moon_camp

Moon Camp Explorers Galeria 2020-2021

W Moon Camp Explorers zadaniem każdej drużyny jest zaprojektowanie w 3D kompletnego Moon Camp przy użyciu Tinkercad. Muszą również wyjaśnić, jak wykorzystają lokalne zasoby, ochronią astronautów przed niebezpiecznymi warunkami panującymi w przestrzeni kosmicznej oraz opiszą pomieszczenia mieszkalne i robocze.

Zespół: Baza księżycowa Jądro

Michał Bylina Szkoła Podstawowa nr 310  Warszawa    Polska 14 Pierwsze miejsce - państwa członkowskie ESA

Link zewnętrzny dla 3d

Opis projektu

Nazwa naszego obozu, Moon Base Kernel, wskazuje na rolę, jaką pełni. Będzie on "zalążkiem" dla większego siedliska w przyszłości.

Oprócz intensywnej eksploracji Księżyca i przestrzeni kosmicznej, obóz ten ma na celu badanie adaptacji życia na Księżycu. Drugim celem jest pozyskanie pierwiastków i materiałów dla Ziemi.

Załoga składa się z pięciu osób. Każda z nich posiada kilka specjalizacji niezbędnych do samodzielnego funkcjonowania takiej grupy ludzi.

Zdecydowaliśmy się na projekt, który nie wymaga zaawansowanych prac na ziemi księżycowej. Ważnym aspektem naszego projektu jest jego modułowość. Stawiamy na powtarzalne komponenty umożliwiające łatwą rozbudowę i modyfikację modułów. Geometryczny kształt modułów zapewnia stabilność mechaniczną.

W celu znalezienia równowagi pomiędzy odpowiednio dużą powierzchnią użytkową a ilością materiałów użytych do budowy zaprojektowaliśmy zwartą konstrukcję. Ułatwia to utrzymanie stabilnych warunków atmosferycznych do życia. Niebezpieczne urządzenia (np. RTG) znajdują się z dala od obozu.

Najważniejszym aspektem jest bezpieczeństwo. Obóz pokryty jest regolitem o grubości około 1 m. Chroni to przed promieniowaniem, meteorytami i ewentualnymi zmianami temperatury. Każdy moduł wyposażony jest w system monitorowania stanu technicznego. Moduły połączone są podwójnymi drzwiami i posiadają indywidualne systemy awaryjnego podtrzymywania życia.

Połączenie z otoczeniem zewnętrznym realizowane jest poprzez doki i śluzy powietrzne (1 techniczna i 2 dla astronautów), które służą również jako garaże dla pojazdów.

Sztuczna grawitacja realizowana jest za pomocą cewek elektromagnetycznych i magnesów stałych w butach. Zasilanie elektromagnesów jest przełączane przez pole magnetyczne w pobliżu buta.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Blisko biegunów księżycowych

Dlaczego wybrałeś tę lokalizację?

Wybieramy krater w pobliżu bieguna południowego. Głównym powodem jest odkrycie obecności lodu w tym rejonie.

Wnętrza kraterów zawierają cieńszą warstwę luźnego regolitu. Taki obszar będzie łatwiejszy do przygotowania placu budowy i mniej kłopotliwy w przypadku lądowników (np. nawiewanie pyłu).

Preferujemy lokalizacje blisko zbocza krateru, aby mieć dostęp do obu obszarów - stale zacienionego i wystawionego na działanie promieni słonecznych. Takie lokalizacje zapewnią nam bliskość lodu i możliwość wykorzystania fotowoltaiki. Bliskość krawędzi krateru pozwoli na eksplorację obszaru poza nim.

Jak zamierzasz zbudować swój Moon Camp? Jakich materiałów użyjesz?

Pierwsze prace będą wykonywane przez bezzałogowe roboty. Będą one przygotowywać teren pod zabudowę. Pierwsze moduły zostaną zbudowane z elementów konstrukcyjnych dostarczonych z Ziemi. W celu zminimalizowania wagi transportowanych materiałów, proponujemy wykonanie ścian wypełnionych wewnątrz regolitem.

W kolejnym etapie części konstrukcji będą wykonywane z materii uzyskanej z regolitu. Jest ona bogata w pierwiastki chemiczne takie jak tlen, krzem, żelazo, wapń, aluminium, magnez i tytan. Możliwe będzie produkowanie elementów do rozwoju obozu. W tym celu zostaną wykorzystane wszystkie możliwe metody (obróbka chemiczna i termiczna, druk 3D, maszyny CNC).

Wyjaśnij, w jaki sposób twój Moon Camp zapewni astronautom:
Woda
Żywność
Energia elektryczna
Air

W początkowej fazie zasiedlania, woda będzie transportowana z Ziemi. Jednak do funkcjonowania bazy potrzebne są duże ilości wody. Stąd kolejnym etapem jest pozyskanie wody z lodu wydobytego na Księżycu. Będzie ona przechowywana w postaci tlenu i wodoru wytwarzanego z wody w procesie elektrolizy.

Zużyta woda jest oczyszczana i ponownie wykorzystywana. Innym źródłem wody są odpady biologiczne wytworzone przez człowieka (np. obecnie około 80% wody na ISS jest poddawane recyklingowi).

Akwarium używane do badania zachowań życia wodnego na Księżycu służy również jako magazyn wody.

Z Ziemi dostarczane będą następujące produkty: liofilizowana żywność (pochodzenia roślinnego i przede wszystkim zwierzęcego), podstawowe składniki niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka (witaminy, aminokwasy, minerały, białka, błonnik, węglowodany itp.) oraz bogate w azot związki niezbędne do uprawy roślin.

Lokalnym źródłem pożywienia będzie ogród botaniczny (uprawy aero- i hydroponiczne) oraz akwarium (glony, skorupiaki i inne organizmy wodne). Posłużą one również do badania adaptacji wybranych gatunków ze względu na ich odporność na trudne warunki.

Dodatkowym rozwiązaniem jest innowacyjna metoda druku 3D mięsa pochodzenia roślinnego.

Nasza baza posiada trzy podstawowe źródła energii: elektrownię fotowoltaiczną, radioaktywny generator termoelektryczny oraz ogniwa paliwowe jako źródło zapasowe lub tymczasowe (zlokalizowane z dala od bazy ze względów bezpieczeństwa). Nadmiar energii będzie przechowywany w wysokowydajnych akumulatorach.
Księżyc obfituje w krzem, który posłuży do produkcji kolejnych ogniw fotowoltaicznych. Ogniwa paliwowe są wygodne ze względu na możliwość wykorzystania energii w postaci tlenu i wodoru, który będzie również wykorzystywany jako paliwo rakietowe. Dodatkowym źródłem energii będzie metan produkowany z rozkładających się roślin.

Tlen będzie pozyskiwany z wody i przechowywany w zbiornikach. Azot musi być dostarczany z Ziemi, ponieważ na Księżycu jest go za mało. Obóz wyposażony jest w systemy do odzyskiwania dwutlenku węgla lub przekierowywania go do uprawy roślin.
Utrzymanie odpowiedniej atmosfery (np. tlenu, ciśnienia, wilgotności) jest kontrolowane przez systemy automatyczne.
Wyjścia wyposażone są w śluzy powietrzne - systemy dekompresyjne, aby nie marnować powietrza oraz systemy dekontaminacyjne, aby usunąć niebezpieczny pył regolitu.
W pomieszczeniach sypialnych stosujemy zalecane przez NASA rośliny oczyszczające powietrze, które dezaktywują ewentualne szkodliwe związki organiczne. Rośliny te mają również znaczenie psychologiczne.

Opisz dzień na Księżycu dla jednego z astronautów z Moon Camp.

Ze względu na ludzki rytm dobowy długość dnia w obozie jest taka sama jak dzień na Ziemi, czyli 24 godziny. Wybraliśmy dowódcę ze względu na jego dość odpowiedzialną pozycję. Zakładamy podział dnia na trzy mniej więcej równe części: (1) sen, (2) posiłki, odpoczynek, ćwiczenia, (3) pomoc załodze, cięższe i lżejsze prace.

Przykładowy plan dnia dowódcy w szczegółach:

8.00 pobudka / przygotowanie do dnia

8.30 ćwiczenia fizyczne (1 godzina)

9.30 toaleta poranna

10,00 śniadanie (1 godzina)

11.00 kontrola parametrów obozu

11.30 współpraca z operatorem robota (1 godz.)

12.30 kontrola parametrów warsztatu (1 godz.)

13.30 obiad (1 godzina)

14.30 odpoczynek

15.00 rozmowa z lekarzem/psychologiem o stanie załogi

15.30 współpraca z botanikiem w zakresie badań (1 godzina)

16.30 kontrola parametrów systemów recyklingu

17.00 sprawdzenie parametrów radioteleskopu

17.30 spotkanie zespołu

18.00 sprawdzenie parametrów obozu

18.30 kolacja

19.00 odpoczynek / np. gra w szachy z programistą (1 godzina)

20,00 kontakt z bazą ziemską (1 godz.)

21,00 ćwiczenia fizyczne (1 godz.)

22.00 sprawdzenie parametrów obozu

22.30 toaleta wieczorna

23.00 relaks / masaż w fotelu

23.30 przygotowanie do snu


← Wszystkie projekty