moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerija 2019-2020

Moon Camp Pioneers katras komandas uzdevums ir 3D projektēt pilnu Mēness nometni, izmantojot Fusion 360. Viņiem ir arī jāpaskaidro, kā tiks izmantoti vietējie resursi, kā astronauti tiks pasargāti no bīstamām kosmosa situācijām un jāapraksta dzīves un darba telpas.

Komanda: CAMS Nova

Kalifornijas Matemātikas un zinātnes akadēmija  Carson    Amerikas Savienotās Valstis 17 līdz 18 gadus veci Trešā vieta - valstis, kas nav ESA dalībvalstis

Ārējais skatītājs 3d projektam

Projekta apraksts

[42]

Aprakstiet savu Mēness nometnes projektu.

Mūsu Moon camp projektu veido 8 galvenās struktūras, no kurām katra kalpo svarīgam mērķim. Mūsu siltumnīcas mērķis ir nodrošināt pārtiku astronautiem. Astronauti veic pētījumus un strādā pie projektiem mūsu laboratorijā, kurā ir arī kastes ar miltu tārpiem. Mums ir 5 dzīvojamie moduļi, kas savienoti ar koplietošanas telpu. Izmantojot mūsu 3-D printeri un regolītu no mūsu regolīta apstrādes rūpnīcas, var uzbūvēt vairāk dzīvojamo moduļu. Gaisa filtrēšanas sistēmu centrs sadala un regulē gaisa plūsmu ēkās. Vēl viena mūsu ēka ir Ūdens attīrīšanas un ekstrakcijas rūpnīca, kas nodrošina ūdeni no mikroviļņiem no Mēness ledus. Mūsu Mēness nometnē ir arī Centripetālā mākslīgās gravitācijas stacija, kuru astronauti var regulāri apmeklēt, lai vingrotos Zemes gravitācijā. Mēness nometnes galvenais enerģijas avots ir Saules paneļu lauks, kas nodrošinātu enerģiju no 75-99% diennakts laikā.

Kur vēlaties būvēt savu Mēness nometni?

Mēs izvēlējāmies būvēt bāzi uz Mēness poliem, jo tur ir visilgtspējīgākā vide astronautiem. Temperatūra Mēness polos ir ievērojami zemāka nekā pārējā Mēness daļā. Apmēram 86-89 procentus laika polus apgaismo saules gaisma, un, pateicoties gandrīz nemainīgai saules gaismai, temperatūras svārstības nav tik krasas. Tas atvieglo astronautu dzīves apstākļu regulēšanu optimālā temperatūrā. Mēness polos atrodas arī daudzi resursi, tostarp Mēness ledus, kas ir iespējams ūdens avots. Tie atrodas pastāvīgās Mēness ēnās, kas ir atrastas tikai pie poliem. Turklāt mūsu izvēlētajā vietā ir daudz krāteru un alu. Šajās vietās var būvēt pazemes ēkas, tādējādi palielinot aizsardzību pret gaisa spiedienu, asteroīdu triecieniem un temperatūras izmaiņām.

Kā jūs plānojat veidot savu Mēness nometni? Aprakstiet, kādus paņēmienus un materiālus jūs izmantosiet.

Mūsu Mēness nometnes konstrukcijas tiks daļēji uzbūvētas uz Zemes, bet netiks samontētas. Daudzas no mūsu konstrukcijām, tostarp ģeodēziskie kupoli, kas veido mūsu dzīvojamo zonu un laboratoriju, ir veidotas tā, lai tās varētu salocīt/nojaukt uz atsevišķām daļām ērtākai transportēšanai un vietas saglabāšanai. Rūpnieciskās celtniecības mašīnas, kas ir pielāgotas efektīvai darbībai uz Mēness virsmas, ieradīsies pirms konstrukcijām un astronautiem, lai attīrītu Mēness reljefu. Mēness nometnes būvniecībā palīdzēs programmēti mīkstie roboti. Tā kā mīkstie roboti ir izgatavoti no elastīgiem materiāliem, tie ir elastīgi, var veikt plašāku uzdevumu klāstu un ir drošāki darbam ar cilvēkiem. Pēc Mēness nometnes uzcelšanas šie roboti turpinās palīdzēt ar konstrukciju remontu. Jaunas ēkas tiks būvētas ātri, izmantojot aditīvo ražošanu, jo mēs atvedīsim milzu rūpniecisko 3-D printeri, lai būvētu struktūras, izmantojot bagātīgi pieejamo regolītu.

Ūdens
Pārtika
Elektrība
Air

Tā kā ūdens ir vitāli svarīgs resurss, kas nepieciešams cilvēka izdzīvošanai, mēs izvēlējāmies nometni izveidot pie Mēness poliem, kur ir ūdens avoti. Mēness ledus tiks izkausēts, izmantojot mikroviļņu moduļus, lai nodrošinātu ūdeni mūsu hidroloģiskajai sistēmai, ko izmantos lauksaimniecībai, mitrināšanai, higiēnai, enerģijai un pētniecībai. Ūdeņraža kurināmā elementos, kas palīdzēs ģeneratoriem ražot elektroenerģiju, ūdens tiks pakļauts fotolīzei, radot skābekļa molekulas un ūdeņraža jonus raķešu degvielai. Ūdens pārpalikums, kas rodas kā atkritumprodukts, tiek savākts un apvienots ar ūdeni no siltumnīcu caurskalošanās un pieņemamiem cilvēku notekūdeņiem, lai to pārstrādātu.

Mūsu nometnē tiks ievērots sabalansēts ēdienkaršu plāns, kurā iekļauti vairāki pārtikas avoti. Ogļhidrātus nodrošinās siltumnīcās audzēti augi ar augstu uzturvērtību, kuros izmanto pārstrādātu ūdeni un augsni.Siltumnīca ir nostiprināta ar metāla kabatām, kas aizsargā pret meteorītu sadursmēm, vienlaikus ļaujot iekļūt gaismai, un ir pielāgojama akvaponikai gadījumā, ja augsne kļūst nepietiekama. Lai nodrošinātu, ka astronauti saņem visas nepieciešamās uzturvielas, laboratorijā tiek ražoti vitamīnu piedevas un tauki. Papildus siltumnīcas kultūrām miltu tārpu ferma nodrošina astronautus ar tik ļoti nepieciešamajām olbaltumvielām, jo miltu tārpi ātri vairojas un ir ļoti barojoši.

Nometne izmanto saules enerģiju Mēness polos, kur saules starojums ir lielāks par 1367,6 W/m^2, izmantojot saules paneļu lauku, kas pārvietojas pret sauli. Daļa elektrības tiek uzkrāta baterijās izmantošanai Mēness aptumsumu laikā. Elektrību ražo arī elektromehāniskie ģeneratori, kurus pastāvīgi darbina Centripetālā spēka kosmosa stacija. Stacija nepārtraukti griežas un nodrošina mehānisko enerģiju, vienlaikus radot mākslīgo gravitāciju. Stacijas griešanās ir ārkārtīgi efektīva; spēks, kas nepieciešams, lai sāktu griešanos ar pareizo apgriezienu skaitu, lai simulētu gravitāciju, ir mazāks, jo Mēness gravitācija ir mazāka.

Ļoti svarīgi ir nodrošināt cilvēka dzīves apstākļiem optimālu atmosfēru. Skābekli nometnē nodrošinās vairāki avoti, tostarp augu fotosintēze siltumnīcās. Turklāt skābekļa ģeneratori izmantos oglekļa dioksīdu un ūdeni, lai iegūtu vairāk skābekļa. Gaisa filtrēšanas sistēmu centrs izplata un regulē vienmērīgu gaisa plūsmu dažādās ēkās un uztur pareizu slāpekļa, skābekļa, argona un citu vielu procentuālo daudzumu, kas novērš aizdusu no oglekļa dioksīda. Gaisa filtrēšanas sistēmu centrā atrodas arī aļģu tvertnes, kas nodrošina barības vielas patēriņam, kā arī palīdz skābekļa ražošanai.

Kā jūs plānojat veidot savu Mēness nometni? Kādus materiālus jūs izmantosiet?

[54]

Vide uz Mēness astronautiem ir ļoti bīstama. Paskaidrojiet, kā jūsu Mēness nometne viņus pasargās.

Mēness klimats ir skarbs, tajā valda liels karstums un aukstums. Lai pasargātu astronautus no Mēness apstākļiem, mūsu telpās ir kontrolēta temperatūra. Zemas gravitācijas dēļ astronauti zaudē kaulus un muskuļus. Mūsu Mēness nometnē ir mākslīgās gravitācijas telpa ar trenažieriem, ko astronauti var izmantot, lai novērstu nopietnus muskuļu un skeleta sistēmas bojājumus. Kosmosa nometnes ēkas ir sfēriskas formas, kas veidotas tā, lai izturētu mikrometeorītu triecienus. Tiek izmantotas tādas konstrukcijas kā ģeodēziskais kupols, lai moduļi būtu droši un izturīgi. Dzīvošana uz Mēness pakļauj jūs pastāvīgai radiācijai. Mūsu kosmosa stacijā dzīvojošos astronautus aizsargās elektromagnētiskā lauka ģenerators, kas bloķē radiāciju. Dzīvojamā zona, uzglabāšanas tvertnes, gaisa filtrēšanas centrs, mikroviļņu ūdens ieguves modulis un ūdeņraža degvielas elementi atrodas pazemes tunelī, kas vēl vairāk pasargā astronautus no radiācijas, klimata un meteorītiem.

Aprakstiet savu Mēness nometnes astronautu komandas dienu uz Mēness.

Astronauta diena Mēness nometnē sākas aptuveni plkst. 6 no rīta un beidzas ap plkst. 21.00. Viņu darba grafiks ir veidots pēc Starptautiskajā kosmosa stacijā dzīvojošo astronautu darba kārtības. Mūsu Mēness nometnes iemītnieki trīs reizes dienā ēd trīs reizes dienā, un viņiem ir jāreģistrē divas stundas vingrinājumu Centripetālās mākslīgās gravitācijas kosmosa stacijā. Dzīvošana zemas gravitācijas vidē bojā kaulu un muskuļu masu, un tikai mēneša laikā 1-2% kaulu masas samazinās. Vingrojot Zemes gravitācijas apstākļos, tiek novērsta ilgtermiņa astronautu ķermeņa novājināšanās. Dienas laikā apkalpes locekļi strādā atbilstoši savai kompetencei, bet pētnieki pārrauga viņu projektus un analizē datus. Pētnieki, kuru projekti ir apstiprināti darbam nometnē, pavada laiku, vācot datus par uzturu, savu veselību, Saules sistēmu, Mēness ledu, Mēness augsnes īpašībām un citiem jautājumiem. Apkalpes locekļi dodas ekspedīcijās, pētot un kartējot Mēness virsmu, kā arī testējot jaunas virsmas un tuneļus drošības ziņā, lai palīdzētu izlemt, kādā virzienā nometne paplašināsies. Uzturēšanu un būvniecību veic cilvēki līdzās mīkstajiem robotiem, kuru tuvumā ir daudz drošāk strādāt, jo tie ir izgatavoti no elastīgiem materiāliem un piepildīti ar gaisu, nevis cietu metālu kā lielākā daļa robotu. Atgriežoties laboratorijā, astronauti strādā pie tādiem projektiem kā tvaika nogulšņu izpēte Mēness augsnē. Viens no mūsu nometnes pētniecības projektu piemēriem ir regolīta ķīmiskā sastāva izpēte, kurā nesen tika konstatēts, ka tajā ir mikrometra lieluma minerālu graudiņi, kurus aptver plāni amorfas kārtiņas, kas liecina, ka tas ir bijis pakļauts saules vēja iedarbībai. Pašlaik valda maldīgs uzskats, ka amorfie riņķi ir radiācijas radītu bojājumu rezultāts, tomēr elektronu mikroskopija liecina, ka amorfos riņķus veido tvaika nogulsnēts materiāls no mikrometeorītu triecieniem uz Mēness, un, lai pamatotu šos jaunos novērojumus, tiks vākti papildu dati. Laboratorijā atrodas ne tikai iekārtas un piederumi pētījumu veikšanai, bet arī miltu tārpu kastes, kas ir labs barības vielu un olbaltumvielu avots. Mēness nometnes iemītnieki var izmantot laboratorijā uzbūvēto teleskopu un apskatīt citas Saules sistēmas daļas.



← Visi projekti