiskās siltumnīcas kupols, gravitācijas laboratorija un nojume Doglike GLIMPSE robotiem. 

Mūsu misijas mērķis ir zinātniskā pētniecība. Tiks veikti eksperimenti bioloģijas, planetārās zinātnes, ģeoloģijas un fizikas jomās. Turklāt mēs uzraudzīsim astronautu fizisko un garīgo veselību, lai nākotnē varētu veikt kosmosa pētījumus. 

LEM sniegs būtisku ieguldījumu Mēness izpētes un zinātnes attīstībā. Pateicoties bāzes konstrukcijai, misija varēs attīstīties no atsevišķas bāzes līdz Mēness kolonijai, nākotnē potenciāli dodot sākumu Mēness kolonijas izveidei.

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

LEM Mēness nometnes vīzija ir eksperimentēt ar ilgtspējīgu un starptautisku Mēness izpēti. 

LEM galvenais mērķis ir zinātnisks, proti, veikt eksperimentus bioloģijas, fizikas un ģenētikas jomā. Turklāt mēs pārbaudīsim in situ resursu, piemēram, sasaldēta ūdens, lietderību, kas varētu būt rentabls risinājums ilgākai klātbūtnei uz Mēness. Otrs mūsu mērķis ir nākotnē pārveidot vienīgo bāzi par Mēness koloniju. 

Mūsu sekundārais mērķis ir izglītojošs. Astronauti ierakstīs īsus videoklipus, kuros parādīs savu dzīvi uz Mēness, un vēlāk tos izmantos kosmosa izglītībai un popularitātes veicināšanai sociālajos medijos (mēs pat izveidosim pirmo TikTok no Mēness!).

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

Par savu atrašanās vietu mēs izvēlējāmies Šūmakera krātera malu (ap Lat: -88,48°, Lon: 76,20°). 

  • Augsts ūdeņraža sastāvs, kas nepieciešams raķešu degvielai. Shoemaker krāterī ir vēl vairāk ūdeņraža nekā Šekletona krāterī, jo tas ir vecāks.
  • Ievērojams ūdens ledus daudzums
  • Saules gaisma ir sastopama aptuveni 50% Mēness dienas, un pastāvīgi ēnainie apgabali atrodas aptuveni 10 km attālumā. 
  • Šūmakera gludās sienas atvieglos roveru piekļuvi tā iekšienes izpētei. Tas ļaus viegli transportēt aprīkojumu un krājumus. Teritorijas slīpums ir aptuveni 1%. 
  • Tieši blakus iepriekš minētajam plankumam ir vieta, kas izskatās ļoti līdzīga potenciālo lavas cauruļu attēliem, ko varētu izpētīt kā gēnu banku, krātuvi un potenciālo dzīvotni.

Visi dati ņemti no LROC tīmekļa vietnes: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Skatīts 18.04.23]

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.

Materiāli

  • Alumīnijs būs mūsu bāzes galvenais materiāls, jo tas ir viegls. 
  • Svina stikls - nodrošina labu izturību pret starojumu, vienlaikus saglabājot caurspīdīgumu.
  • Svins - tiks izmantots kā aizsardzība pret radiāciju, jo tas ir ļoti labi izturīgs pret radiāciju. 
  • Bazalta šķiedra - lielisks siltumizolators, ko var ražot uz Mēness.

Tehnikas un dizaina izvēle

  • Mūsu bāzes galvenā priekšrocība ir tās modularitāte, ko nodrošina tās sešstūra forma un flīžu dizains.
  • Svaru vietā sporta zālē izmantojot atsperes un gumiju, būs iespējams veikt regulārus vingrinājumus zemas gravitācijas apstākļos.
  • Katra moduļa integrētais izkraušanas modulis ļaus ietaupīt izmaksas, kas saistītas ar atsevišķas izkraušanas sistēmas papildu svaru.
  • Saules paneļi tiks novietoti augšupvērstā pozīcijā, lai maksimāli palielinātu efektivitāti uz Mēness poliem.
  • Siltumnīcu uzbūvēs astronauti, izmantojot no Zemes atvestos materiālus (alumīniju un svina stiklu).
  • Gravitācijas laboratorija tiks būvēta no in situ materiāliem vēlākajos palaišanas reizēs. 

Avoti 

100% modeļa dizains ir mūsu. Daži materiāli tika ņemti no BlenderKit bezmaksas datubāzes.

Plakāti, kas tiek izmantoti mūsu bāzes iekšpusē: 

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

Starojums 

Svina un elektromagnētisko aizsargu slānis nodrošinās vispārēju aizsardzību pret starojumu un elektromagnētiskajiem traucējumiem. Tuneļi starp moduļiem tiks pārklāti ar regolītu, lai tos aizsargātu. Savukārt kupols būs izgatavots no svina stikla, kas nodrošina labu aizsardzību pret radiāciju. Turklāt mēs pastāvīgi uzraudzīsim radiācijas līmeni bāzē, izmantojot geigera skaitītājus.

Meteorīti 

Vispārējie pētījumi un statistika liecina, ka meteorītu kritieni nenotiek tik bieži, un, ja tie notiek, tad tie ir mikrometeorīti. Slānim, kas aizsargā pret radiāciju, būtu jānodrošina pamata aizsardzība pret šādiem. Turklāt mēs izmantosim īpašus vairogus uzlabotai aizsardzībai pret mikrometeorītiem. 

Siltuma izkliedēšana un liela temperatūras starpība 

Pamatnes sienām jānodrošina pietiekama siltumizolācija, lai uzturētu relatīvi nemainīgu temperatūru iekšpusē. Lielākoties to var nodrošināt ar slāni aizsardzībai pret starojumu, un papildus tam būs plāns izolācijas slānis, kā arī slānis aizsardzībai pret siltuma pārnesi ar starojumu (t. i., infrasarkano starojumu), Turklāt bāzē būs sistēma, kas ļauj precīzāk stabilizēt temperatūru līdz atbilstošai vērtībai. Turklāt kupola stiklā tiks iestrādāti puscaurlaidīgi fotoelementu paneļi, lai ražotu elektroenerģiju un pasargātu no augstas temperatūras Mēness dienas laikā.

Mēness putekļi 

Lai pasargātu no Mēness putekļiem, t.i., ļoti smalkiem silikātu gabaliņiem un citiem savienojumiem, kas var būt potenciāli kaitīgi cilvēkiem, mēs gaisa slūžās izmantosim gaisa filtrēšanas sistēmu. Lai pasargātu fotoelementu paneļus no šo putekļu nokļūšanas uz tiem, tiem būs iespēja mainīt slīpuma leņķi un noskalot šos putekļus.

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

Ūdens

 "Aqua factorem" ūdens ieguves metode
Ūdens tiek pārstrādāts, izmantojot aļģu bioreaktorus un MELiSSA sistēmu, nodrošinot slēgtu sistēmu.

Roveris meklē un kartē Mēness ledu, ķīmiskās vielas un pazemes iežus, kas traucē rakšanas darbus.
Spektrometrs analizē augsnes paraugus no dažādiem dziļumiem, lai noteiktu ūdens saturu. 
Tā urbj zem Mēness virsmas un izraka lielu daudzumu regolīta.
Transportēšanas roveris izvērš ekskavatoru un nogādā regolītu

Pārtika

Mākslīgais intelekts uzrauga datus aeroponiskajā siltumnīcā (temperatūra, CO2 līmenis, mitrums, gaismas viļņu garums un augšanas cikli) un pēc tam tos pielāgo, lai optimizētu vidi dažādu dārzeņu audzēšanai.
100 mg gamma-aminosviestskābes (GABA) pievienošana dārzeņiem (piemēram, Toscano Kale), lai mazinātu trauksmi. 

Valkājamās, interceptīvās tehnoloģijas algoritmi analizē datus (sirdsdarbība, miega cikls, fiziskās aktivitātes, svara izmaiņas, ūdens uzņemšana), lai aprēķinātu specializētas individuālas uzturvielas.
3D drukāts ēdiens, kas pielāgots astronautu kaloriju un uzturvērtības vajadzībām, palīdz tradicionālajām gatavošanas metodēm
Astronauti kopīgi gatavo, ēd un uzkopj pēc ēdienreizēm, lai stiprinātu saikni. 
Pateicoties 3D drukāšanai, astronauti var baudīt savus kultūras/reliģiskos ēdienus.

Air

Bāzes atmosfēra tiek pastāvīgi recirkulēta un attīrīta, noņemot oglekļa dioksīdu un papildinot to ar skābekli iepriekš minētajā bioreaktorā, kas darbojas slēgtā ciklā.
Lai iegūtu skābekli, mēs izmantojam koncentrētas saules tehnoloģiju (mums būs nepieciešams neliels reaktors, ārējais blīvējums un Freneļa lēcas), lai izkausētu regolītu. Elektrodi reaktora iekšpusē atdalīs metālus no skābekļa, un, saglabājot zemu spiedienu, mēs izvilksim skābekli no sistēmas un uzglabāsim to hermetizētās gāzes tvertnēs.

Power

Elektrība tiek ražota, izmantojot saules paneļus, kas izvietoti uz jumta un kupola stiklojumā. Šī enerģija tiek uzkrāta slēgtā ūdeņraža degvielas elementu un akumulatoru sistēmā, lai palielinātu drošību un samazinātu enerģijas zudumu iespēju. Mēs izvēlējāmies kurināmā elementus, jo to degvielu var modulāri uzglabāt ārējās tvertnēs, tādējādi nodrošinot vieglu enerģijas uzglabāšanas problēmas risinājumu.

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

Cilvēku atkritumi

Urīnu un fekālijas apstrādā un pārstrādā atkritumu apsaimniekošanas iekārtā, kas līdzīga Starptautiskās kosmosa stacijas (SKS) ūdens reciklēšanas sistēmai, un bioreaktorā, lai iegūtu ūdeni un cietos atkritumus, kurus var droši uzglabāt vai apglabāt.
Izmantojot 3D drukāšanu, fekālijas tiek pārvērstas bioplastmasas instrumentos

Pārstrāde

Izmantojot 3D drukāšanu, mēs atkārtoti izmantojam noteiktu plastmasu vai metālu jaunos instrumentos.
Izmantojot anaerobo kompostēšanu, mēs organiskos atkritumus pārvēršam auglīgā augsnē, kas var ražot siltumu un CH4 un metāna gāzi, kas var būt degviela mūsu raķetēm.

Uzglabāšana

Radioaktīvie vai bīstamie materiāli būtu jāuzglabā īpaši projektētos konteineros, lai novērstu Mēness vides piesārņošanu.

Turklāt marķēšanas sistēma ļaus saprast, no kā viss ir izgatavots, kā to var apsaimniekot kā atkritumus vai kā to izmantot atkārtoti.

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

Bāzē tiks izvietota antena ultraīsviļņu diapazonam ar daudzvirzienu starojuma raksturlielumiem, ko izmantos vietējai saziņai ar astronautiem operāciju laikā ārpus bāzes un datu pārraidei no mērstacijām vai citām ārējām ierīcēm. Šo metodi izmantos tikai horizonta robežās.

Ja mums ir nepieciešams sazināties ar staciju, roveri vai sensoru, kas atrodas aiz apvāršņa, mēs izmantosim metodi Mēness-Zeme-Mēness. Šajā gadījumā Zemi var izmantot kā releju, nodrošinot pārklājumu gandrīz visā Mēness puslodē.

Punkts, kurā atrodas bāze, nodrošina tiešu pastāvīgu saziņu ar Zemi, izmantojot virzītas mikroviļņu antenas. Šāds savienojums izmantotās frekvences dēļ ir diezgan izturīgs pret traucējumiem un neprasa lielu jaudu.

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).

LEM galvenais mērķis ir bioloģisko eksperimentu veikšana un lavas cauruļu izpēte. Ir ierosināti vairāki eksperimenti:

Ietekme uz augiem un sēnēm. Dzīvības formām patīk pielāgoties jauniem apstākļiem, tāpēc, visticamāk, mēs pieredzēsim mutācijas. Potenciālie paraugi varētu būt radiotrofas sēnes, piemēram, Cladosporium sphaerospermum vai Cryptococcus neoformans.
Augu un sēņu izdzīvošanas bioloģiskā modifikācija. Bioloģiski uzlabojumi varētu ietvert lielāku melanīna veidošanos, un tiktu pārbaudīta bioloģiski modificēto organismu pārākuma pakāpe un to, kā tas ietekmē augu ēdamību.
DNS uzglabāšanas testēšana uz Mēness. Kādu dienu mēs varētu izmantot Mēnesi kā šķirstu ģenētiskajam materiālam, jo svarīgu informāciju ir labāk glabāt dažādās vietās.
Mūsu bāze tiktu izvietota netālu no potenciālā lavas cauruļu posma, kas pavērtu iespēju tos izpētīt, izmantojot Doglike GLIMPSE robotus. Šī robotu apkalpe reģistrētu starojumu un temperatūru iekšpusē, kā arī pētītu šo alu ģeoloģiskos aspektus, piemēram, sienu struktūru un sastāvu. Roboti arī meklētu potenciālu ūdeni. Misija sastāvētu no vairākiem robotiem, kas veiktu dažādus uzdevumus, veidojot vienotu saliedētu vienību.           

Šie eksperimenti sniedz vērtīgus datus vēlākajām misijām un apmetnēm, kas pavērtu jaunu ekonomikas nozari.

Turklāt tiks veikts pētījums par elektromagnētisko viļņu izplatīšanos radiofrekvenču spektrā vidē bez atmosfēras. Šī eksperimenta pamatā ir pētījums par to, cik tālu var aiziet radioviļņi vidē, kurā nav iespējami viļņu atstarojumi un lūzumi. Veicot šo eksperimentu, ir iespējams pārbaudīt un noteikt maksimālo attālumu, kādā Mēness bāze var atrasties no citas bāzes vai izpētes stacijas, iespējamā retranslatora vai Mēness transportlīdzekļa, lai starp tām varētu stabili pārraidīt informāciju.

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

Apmācība vides jomā

Astronauti tiks izolēti un uz ilgu laiku izmitināti ekstrēmās polārās vidēs (piemēram, sasalušā Kanādas tundrā vai Mēness biotopā Šveices Alpos), lai praktizētu ekspedīcijas uzvedību.
Savvaļā viņiem tiks doti spontāni uzdevumi, piemēram, pārvietot nometni, sagādāt pārtiku un krājumus, kas izkrituši nejaušos punktos, un nogādāt tos atpakaļ nometnē.
Mēness biotopā, kas līdzināsies mūsu Mēness nometnei, viņi veiks ikdienas uzdevumus, kas balstīti uz iepriekšējām ESA/NASA misijām, taču viņiem tiks doti arī spontāni uzdevumi, lai attīstītu viņu spēju improvizēt skarbos apstākļos.
Astronauti piedalīsies EKA kopīgā piedzīvojumā "Sadarbības piedzīvojums cilvēka uzvedības un veiktspējas prasmju novērtēšanā un praktizēšanā" (CAVES).

Tehniskā apmācība

Astronauti trenēsies staigāšanai pa Mēnesi, montēs Mēness nometni, vāks regolīta paraugus un veiks eksperimentus baseinā, kas paredzēts zemas gravitācijas un Mēness apgaismojuma apstākļu simulācijai. Baseina dibenā esošā augsne imitēs Mēness zemi.
Viņi arī trenēsies virtuālajā realitātē, lai simulētu robotikas operācijas, masu pārvietošanu un visu misiju no pirms palaišanas līdz nolaišanai. Virtuālā realitāte ļaus viņiem trenēties pirms palaišanas karantīnas laikā.

Ģeozinātne

Astronauti piedalīsies Pangea kursā, lai iegūtu zināšanas par lauka ģeozinātni, planētas zinātni un astrobioloģiju, kas nepieciešamas, lai "identificētu un dokumentētu zinātniski nozīmīgus paraugus lauka apstākļos un sazinātos ar zemes kontroli, izmantojot efektīvu un ģeoloģiski pareizu valodu".

Lidojumu apmācība

Astronauti trenēsies lidmašīnās ar samazinātu gravitāciju, lai simulētu zemas gravitācijas apstākļus, kādus viņi piedzīvos lidojuma uz Mēnesi laikā.

Psiholoģiskā apmācība

Astronauti piedalīsies apzinātības treniņos, lai palīdzētu viņiem tikt galā ar izolāciju un stresu.
Komanda apmeklēs grupu terapiju, lai strādātu pie komunikācijas, iespējamiem konfliktiem un to, kā tos efektīvi risināt.

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.

Bāzi uz Mēness orbītu nogādātu vismaz 14 metru diametra raķete. Pēc nokļūšanas orbītā katrs izkraušanas modulis nolaistos noteiktās nosēšanās vietās. Sākumā apkalpe pārvietosies pa Mēness virsmu, izmantojot parastus vieglus roverus, bet, kad bāze būs attīstītāka, astronauti pāries uz Desert RATS roveriem. Regolītu ūdeņraža skābekļa un minerālu ieguvei transportēs autonomais roveris. Turklāt autonomai izpētei izmantosim jau iepriekš minētos GLIMPSE robotus, kas būs parijēti ar transporta roveriem.