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: Obóz Helenborough

Nidderdale High School & Community College  Most Pately    Zjednoczone Królestwo 15

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Nasz habitat księżycowy ma być pierwszą długoterminową kolonią ludzką na Księżycu, działającą jako punkt wyjścia do dalszej kolonizacji i wykorzystania zasobów Księżyca przez człowieka.

 

Jego podstawowymi celami są:

  1. Prowadzić badania nad geologią księżycową, grawitacją księżycową i innymi dziedzinami charakterystycznymi dla Księżyca.
  2. Ustanowienie długoterminowej obecności człowieka na Księżycu.
  3. Produkować paliwo na potrzeby dalszej eksploracji Układu Słonecznego.

 

Założenie kolonii na Księżycu byłoby monumentalnym osiągnięciem ludzkości i zainspirowałoby nowe pokolenie inżynierów, naukowców i astronautów do niesienia pochodni ludzkości do nowych światów.

Habitat pełniłby rolę fundamentu dla dalszego rozwoju człowieka na Księżycu i eksploatacji jego zasobów.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Zdecydowaliśmy się na budowę naszego habitatu w kraterze Schrodinger. Wybraliśmy to miejsce, ponieważ ma wiele rur lawowych i stosunkowo płaską powierzchnię w obrębie wewnętrznego pierścienia, co jest dobre dla przyszłego rozwoju na powierzchni.

 

Jest też blisko bieguna południowego i krateru Shackletona. Korzystne byłoby zbudowanie bazy w pobliżu biegunów, ponieważ uważa się, że znajduje się tam lód, który można przetworzyć na wodę użytkową.

 

Krater Schrodingera jest jednym z niewielu miejsc na Księżycu, które wykazują oznaki niedawnej aktywności geologicznej, jest to świetna okazja do dalszych badań nad składem geologicznym i rozwojem Księżyca. Krater Schrodingera posiada pod swoją powierzchnią rury lawowe, które mogą stanowić naturalne podziemia do budowy bazy. Jest to korzystne, gdyż budowa bazy pod ziemią zapewnia ochronę przed promieniowaniem słonecznym i mikrometeorytami.

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

Obóz będzie zbudowany z jednolitych modułów oddzielonych szczelnymi drzwiami. Ułatwia to budowę bazy i jej utrzymanie. Sprawia to również, że baza jest modułowa, co oznacza, że rozbudowa może odbywać się ze względną łatwością.

 

Ściany habitatu zostaną zbudowane z jednolitych prostokątnych paneli tytanowych dostarczonych z Ziemi. Panele te zostaną zespawane ze sobą za pomocą technik spawania elektronowego. Spawanie elektronowe ma przewagę nad innymi metodami spawania, ponieważ nie wymaga żadnych gazów i działa w próżni. Dach będzie zbudowany w podobny sposób, ale z trójkątnych paneli. Fundamenty zostaną zbudowane z tytanowych belek, a podłogi z jednolitych płyt aluminiowych.

 

Niektóre większe moduły takie jak zatoki aeroponiczne muszą być zbudowane z modułów nadmuchiwanych. Jest to spowodowane tym, że bardzo trudno byłoby wysłać moduły bazowe tej wielkości na Księżyc. Ściany będą miały wiele warstw dla zwiększenia bezpieczeństwa. Każda warstwa będzie miała indywidualne czujniki, dzięki czemu ciśnienie może być monitorowane, a wycieki mogą być zauważone zanim się rozwiną. Ściany będą podtrzymywane przez stalowe słupy.

Użycie nadmuchiwanych modułów ułatwia również dostawę i budowę. Jedynym problemem jest to, że moduły te nie mogą być używane jako główne przedziały bazowe ze względu na względy bezpieczeństwa.

 

Ciężki sprzęt będzie montowany na miejscu. Duży sprzęt wewnętrzny będzie przenoszony wewnątrz bazy przez osadników przed montażem, ma to na celu uniknięcie potencjalnych komplikacji z przenoszeniem sprzętu przez śluzy powietrzne. Wyposażenie wewnętrzne zostanie zmontowane, gdy baza będzie miała pełne ciśnienie.

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

Aby chronić habitat przed promieniowaniem i mikrometeorytami, zostanie on zbudowany w rurze lawy. Każda część bazy jest oddzielona szczelnymi drzwiami, dzięki czemu inne obszary są chronione w przypadku, gdy w jednym z przedziałów dojdzie do awarii ciśnienia. W habitacie znajduje się zatoka medyczna z salą operacyjną. Mieszkańcy będą mogli w razie potrzeby ewakuować się do placówki na powierzchni.  

 

System podtrzymywania życia w habitacie może kontrolować przepływ powietrza do każdego przedziału indywidualnie. Jest to wymagane, aby w razie awarii w jednej części bazy sekcje operacyjne mogły nadal funkcjonować bez zagrożenia ze strony systemu wentylacji.

 

Habitat jest również wyposażony w system tłumienia ognia. W przypadku wykrycia pożaru, system podtrzymywania życia może zalać przedział gazem argonowym, aby zmniejszyć stężenie tlenu i ugasić pożar. Nie spowoduje to uszkodzenia wrażliwego sprzętu. Ewentualni mieszkańcy będą musieli się wcześniej ewakuować.

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

Badania będą prowadzone przy użyciu satelity wyposażonego w spektrometr neutronowy, aby znaleźć odpowiednie miejsce do zbioru lodu. Po znalezieniu lokalizacji system prospect ESA wyląduje i rozpocznie zbieranie lodu. Do transportu lodu z miejsca wydobycia do bazy, gdzie zostanie on przetworzony, zostanie użyta rakieta. Lód będzie następnie przechowywany w zbiornikach, gdzie zostanie roztopiony przez promieniowanie słoneczne. Elektroliza i system ciśnieniowy zostaną wykorzystane do dostarczenia tlenu i wodoru, które zostaną wykorzystane jako paliwo rakietowe, powietrze do oddychania i paliwo do wodorowych ogniw paliwowych.

W przypadku żywności, do wzrostu roślin wykorzystamy system aeroponiczny. Aeroponika ma przewagę nad innymi metodami uprawy roślin, ponieważ nie wymaga gleby i zużywa mniej wody w porównaniu z hydroponiką.
Soja będzie uprawiana dla białka i tłuszczów, Jarmuż dla witaminy K, C, E i wapnia. Ziemniaki będą uprawiane dla węglowodanów i witaminy A.
Niektóre niepsujące się produkty spożywcze zostaną przysłane z Ziemi, ponieważ w bazie tej wielkości nie da się wyprodukować wszystkiego, co jest potrzebne na miejscu. Astronauci będą również przyjmować codzienne suplementy witaminowe, aby zagwarantować, że nie wystąpią u nich żadne niedobory witamin.

Energia elektryczna będzie produkowana i przechowywana różnymi metodami przez cały dzień.

Gdy będzie to dzień księżycowy, do produkcji energii elektrycznej zostaną wykorzystane panele słoneczne. Elektroliza będzie produkować wodór i tlen w ciągu dnia. Gazowy wodór i tlen będą przechowywane do wykorzystania w wodorowych ogniwach paliwowych, ponieważ panele słoneczne nie mogą działać w nocy.

Urządzenia do elektrolizy będą zasilane tylko w ciągu dnia, aby uniknąć deficytu wodoru. Wynika to z faktu, że do produkcji wodoru dla ogniw paliwowych potrzeba więcej energii niż energia uwalniana z wodoru w ogniwach paliwowych.

Początkowo źródła Tlenu będą musiały być importowane z Ziemi. Po krótkim czasie można rozpocząć lokalną produkcję tlenu poprzez elektrolizę wody. Uprawa roślin na miejscu pomoże poprawić jakość powietrza. Powietrze będzie cyrkulowane za pomocą systemu wentylacji w całej bazie, który zapewnia, że dwutlenek węgla jest filtrowany z powietrza i nie powoduje niebezpiecznego nagromadzenia. Azot lub inny podobny gaz obojętny jest potrzebny jako rozcieńczalnik, aby atmosfera siedliska nie była niebezpiecznie bogata w tlen. Rozcieńczalniki będą musiały być importowane z Ziemi.

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

Camp Helenborough, nazwany na cześć astronautki Helen Sharman, skupi się przede wszystkim na naukowym badaniu i eksploracji Księżyca. Przyniesie on cenne odkrycia naukowe, nie tylko dla ESA, ale i międzynarodowych współpracowników. Cenne doświadczenie przyniosą także długoterminowe misje na obozie. Doświadczenia te okazałyby się bezcenne dla osób pracujących nad umieszczeniem pierwszych ludzi na Marsie i innych ciałach niebieskich.

 

Misja ta jest z natury ryzykowna, więc w początkowym okresie nie będzie możliwości turystycznych. Jednak w przyszłości mogą pojawić się możliwości pewnych wizyt cywilnych, podobnych do wcześniejszych płatnych wizyt na ISS.

 

Mogą również istnieć możliwości komercyjnej ekspansji bazy, np. lądowanie i tankowanie komercyjnych statków kosmicznych w drodze na Marsa i dalej lub być może eksport rzadkich materiałów znalezionych na Księżycu. Misje te musiałyby być jednak wcześniej dokładnie ocenione i zaplanowane.

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

O 7 rano czasu środkowoeuropejskiego obudzi się zmiana dzienna. Wybrano czas środkowoeuropejski, ponieważ ESOC (European Space Operations Center) używa tej strefy czasowej i jest to strefa czasowa, do której większość astronautów ESA będzie dostosowana.

Po wstaniu ubiorą się i skorzystają z umywalni - następnie zjedzą śniadanie przed rozpoczęciem zmiany. Załogi będą pracowały na dwugodzinnych zmianach rozdzielonych przerwami rekreacyjnymi co cztery godziny.

Załogi pracujące wewnątrz głównego habitatu będą również monitorować krytyczne systemy, takie jak podtrzymywanie życia i elektryczność. Każdy astronauta będzie pełnił służbę przez 12 godzin dziennie, ale nie będzie to ciągła praca, będą mieli przerwy rekreacyjne i przerwę na lunch, aby nie byli przepracowani. Rotacyjne harmonogramy snu będą stosowane, aby zapewnić, że przez cały czas czuwać będzie co najmniej 2 mieszkańców, z których jeden będzie specjalistą od systemów. Ma to na celu zapewnienie, że wszystkie systemy są stale obserwowane, a nieplanowana konserwacja może być wykonana w każdej chwili, jeśli jest to konieczne.

W siedlisku znajduje się część siłowni z dwoma urządzeniami do ćwiczeń oporowych, które wykorzystują mechanizmy jako siłę oporu zamiast grawitacji. Jedno z nich to wioślarz, który będzie służył do utrzymania siły i masy mięśniowej górnych partii ciała, drugie urządzenie to rowerek treningowy, który będzie służył do utrzymania sprawności sercowo-naczyniowej i aerobowej, a także siły i zapobiegania zanikowi kości i mięśni. Wszyscy mieszkańcy będą mieli wyznaczony czas, w którym będą mieli dostęp do urządzeń do ćwiczeń na siłowni. Jest to niezbędne, aby ich mięśnie i struktury kostne nie uległy degradacji ze względu na mniejszą grawitację.

W czasie rekreacji mieszkańcy będą mieli dostęp do swoich osobistych laptopów, z których każdy będzie miał 500 GB na osobistym nośniku danych.

Podczas przerwy między zmianami mieszkańcy będą mieli czas na pracę nad ćwiczeniami integracyjnymi, aby zwiększyć morale i współpracę. W tym czasie będą również gotować i jeść razem swój wieczorny posiłek/śniadanie. Odprawy będą prowadzone przez liderów zmian, aby upewnić się, że wszelkie niezbędne informacje zostały przekazane następnej zmianie i aby formalnie zaznaczyć otwarcie/koniec ich dziennej zmiany w dziennikach misji.



← Wszystkie projekty