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: Ciemna strona sera

UTC Portsmouth  Portsmouth    Zjednoczone Królestwo 16

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Nasza misja z bazą księżycową będzie podzielona na 4 początkowe etapy:

W Etapie 0 mały zespół zostanie wysłany, aby przed powrotem do domu uruchomić zautomatyzowaną drukarkę 3D z laserowym spiekaniem, aby wyprodukować cegły potrzebne do budowy bazy, a w osobnej misji uruchomić mały reaktor jądrowy z kilkoma specjalistami.

Etap 1 obejmuje 2 rakiety, z których jedna wysyła zasoby budowlane (szkielety, namioty i śluzy powietrzne), a druga przywozi początkową załogę - używając łatwych do skonstruowania szkieletów i drukowanych cegieł (stale produkowanych pomiędzy misjami) mogą oni zbudować 3 początkowe kopuły centralne. 

Etap 2 będzie zawierał więcej materiałów budowlanych do produkcji 3 większych kopuł zewnętrznych do rozbudowy bazy, także zasoby do utrzymania załogi i do badań takich - więcej ludzi przybędzie w 3 i ostatniej rakiecie Etapu 2 do skompletowania pełnej załogi. 

Etap 3 będzie polegał na wysłaniu załogi zastępującej początkową załogę, która wyruszyła w Etapie 1, a także wszelkich urządzeń i materiałów wymaganych przez załogę - ten ładunek będzie działał jako odpowiedź na wszelkie problemy lub potrzeby możliwe do zidentyfikowania tylko przez załogę, aby zapewnić, że wszelkie nieprzewidziane problemy mają miejsce w planie do rozwiązania. 

Wszystkie ładunki użyteczne zostaną dostarczone przez rakiety Arian 5, ponieważ mają one idealną pojemność i funkcjonalność podwójnego ładunku użytecznego, gdy sprzęt jest wysyłany obok członków załogi.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Nasza księżycowa baza będzie znajdować się w pobliżu Stöflera, który jest kraterem na południowej wyżynie. Południowa strona ma światło słoneczne przez większość dnia, to zapewnia nam zasilanie przez panele słoneczne, a także światło do wykonywania zadań w ciągu dnia. Z powodu kraterów w ciągłej ciemności mamy dostęp do lodu księżycowego, który jest ważnym zasobem zwłaszcza w późniejszych etapach funkcjonowania baz (do produkcji paliwa rakietowego). Ponieważ ostatecznym celem naszej bazy jest stanie się bazą startową rakiet), bycie po południowej stronie pozwala rakietom na wykonanie manewru slingshot wokół Ziemi, gdy wyruszają w podróż do Układu Słonecznego. Dzięki temu rakiety będą miały duży wzrost prędkości bez zużywania dużej ilości paliwa, co sprawi, że starty będą jeszcze bardziej wydajne.

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

Nasz Moon Camp będzie modułowy, dzięki czemu nowe struktury będą mogły być łatwo dodawane w miarę rozbudowy bazy. Każda struktura składa się z 3 warstw (zobacz w naszym modelu z analizą przekroju) i śluz powietrznych dla wyjść i wejść. Warstwa wewnętrzna będzie wykonana z poliestru powlekanego PCV (zainspirowanego namiotami alpinistycznymi i hermetycznymi szklarniami), ponieważ można ją łatwo przypiąć do warstwy 2 i jest całkowicie szczelna - może więc być poddana działaniu ciśnienia i stać się przestrzenią mieszkalną dla załogi. Drugą warstwą będzie metalowa rama z trójkątów tworzących kopułę, ponieważ łuki są najmocniejszym kształtem, a trójkąty są solidne i łatwe do skonstruowania. Metalowa rama może być zbudowana ręcznie z aluminiowych słupów o średnicy 50 mm przez członków załogi w skafandrach kosmicznych. Trzecią i ostatnią warstwą będzie kamienna kopuła z cegieł wyprodukowanych z gleby księżycowej, które będą łatwe w montażu dzięki zazębiającym się kształtom i będą wspierać się poza metalową ramą - zostaną one wykonane przez zautomatyzowane roboty drukujące z regolitu SLS, zaprogramowane do ich produkcji podczas pozostawienia na Księżycu po etapie 0, tak by cegły były gotowe do etapu 1. Po początkowych 4 etapach powstanie 6 kopuł o średnicy 6m i 3 o średnicy 12m. Małe 6 będzie przeznaczone na: kuchni, kontroli zasilania i tlenu, pomieszczeń mieszkalnych, siłowni, centrum łączności i med bay. Większe 3 będą podzielone na pół przez polimer (więc szczelne) z połową każdej z nich przeznaczoną na Algi i hydroponikę, a pozostałe 3 połowy będą warsztatem, laboratorium i magazynem.

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

Priorytetem numer 1 przy projektowaniu bazy księżycowej jest bezpieczeństwo załogi. Konstrukcje bazy wykonane są z kopuł, które są naturalnie najmocniejsze, aby zapewnić długowieczność, jak również ochronę członków załogi przed wszelkimi deszczami asteroid lub kosmicznymi śmieciami. Materiał wewnętrzny namiotu to mocny i powlekany poliester, który zapewnia brak rozdarć i przecieków. Poziom promieniowania na powierzchni Księżyca jest około 200 razy większy niż na Ziemi ze względu na brak atmosfery blokującej CMBR - to dlatego zewnętrzna warstwa cegieł kopuły jest tak gruba (500mm), ponieważ pochłonie większość promieniowania, a każde inne zostanie zatrzymane przez namiot (który będzie odbijał). Wreszcie jest absolutny brak awarii pojedynczych punktów - wszystkie kopuły mają wiele dróg dostępu, energię słoneczną z zapasem nuklearnym, System Generacji Tlenu i Algi - żadna pojedyncza awaria nie może złamać systemu.

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

Większość wody będzie pochodzić z systemu regeneracji wody (WRS), który zbiera wodę z otoczenia (kondensacja i wilgoć), a także mocz. Woda jest również tworzona w systemie Sabatiera; łącząc wodór produkowany przez OGS (patrz 2.4 D) z dwutlenkiem węgla w celu wytworzenia wody (ciepło i metan). Ta woda może być teraz wykorzystana do dowolnej liczby zastosowań. Ciepło może być wykorzystane do ogrzewania bazy, a zmagazynowany metan do wykorzystania jako paliwo. Pozostała woda do stawów z algami, świeża dostawa wody do mieszania w systemie, a później wykorzystywana do produkcji wodoru i tlenu do paliwa rakietowego; będzie pochodzić ze złóż lodu na Księżycu.

Podczas początkowych etapów misji astronauci będą żyli z racji żywnościowych wysyłanych z Ziemi. Zapasy te będą uzupełniane przy okazji innych lądowań niezbędnych dla misji. W pierwszym etapie na Księżycu zostanie utworzona jedna z trzech "Agro kopuł". Mieszczą one komory hydroponiczne (między innymi), w których będzie można uprawiać niezbędną żywność wymaganą do zasilania bazy księżycowej. Kolejne etapy przyniosą infrastrukturę wymaganą dla pozostałych dwóch zatok. Jednakże, regularne dostawy racji żywnościowych z Ziemi będą nadal przywożone, aby działać zarówno jako zabezpieczenie przed awarią, jak i uzupełniać minerały i sól astronautów. Hydroponika pozwala astronautom i zespołom naziemnym niemal całkowicie kontrolować wzrost upraw, ustalając terminy zbiorów i dostarczając składników odżywczych dla owocnego wzrostu. Uprawiane rośliny zostaną zmodyfikowane genetycznie, aby rosły większe i szybsze niż naturalnie występujące rośliny; maksymalizując produkcję żywności.

Większość operacji kosmicznych jest zasilana przez panele słoneczne, są one doskonałe. Są one również bardziej efektywne w przestrzeni kosmicznej niż na Ziemi, ponieważ nie ma tam atmosfery zmniejszającej intensywność światła. Po ukończeniu nasza baza księżycowa będzie korzystać z trzech paneli słonecznych obok małego reaktora jądrowego, szybkiego reaktora neutronowego (FNR), wykorzystującego chłodziwo Na-K-C. Funkcjonuje on niezawodnie (w przestrzeni kosmicznej) eliminując ryzyko SCRAM (lub stopienia się). Stanowi on kolejną warstwę ochrony przed utratą mocy w przypadku awarii, oprócz trzech oddzielnych paneli słonecznych. Jak również zapewnia podstawowe zapotrzebowanie na energię. Zostanie on umieszczony w pobliskim kraterze, który będzie działał jako osłona w razie wypadku, ale także utrzymywał reaktor w cieniu, wspomagając jego chłodzenie. Do czasu, gdy reaktor FNR będzie musiał zostać zastąpiony, nowe technologie, takie jak hybryda reaktora z bateriami, mogą być jeszcze bardziej efektywne.

Większość powietrza jest poddawana recyklingowi za pomocą systemu generowania tlenu (OGS). System ten wykorzystuje elektrolizę do podziału wody na tlen i wodór. Wyprodukowany wodór jest wykorzystywany w WRS (patrz 2.4 A). Jest to system używany na ISS i stosowany w łodziach podwodnych od ponad 50 lat. Oznacza to, że jest wypróbowany, przetestowany, a wszystkie jego główne wady, które pojawiają się dopiero w praktyce, zostały wyeliminowane. Systemy nigdy nie mogą być doskonałe i na pewno będą straty powietrza, ISS radzi sobie z tym poprzez dostawy tlenu z Ziemi. Tlen będziemy jednak uzupełniać dzięki zbiornikom z algami w bazie. Oba te systemy będą współpracować, aby zapewnić załodze wystarczający zapas powietrza do oddychania. Jeśli dojdzie do naruszenia bazy, miejsca przecieków mogą zostać odizolowane, ponieważ wszystkie drzwi są szczelne.

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

Celem naszej misji jest założenie samowystarczalnej bazy na Księżycu, co jest warunkiem wstępnym dla stacji tankowania w czasie podróży kosmicznych. W przyszłości będziemy dążyć do tego, aby sięgać coraz dalej w głąb naszej galaktyki, aby badać, eksplorować i ewentualnie zasiedlać nowe ciała niebieskie we wszechświecie. Podczas podróży kosmicznych (np. startów z Księżyca i Marsa) większość paliwa jest zużywana na ucieczkę z atmosfery ziemskiej, co znacznie zmniejsza zasięg statku kosmicznego. Nasza baza będzie używana do zatrzymania się i uzupełnienia paliwa po ucieczce z Ziemi przed ponownym startem i podróżą do miejsca, do którego statek zmierza. Dlatego nasza baza jest wysoce modułowa, więc może być rozbudowana do większego portu z możliwością tankowania po początkowej misji 4-stopniowej.

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

Naszym celem jest, aby dzień na Księżycu dla naszej załogi ściśle odzwierciedlał dzień pracy na Ziemi, aby pomóc załodze łatwiej i szybciej dostosować się do nowego środowiska, jak również zmniejszyć poczucie nienormalności z ich ziemskiego życia. Dni będą zaczynać się od ćwiczeń w sali gimnastycznej - która będzie zawierać bieżnię z uprzężą bungee, aby zasymulować silniejszą grawitację - po czym nastąpi śniadanie, aby naładować ludzi energią na cały dzień, po czym załoga spotka się na porannej odprawie z dowódcą, jak również na wszelkich powiadomieniach od załogi lub kontroli misji. Następnie każdy z członków załogi będzie miał do wykonania poranne zadanie lub zadania, które będą zależały od ich indywidualnych ról W pierwszym etapie misji będzie 4 członków załogi: Dowódca, który specjalizuje się również w botanice, medyk oraz 2 inżynierów - przykładowymi zadaniami może być stawianie nowych struktur na kolejne etapy, konserwacja bazy lub sprzętu czy monitorowanie hydroponiki (w późniejszych etapach). W 2 etapie załoga zostanie uzupełniona o kolejnego (bardziej wyspecjalizowanego) botanika (jako że rola przywódcza dowódcy jest ich głównym priorytetem), naukowca i kolejnego inżyniera, jako że budowa i utrzymanie sprzętu jest tak istotne dla misji. Po porannych zadaniach będzie czas na lunch i trochę wolnego czasu, w zależności od tego jak wiele / jak pilne są zadania w danym dniu. Następnie nadejdą zadania popołudniowe, które (podobnie jak rano) będą zależały od indywidualnych ról członków załogi. Zadania badawcze będą ważne, ponieważ nasza baza będzie musiała przeprowadzić szeroko zakrojone testy, aby spełnić swoje zadanie jako warunek wstępny do zatrzymania statku kosmicznego, ale także grupy z całego świata zainteresowane badaniami księżycowymi, takie jak uniwersytety, mogłyby składać wnioski o testy i próbki, podobnie jak ISS wspiera globalne badania, jak również zapewnia dodatkowe źródło finansowania projektu bazy księżycowej. Zamierzamy, aby dzień pozostał spójny, jednak jesteśmy przekonani, że decyzje dotyczące planowania powinny być podejmowane na podstawie przypadku, jak reagowanie na nowe i nieprzewidziane wydarzenia jest tak istotne dla prosperowania poza planetą, więc przerwy i inne szczeliny czasowe mogą być poświęcone i zwrócone w późniejszym terminie, jeśli to konieczne. Po zakończeniu zadań dnia członkowie załogi będą mieli kolację i czas wolny na relaks i zabawę przed snem.



← Wszystkie projekty