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: Cebulka

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Polska 14 lub młodsi, 16, 18

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Nasza baza znajduje się na dnie krateru Shackleton, w pobliżu południowego bieguna Księżyca. Składać się będzie z nadmuchiwanej kopuły w kształcie kuli wykonanej z Kevlaru 29, której połowa będzie wkopana w powierzchnię Księżyca, a druga połowa pokryta regolitem. Kolejną częścią będzie łuk wykonany z księżycowych cegieł, który będzie pełnił funkcję garażu i przestrzeni na zewnątrz bazy, a jednocześnie będzie chroniony przed promieniowaniem. Celem naszej bazy jest badanie Księżyca dla lepszego zrozumienia otaczającego nas świata, sprawdzenie skutków długotrwałego pobytu człowieka w kosmosie oraz zbadanie możliwości pozyskiwania He-3 z regolitu księżycowego. Baza ma być jak najlżejsza, dlatego kopuły (sfery) będą nadmuchiwane, a planowany garaż będzie wykonany wyłącznie z materiałów pochodzących z Księżyca. Baza będzie domem dla 4 astronautów i będzie składać się z pięciu pięter. Każde piętro będzie pełniło inną funkcję. Wnętrze bazy będzie stylizowane w taki sposób, aby astronauci mieli jak największy komfort psychiczny i jednocześnie jak najmniejszą masę wysyłaną z Ziemi, np. plastik stylizowany na drewno. W przyszłości baza ma być samowystarczalna, aby to umożliwić można ją łatwo rozbudować (za pomocą łazików, które już są na powierzchni Księżyca) o segmenty z większą ilością hydroponiki.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Planujemy budowę bazy na południowym biegunie Księżyca w kraterze uderzeniowym Shackelton. Ponieważ orbita Księżyca jest odchylona zaledwie o 5 stopni od ekliptyki, wnętrze tego krateru znajduje się w wiecznej ciemności, dzięki czemu astronauci będą chronieni przez cień krateru przed promieniowaniem kosmicznym i radykalnymi zmianami temperatury. Dodatkowo w zacienionym kraterze można znaleźć wodę w postaci lodu. Duża płaska przestrzeń wewnątrz krateru jest bardzo przydatna na lądowiska, przyszłe drogi i rozbudowę bazy. Szczyty wzdłuż krawędzi krateru są niemal stale oświetlane przez światło słoneczne, spędzając około 80-90% każdej orbity księżycowej wystawione na działanie słońca, dzięki czemu jesteśmy w stanie stworzyć farmę słoneczną, aby stale zaopatrywać bazę w energię elektryczną.

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

W pierwszym etapie na powierzchnię Księżyca zostaną sprowadzone dwa rodzaje łazików. Jeden do rozkopywania powierzchni, a drugi do wyrównywania/drukowania z regolitem. Koparki zajmą się wykopaniem dołu pod nadmuchiwaną bazę lub dostosowaniem jednego z mniejszych kraterów tak, aby zmieściły się pod konstrukcje sferyczne. W tym samym czasie rozpocznie się budowa łuku (garażu). Łuk zostanie zbudowany z cegieł z księżycowego regolitu wypalonych w specjalnych drukarkach słonecznych. Cegły te będą układane na nadmuchiwanej powierzchni w taki sposób, aby tworzyły łuk nośny (działający jak rzymskie akwedukty). Gdy wszystkie cegły zostaną ułożone, dmuchana powierzchnia zostanie usunięta, co da nam dużą przestrzeń pod łukiem, którą będziemy mogli dowolnie wykorzystać. Teren pod łukiem również zostanie obniżony, aby zwiększyć ilość dostępnej dla nas przestrzeni. Sama podstawa zostanie wykonana z Kevlaru 29 i umieszczona w wykopanym półkolu, a następnie napompowana, aby wypełnić całą przestrzeń wykopu. Kula będzie umieszczona w taki sposób, że wychodząc z podstawy (części mieszkalnej) od razu wchodzi się w łuk. Kolejny etap budowy zakłada zasypanie bazy i łuku warstwą regolitu w celu ochrony przed promieniowaniem. Do ich zasypania użyty zostanie łazik z drukarką powoli układający warstwę po warstwie strukturę ochronną. Poruszające się drukarki będą wspomagane przez potrzebne wcześniej koparki kopiące.

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

Największym zagrożeniem na powierzchni Księżyca jest promieniowanie kosmiczne i mikrometeoryty. Pierwszym zabezpieczeniem jest lokalizacja samej bazy, która znajdzie się w głębokim kraterze. Kolejnym etapem ochrony jest gruba warstwa regolitu na części mieszkalnej i garażu. Baza została zaprojektowana z mniejszą szansą na ekspozycję astronautów na promieniowanie, dzięki czemu po wyjściu z części mieszkalnej są oni natychmiast chronieni przez duży dach garażu. Garaż to miejsce, w którym nasi astronauci będą mogli wykonywać prace wymagające dużo miejsca lub takie, które muszą być wykonywane poza bazą, np. konserwacja łazików, rozpakowywanie zapasów z Ziemi. W sytuacji awaryjnej nasi astronauci zejdą na najniższy poziom bazy, gdzie będą najlepiej chronieni przed promieniowaniem. Rozbłyski słoneczne muszą być monitorowane dla maksymalnego bezpieczeństwa astronautów.

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

Wewnątrz krateru Shackleton załoga będzie mogła znaleźć wodę w postaci lodu. Aby uzyskać wodę pitną należy roztopić lód. Woda powinna być przygotowana w stacji uzdatniania wody, ponieważ może być zanieczyszczona. Do innych zadań stacji uzdatniania wody należy monitorowanie wody i dostarczanie szacunkowych ilości wody. Pomoże to w zarządzaniu zaopatrzeniem bazy. Woda będzie odzyskiwana z moczu i atmosfery bazy, dzięki temu obieg wody zostanie zamknięty i prawie cała woda zostanie ponownie wykorzystana.

Na początku zakładania bazy, żywność będzie dostarczana przez służby z terenu. Chociaż z czasem należy zwiększyć ilość produkowanej w bazie żywności, aby osiągnąć samowystarczalność. Źródłem żywności jest hydroponika na pokładzie bazy. Zaletą tego rozwiązania jest duża różnorodność dostępnych roślin. Mogą one zostać dobrane specjalnie do specyficznej diety astronautów, aby zapewnić im potrzebne wartości odżywcze. Baza będzie również wyposażona w farmy owadów, gdzie będą hodowane owady, aby urozmaicić dietę załogi i dodać łatwe do utrzymania źródło białka. Skład diety będzie konsultowany z dietetykami na Ziemi, aby dostosować dietę do potrzeb załogi. Dzięki temu astronauci zachowają zdrowie.

Energia elektryczna będzie pozyskiwana głównie z paneli słonecznych. Panele zostaną umieszczone na szczycie krateru, gdzie są prawie zawsze oświetlone (ponieważ krater znajduje się na biegunie południowym) i połączone z bazą kablem, który na całej długości zostanie pokryty warstwą regolitu przez łaziki (w celu ochrony przed mikrometeoroidami) . Urządzenia takie jak łaziki będą zasilane radioizotopowymi generatorami termoelektrycznymi (głównie łaziki, które zostały umieszczone przed wybudowaniem farmy słonecznej). W księżycową noc energię uzyskamy z baterii; wodoru zgromadzonego przez pojazd górniczy oraz wodoru, który powstanie w wyniku elektrolizy wody, gdy będziemy mieli za dużo energii (np. z paneli słonecznych w ciągu dnia).

Powietrze jest istotną częścią LSS (Life Support System). Powietrze składa się głównie z tlenu i azotu, ich proporcje powinny być jak najbardziej zbliżone do atmosfery ziemskiej. Aby zachować proporcje mieszanki powietrza, baza będzie wyposażona w czujniki mierzące i korygujące skład atmosfery bazy. Początkowo powietrze będzie transportowane z Ziemi. W kolejnych etapach baza będzie produkować powietrze z elektrolizy wody. System podtrzymywania życia będzie nie tylko dostarczał tlen i usuwał dwutlenek węgla z atmosfery bazy, ale także zapobiegał gromadzeniu się gazów takich jak amoniak i aceton, które człowiek emituje w niewielkich ilościach.

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

Celem naszej bazy jest badanie Księżyca w celu sprawdzenia skutków długotrwałego pobytu człowieka w przestrzeni kosmicznej oraz zbadanie możliwości wydobycia z powierzchni rzadkiego izotopu helu (He-3). Hel-3 to potencjalne paliwo przyszłości, które może być wykorzystane w zaawansowanych reaktorach termojądrowych do wytwarzania energii elektrycznej na Ziemi. Będziemy zbierać ten izotop za pomocą księżycowego pojazdu górniczego. Pojazd wydobywa i przetwarza księżycowy regolit, poruszając się powoli po księżycowym gruncie po wyznaczonej ścieżce. Pojazd górniczy może pozyskać około 66 kg He-3 w ciągu jednego roku. Pracuje on tylko w dni księżycowe, ponieważ potrzebuje dużo energii, którą nasza baza otrzymuje ze Słońca. Z regolitu pojazd pozyskuje wiele związków chemicznych, w tym H2O (do bezpośredniego wykorzystania w bazie) oraz H2 (jako magazyn energii w księżycową noc).

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

Dzień astronauty rozpoczyna się od porannej toalety. W tym czasie może on korzystać z bogatego zaplecza sanitarnego naszej bazy. Będzie więc mógł rozpocząć pracę czysty i odświeżony. Do jego codziennych obowiązków należy sprawdzenie bazy pod kątem wszelkich usterek, np. przecieków, po czym będzie mógł rozpocząć pracę nad przydzielonymi mu w tym czasie badaniami naukowymi. Jego kolejnymi zadaniami będzie uzupełnienie brakującej dokumentacji technicznej i naukowej, co umożliwi sprawne funkcjonowanie bazy i ułatwi przyszłe naprawy i ulepszenia. Do obowiązków załogi należeć będzie również dbanie o żywność uprawianą w bazie. Dbanie o stan roślin, sadzenie i przygotowywanie ich do spożycia. Natomiast w hodowlach owadów konieczne jest uzupełnianie pożywki, dzięki czemu dieta astronautów będzie odpowiednio zbilansowana, a załoga będzie mogła otrzymywać świeży pokarm. Podczas przerw kosmonauta będzie mógł odpocząć w specjalnie przygotowanej przestrzeni w bazie. Będzie mógł również spożywać posiłki i korzystać z siłowni na górnym piętrze bazy. Pozwoli mu to na utrzymanie odpowiedniej formy i kondycji w warunkach zmniejszonej grawitacji. Podczas pobytu obowiązkowe będzie również monitorowanie stanu zdrowia w celu przeciwdziałania ewentualnym niepożądanym skutkom przebywania poza ziemią. Harmonogram pracy załogi będzie nieregularny, ponieważ zadania dla załogi nie będą podobne z dnia na dzień. Załoga będzie prowadzić eksperymenty naukowe w wielu dziedzinach, m.in. w zakresie budowy geologicznej Księżyca, wpływu niskiej grawitacji, możliwości pozyskiwania He-3 z powierzchni, badania wiatru słonecznego itp. Do dyspozycji kolonistów będzie również drukarka 3D. Dzięki niej będzie można w czasie rzeczywistym drukować potrzebne narzędzia i przedmioty. Dla funkcjonowania, bardzo ważne będą załogowe spacery kosmiczne. Pomogą one w utrzymaniu bazy i infrastruktury poza nią, takiej jak zbiorniki, roboty górnicze czy panele fotowoltaiczne. Większość prac załogi będzie odbywała się pod dachem, aby chronić ich przed promieniowaniem. Dla pierwszych astronautów głównym zadaniem jest osiedlenie się, sprawdzenie technologii i prowadzenie badań. Badania na He-3 mogą zachęcić inwestorów, dzięki czemu kolejne misje będą tylko powiększać naszą osadę, aby księżyc stał się naszym nowym domem.



← Wszystkie projekty