moon_camp

Moon Camp Pioneers Galeria 2020-2021

W Moon Camp Pioneers misją każdego zespołu jest zaprojektowanie w 3D kompletnego Moon Camp przy użyciu Fusion 360. Muszą również wyjaśnić, jak wykorzystają lokalne zasoby, ochronią astronautów przed niebezpiecznymi warunkami panującymi w przestrzeni kosmicznej oraz opiszą pomieszczenia mieszkalne i robocze.

Zespół: I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRYT)    Hiszpania 16, 15

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Nasz Moon Camp to rozbudowywana baza, zaprojektowana tak, aby można ją było powiększyć wraz ze wzrostem załogi lub dorastaniem ekosystemów w szklarni. 

Woda jest krytycznym zasobem dla naszego ludzkiego siedliska, więc obóz jest osadzony obok małego krateru, gdzie istnieje lód wodny z powodu stałych zacienionych obszarów wewnątrz. Lód wodny zostanie wydobyty i przekształcony w ciecz z tych ciemnych stref poprzez kontrolowany proces sublimacji.

Osada podzielona jest na różne moduły, każdy z nich ma swoje przeznaczenie, projekt i materiały, projekty te oparte są w trzech różnych strukturach:

Po pierwsze, składana struktura szklarni, umożliwiająca mechaniczną zmianę jej wymiarów w celu pomieszczenia ekosystemów o różnej wielkości.

Po drugie, nadmuchiwane siedliska dla pomieszczeń mieszkalnych, magazynu, jadalni czy siłowni, które mogą być nadmuchiwane na miejscu w celu dostosowania ich objętości do potrzeb załogi.

Po trzecie, sztywne konstrukcje dla modułu zasilania, platformy wahadłowca czy zbiorników z tlenem.

Za jednostkę główną uważamy szklarnię, składaną strukturę o trzech kopułach umieszczoną w centrum, z trzema różnymi środowiskami dostarczającymi tlen i dwutlenek węgla poprzez fotosyntezę roślin, żywność poprzez akwaponię i globalną regulację temperatury. Ta podstawowa jednostka łączy pozostałe moduły poprzez składane przejścia.

Energię uzyskuje się poprzez panele słoneczne rozmieszczone wzdłuż dużego obszaru na powierzchni obozu, przestrzeń zarezerwowana do tego celu jest dość duża ze względu na szeroki kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię, tak że promienie słoneczne są mało energetyczne i wiele paneli jest potrzebnych do wyprodukowania rozsądnej ilości energii.

Moduł recyklingu pomaga astronautom uzyskać wodę i azot z ich moczu i kału.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Nasz Moon Camp znajduje się na północy krateru Ibn Bajja, około 200 km od bieguna południowego, gdzie temperatury nie są tak ekstremalne ze względu na większy kąt padania promieni słonecznych.

Grzbiet Ibn Bajja to. prawie stale oświetlony, atut do oświetlenia bazy i umieszczenia paneli słonecznych do zasilania urządzeń. W ten sam sposób lód wodny koncentruje się w stale zacienionych miejscach na dnach wewnątrz krateru.

Wielkość krateru, około 2000 m głębokości, jest odpowiednia do wydobycia lodu wodnego z zacienionych obszarów wewnątrz, przekształcając go w wodę ciekłą poprzez kontrolowaną sublimację za pomocą rurociągów. Po wydobyciu przeprowadzany jest proces elektrolizy w celu uzyskania tlenu do oddychania i wodoru jako paliwa dla wahadłowca.

Na grzbiecie krateru, o wysokości 450 m, łączność z Ziemią jest wystarczająca, nie potrzeba dodatkowego satelity jak na ciemnej stronie Księżyca.

 

Jak planujesz zbudować swój Moon Camp? Opisz techniki i materiały, których byś użył.

Aby zbudować obóz, wysyłamy modułowe części do złożenia i nadmuchania na miejscu, budując różne struktury.

Musimy wykorzystać jak najmniejszą przestrzeń, aby zaoszczędzić energię do chłodzenia pomieszczeń i wykonać wydajne zwiększanie ciśnienia .

Do jednostki głównej dołączone są poprzez elastyczne przejścia sztywne struktury, takie jak moduł domu wojennego, wyrzutnia wahadłowców czy elektrownia energetyczna. Wszystkie inne moduły, takie jak pomieszczenia mieszkalne, siłownia i pomieszczenie komunikacyjne są nadmuchiwanymi siedliskami.

Siedliska te są rozszerzane na zewnątrz generując tylko niezbędną przestrzeń dla załogi, mieszcząc astronautów i instrumenty wewnątrz. Kształt tych modułów po rozwinięciu jest cylindryczny, co wynika z różnicy ciśnień między próżnią na zewnątrz a ciśnieniem wewnątrz.

Materiałem dla tych nadmuchiwanych konstrukcji są splecione warstwy kevlaru i mylaru.

Szklarnia jest zbudowana w oparciu o system rozszerzających się kopuł geodezyjnych Hobermana, dzięki czemu struktura będzie się rozszerzać w miarę wzrostu ekosystemów wewnątrz. Ta główna jednostka została zaprojektowana jako moduł potrójnej kopuły z zastosowaniem teorii podwójnej bańki, aby pokryć maksymalną przestrzeń przy użyciu najmniejszego materiału.

Do pokrycia zewnętrznej strony jednostki zasadniczej stosujemy panele pneumatyczne wykonane z ETFE (Etylen tetrafluoroetylenu) przezroczyste i wypełnione wodą. Grawitacja na Księżycu jest jedną szóstą grawitacji na Ziemi, więc waga nie jest krytycznym problemem dla stabilności konstrukcji.  

Ta jednostka centralna jest chroniona przez podwójną warstwę grafenu, nadającą odporność strukturze. 

Środowisko na Księżycu jest bardzo niebezpieczne dla astronautów. Wyjaśnijcie, jak Wasz Moon Camp będzie ich chronił.

Głównymi zagrożeniami byłyby ekstremalne temperatury, promieniowanie pochodzące z kosmosu oraz możliwość uderzenia przez mikrometeoryt.

Teren, na którym będzie znajdował się obóz nie ma drastycznych zmian temperatury, ale na wszelki wypadek możemy modyfikować temperaturę wewnątrz składanych siedlisk zmieniając ich objętość, gdyż ciśnienie wewnątrz jest stałe i rozprowadzając energię cieplną po całym obozie.

Do pokrycia zewnętrznej części jednostki zasadniczej stosujemy podwójną cienką warstwę grafenu, która chroni przed uderzeniami pokrywające ją panele pneumatyczne wykonane z ETFE (Etylen tetrafluoroetylen) wypełniony wodą. Woda ta działa pochłaniając promieniowanie kosmiczne, a podwójna warstwa grafenu chroni strukturę przed uderzeniami. Materiały użyte do budowy nadmuchiwanych modułów, kevlar i mylar zapobiegają oddziaływaniu promieniowania na załogę.

Warstwy nadmuchiwanych siedlisk są wykonane z odpornych materiałów, takich jak kevlar i mylar, dzięki czemu poszczególne nadmuchiwane moduły obozu są chronione przed promieniowaniem i mikrometeorytami.

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

Jak już wspomniano, postanowiliśmy pozyskać lód wodny z dna wewnątrz krateru za pomocą rurociągu przeprowadzającego kontrolowany proces sublimacji.
W wyniku zerowego ciśnienia woda istnieje tylko w postaci lodu lub pary. Lód wodny wewnątrz krateru ma temperaturę około -240 ºC, ale gdy jego temperatura wzrośnie do -70 ºC woda sublimuje w postaci pary.
Wystrzelimy mały rurociąg na dno krateru, ogrzewając ekstremum stykające się z lodem za pomocą małej grzałki wewnątrz rurociągu, zwiększając lokalną temperaturę lodu do -70 ºC dokonując sublimacji i zbierając parę w górę krateru.
Po wzniesieniu, woda zostanie rozdzielona zgodnie z jej przeznaczeniem, w zależności od tego, czy trafi do szklarni, do domków czy do innego modułu obozu.
W Moon Camp wodę można pozyskać także z modułu recyklingowego, gdzie recyklingowi poddawane są mocz i kał załogi.

Jak już wspomniano, zbudowany zostanie moduł szklarni, aby uprawiać żywność dla mieszkańców bazy. Pomysł polega na podzieleniu upraw na różne sekcje wewnątrz szklarni, zgodnie z wodą, której potrzebują do wzrostu.
Do uprawy ziół i warzyw oraz hodowli ryb wykorzystamy uniti akwaponiczny, a także ogrodnictwo hydroponiczne.

Jako odnawialne źródło energii posłuży nam światło słoneczne, które pozyskamy dzięki panelom słonecznym, które umieścimy w pobliżu obozu, aby zapewnić mu energię.
Mamy generatory prądu wykorzystujące sublimację wody do obracania turbiny w celu wytworzenia energii elektrycznej, energia ta jest wykorzystywana i przechowywana w akumulatorach.
Przez te okresy czasu, kiedy promienie słoneczne nie docierają do powierzchni Księżyca, na przykład podczas zaćmienia Słońca na Księżycu, wykorzystujemy energię zgromadzoną w bateriach.

Pewien procent wody z obozu będzie przeznaczony do elektrowni energetycznej, gdzie zostanie oczyszczony i poprzez proces elektrolizy przekształcony w celu zaopatrzenia obozu w tlen.
Powietrze w atmosferze ziemskiej składa się z około 75 procent azotu i 20 procent tlenu.
Ekosystemy w szklarni będą produkować tlen i dwutlenek węgla, azot będzie pozyskiwany z recyklingu moczu i kału w module recyklingu.

Wyjaśnij, jaki byłby główny cel Twojego Moon Camp (na przykład: cele komercyjne, naukowe i/lub turystyczne).

Głównym celem naszego projektu jest budowa obozu księżycowego zaprojektowanego jako placówka rozwoju naukowego i eksploracji, gdzie załoga będzie mogła badać i eksplorować z bezpiecznego miejsca, które zapewni im wszystko, czego potrzebują.

Opiszcie dzień na Księżycu dla waszej załogi astronautów z Moon Camp.

Organizacja jest podstawą utrzymania załogi przy życiu, więc zadania dziennika związane z kontrolą muszą być zorganizowane, aby zachować bezpieczeństwo. 

Po pierwsze, konieczne jest kontrolowanie ciśnienia wewnątrz siedlisk, jeśli nastąpi utrata ciśnienia, ponieważ powietrze wychodzi z siedlisk, ludzie mogą umrzeć w ciągu kilku minut.

Kolejnym ważnym procesem, o który należy zadbać jest elektroliza, ponieważ proces ten generuje tlen uzupełniający ten pochodzący z roślin w szklarni.

O energii, chociaż możemy używać baterii w krótkim okresie czasu, panele słoneczne są ważne, aby wytworzyć energię do zasilania urządzeń i utrzymania pomp ciśnieniowych.

Załoga będzie podzielona na zmiany, aby kontrolować wszystkie poprzednie aspekty, będzie musiała być nocna zmiana, aby ktoś był obudzony w przypadku, gdy wystąpi awaria lub problem w systemie i trzeba będzie go naprawić.

Następnie odbędzie się zmiana dzienna, w której każda osoba będzie miała inną pracę w różnych sekcjach obozu.

Każda zmiana będzie miała przerwy na jedzenie i interakcje z innymi mieszkańcami obozu w świetlicach, na odpoczynek lub skorzystanie np. z siłowni, nie zapominając o godzinach snu.



← Wszystkie projekty