discovery interactive image

Moon Camp Pioneers 2022 – 2023 Project Gallery

In Moon Camp Pioneers, each team’s mission is to 3D design a complete Moon Camp using the software of their choice. They also have to explain how they will use local resources, protect astronauts from the dangers of space and describe the living and working facilities in their Moon Camp.

Dark side of the Moon

ŠC Ptuj, Strojna šola Ptuj-Maribor Slovenia 17, 18 6 / Slovenian
3D design software: Fusion 360

External Viewer for 3D Project

External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):

https://www.ptujvesolje.si/moon-camp-challange/dark-side-of-the-moon

1.1 – Project Description

Ko se astronavti zbudijo, je njihova jutranja rutina precej podobna naši tukaj na Zemlji, saj imajo še vedno enake higienske potrebe, le način zadovoljevanja teh potreb je nekoliko drugačen zaradi lunine gravitacije. Ko konča svojo jutranjo rutino, astronavt začne s svojimi delovnimi nalogami za ta dan, ki lahko vključujejo številne različne naloge. Astronavti svoje dneve preživljajo pri znanstvenih eksperimentih, ki zahtevajo njihov prispevek, spremljajo projekte, ki jih nadzirajo s tal, in sodelujejo pri medicinskih poskusih, da ugotovijo, kako dobro se njihova telesa prilagajajo dolgotrajnemu življenju v vesolju. Koliko pojedo, je odvisno od astronavta, saj se kalorične potrebe za vsakega od njih razlikujejo. Majhna astronavtka potrebuje le približno 1900 kalorij na dan, medtem ko velik moški potrebuje približno 3200 kalorij. Koliko časa potrebujejo, da pojedo, je odvisno od tega, kaj jedo in koliko časa za pripravo potrebujejo. Nekatere prigrizke v vesolju, na primer sadje, lahko pojedo takoj, zato je to dobra možnost, če želi astronavt hitro dopolniti gorivo. Na Zemlji ni nič boljšega, kot po dolgem dnevu v službi oditi v posteljo in se dobro naspati. Ista zgodba je v vesolju, le da se astronavti namesto v posteljah udobno namestijo v svojih spalnih vrečah v osebni kabini posadke. Če imajo težave s spanjem, lahko astronavti ta načrtovani čas preživijo tudi v klepetu ali branju.

1.2 – Why do you want to build a Moon Camp? Explain the main purpose of your Moon Camp (for example scientific, commercial and/or touristic purposes).

2.1 – Where do you want to build your Moon Camp? Explain your choice.

Našo lunino bazo bomo zgradili na severnem robu kraterja Peary. Ker je krater najbližje severnemu luninemu polu, je skoraj vedno osvetljen, kar ustvarja okolje z razmeroma stabilno temperaturo in zagotavlja zanesljiv vir sončne energije. Zasenčena območja tal pa vsebujejo zamrznjeno vodo, ki jo lahko rudarimo in jo uporabimo v znanstvenih poskusih, ali pa jo uporabimo kot vir pitne vode.

2.2 – How do you plan to build your Moon Camp? Consider how you can utilise the Moon’s natural resources, and which materials you would need to bring from Earth. Describe the techniques, materials and your design choices.

Opišite tehnike in materiale, ki jih boste uporabili. Naš Moon Camp bi zgradili s 3D tiskanjem. Na Luno bi poslali 3D tiskalnike in jih tam sestavili ter pripravili za delo. Za tiskanje bi uporabili material regolit, ki se nahaja na Luni. Regolit je material, ki ga sestavljajo drobni delci, kamni in prah, kar bi lahko omogočilo 3D tiskanje po meri in gradnjo bivalnih enot na Luni. Za 3D tiskanje na Luni bi bilo potrebno prilagoditi tiskalnike za delovanje v ekstremnih pogojih. Tiskalnik bi moral biti prilagojen za delovanje v razmerah z nizko gravitacijo in ekstremnimi temperaturami, ki se spreminjajo od dneva do noči. Tiskalniki bi delovali na sončno energijo, saj je sončna svetloba na Luni bolj intenzivna kot na Zemlji. Gradnja Moon Campa s 3D tiskanjem bi lahko ponudila številne prednosti, kot so nižji stroški transporta materialov z Zemlje, nižja poraba energije in bolj trajnostna gradnja na Luni. Vendar bi bilo treba pred gradnjo temeljito razmisliti o načrtovanju in pripraviti ustrezne tiskalnike za delovanje v razmerah na Luni.

2.3 – How does your Moon Camp protect and provide shelter to your astronauts against the Moon’s harsh environment?

Ko smo izbirali materiale za našo lunino bazo, smo upoštevali sevanja, meteorite, najbolj pa visoka temperaturna nihanja. Zato je baza izdelana iz regulita (lunina prst). Ker smo se odločili za 3D tiskanje, smo morali regulit zmešati z vodo, da smo dobili beton. Zdraven tega, da ima regulit nizko toplotno prevodnost in odlično mehansko trdnost, je tudi prožen, a trpežen in odporen na udarce, kar pomeni, da so astronavti zaščiteni pred visokimi temperaturnimi nihanji in meteoriti. Prav tako bomo namesto običajnega stekla uporabili steklo iz regulita, ki se izdela s pomočjo taljenja regulita. Same stene so dovolj debele, da nas ščitijo pred sevanjem. Prav tako so notranja vrata lope zasnovana tako, da zapirajo prostor, tako da osnova ne bo izpostavljena praznini, tlak in raven kisika pa bo mogoče spraviti v normalne, varne parametre. Na ta način bomo čim več uporabljali sredstva, ki so nam dostopna na samem luninem površju.

3.1 – How will your Moon Camp provide astronauts with sustainable access to basic needs like water, food, air and power?

VODA: Ko bo baza postavljena, bomo zamrznjeno vodo v območju baze izkopali, stopili ter sfiltrirali in jo shranili ter uporabili v bazi. Za dodatno vodo bomo prečistili in sfiltrirali tudi urin. Ta sistem naj bi sčasoma povečal količino vode, ki je na voljo v bazi, saj je količina vode, proizvedene z urinom, zaradi oksidacije hrane približno 10% večja od zaužite. Zraven tega se lahko ostanki filtriranja urina uporabijo kot gnojilo za tla.
HRANA: Astronavti se ne morejo večno prehranjevati s pakirano hrano, vendar bodo morali to početi prvih nekaj mesecev, dokler zelenjava v rastlinjaku ne zraste. Člani posadke bodo večinoma živeli od rastlinske prehrane, z dodatnimi zalogami mesa in beljakovin z Zemlje. Zelenjavo bodo botaniki gojili v rastlinjaku, kjer bomo sadili: – krompir, zeleni grah in sojo, zaradi ogljikovih hidratov, sladkorjev, kalcija in vlaknin ter vitaminov A, K in C; – lubenico in kumare, zaradi visoke vsebnosti vode in sladkorjev.
ELEKTRIČNA ENERGIJA: Naša lokacija je skoraj vedno osvetljena, zato bodo naš glavni vir električne energije zagotovili sončni paneli. Odvečno energijo bomo shranili v baterije, ki jih bomo uporabili, ko bo potrebno.
ZRAK: Na začetku se bo uporabil stisnjen zrak z Zemlje. Čez čas, ko bodo rastline rastle, bodo zagotavljale še en vir kisika. Pridobivali ga bomo tudi z ekstrakcijo kisika, ki se izvaja z elektrolizo taline soli, pri kateri regolit potopijo v raztaljen kalcijev klorid s temperaturo 950 stopinj Celzija, ki opravlja vlogo elektrolita. Regolit pri tej temperaturi ostane v trdnem agregatnem stanju, ko skozenj spustijo električni tok, pa se iz njega izloči kisik in se nabira na anodi. Regolit se pri tem spremeni v kovinske zlitine, ki bodo na Luni prav tako uporabne.

3.2 – How will your Moon Camp deal with the waste produced by the astronauts on the Moon?

Če hočemo, da smo ljudje dolgoročno prisotni na Luni, je ključnega pomena, da vemo, kam in kako z odpadki. Ena od rešitev je, da na Luno pošljemo samo stvari, ki so večnamenske. Druga rešitev je, da smeti recikliramo. To je na Luni kar zahtevno. Zato bi smeti, ki jih ne moremo reciklirati stisnili, da bi zavzele čim manj prostora in jih odpeljali nazaj na Zemljo. V skrajnem primeru bi nekatere smeti zakopali.

3.3 – How will your Moon Camp maintain communications with Earth and other Moon bases?

Za komunikacijo bi uporabili EME sistem (Earth–Moon–Earth communication), kateri uporablja radijske valove. Na Zemlji bi se predhodno postavil oddajnik, ki bi oddajal valove, kateri bi potovali do Lune, od katere bi se odbili nazaj na Zemljo v sprejemnik.

4.1 – What scientific topic(s) would be the focus of the research in your Moon Camp? Explain which experiments you plan to do on the Moon (for example in the topics of geology, low gravity environment, biology, technology, robotics, astronomy etc.).

Največji poudarek bi naša baza imela na znanstvenih raziskavah in poskusih. Raziskovali bi lunino površje in sestavo površja ter se osredotočali na pridobivanje podatkov o tem, kako lahko Luno ljudje uporabijo za nadaljnje raziskovanje vesolja s pomočjo teleskopov… Tako bi lahko celo napovedali, kdaj bodo meteoriti zadeli katerega od bližnjih planetov, ali pa preprosto odkrili še kakšno novo zvezdo ali planet.

5.1 – What would you include in your astronaut training programme, to help prepare the astronauts for a Moon mission?

Da bi se čim bolj približali nemogočim razmeram na Luni, bi naše avstronavte poslali na Antarktiko, za tem pa še v puščavo. Ena od pomembnih stvari je, da bi jih tam pustili same v skupini, kjer bi morali sodelovati kot ekipa. Veščine, ki bi se jih tam naučili bi jim na Luni zelo koristile. Predvsem pa je pomembno medsebojno sodelovanje. Avstronavte bi se ustrezno fizično in psihično pripravili, da bi lahko v zahtevnih situacijah pravilno ravnali.

5.2 – What space vehicles will your future Moon mission need? Describe the vehicles found in your Moon camp and consider how you will travel to and from Earth, and explore new destinations on the Moon’s surface.

Na samo Luno bi leteli z raketami, ki so računalniško vodene in lahke za upravljat. S tem bi zagotovili, da bi vsak bil sposoben upravljat raketo. Ko bi pristali na Luni, bi za nadaljne raziskave po Luni uporabljali posebne roverje, ki so prilagojeni težkim razmeram na Luni (Ne samo za velike temparaturne razlike ampak tudi za Lunin teren). Roverje bi uporabljali za transport ljudi in za transport materiala in potrebščin za nadaljne raziskave.