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: Zespół Creanga

Ion Creanga National College  Bukareszt    Rumunia 16, 15, 17

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Nasz obóz księżycowy został zaprojektowany jako w pełni operacyjna placówka na powierzchni Księżyca, w której można prowadzić naukowe eksploracje i odkrycia przez cały cykl księżycowy. Baza składa się z modułowych sześciokątnych pomieszczeń, które ostatecznie ukształtują pszczołę miodną z nieograniczonymi kombinacjami pomieszczeń i z innym niż dotychczas podejściem do projektowania. Obóz księżycowy jest specjalnie zaprojektowany do mieszkania sześciu astronautów i wspierania ich normalnych nawyków. Każdy pokój jest przygotowany z własnym wyposażeniem i przeznaczeniem, np. medycznym lub badawczym. To z pewnością przybliży nas o krok do eksploracji i wykorzystania przestrzeni kosmicznej, Księżyc jest bogaty w minerały i metale, takie jak krzem, używany w rozwoju ogniw słonecznych, czy Hel-3, który może być używany jako paliwo. Transportując takie materiały na Ziemię, zaopatrzymy naszą planetę w zrównoważone źródła energii.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Chcielibyśmy zbudować bazę księżycową w pobliżu księżycowego bieguna południowego, a dokładniej na krawędzi krateru Shackleton, ponieważ jest to miejsce stale wystawione na działanie promieni słonecznych, a zatem zapewniłoby więcej korzyści dla obozu. Przebywanie bliżej bieguna południowego pozwoli zaoszczędzić energię i zapasy potrzebne podczas eksploracji, gdyż dystans do pokonania byłby krótszy. Zmiany temperatury byłyby mniej drastyczne w porównaniu z innymi miejscami na Księżycu, co byłoby niezwykle pomocne w tworzeniu bardziej naturalnego klimatu dla astronautów. Dzięki ciągłej ekspozycji na słońce, baza mogłaby działać niemal w całości na energii słonecznej, więc nie potrzebowalibyśmy wielu baterii, aby pogodzić straty energii. Ponadto mielibyśmy dostęp do jednego z największych źródeł wody na Księżycu, kraterów pełnych lodu na samym biegunie południowym, lodu, który można wydobyć i stopić w celu uzyskania wody pitnej dla załogi.

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

Do budowy bazy wykorzystamy zarówno części modułowe, jak i drukowane w 3D. Tuż po lądowaniu astronauci tymczasowo zamieszkają w nadmuchiwanym namiocie, podczas gdy mały łazik rozpocznie skanowanie otoczenia w poszukiwaniu niedoskonałości i przeszkód, przesyłając wszystkie pliki do drukarki 3D w celu przetworzenia, a następnie rozpoczynając budowę. Podłogi zostaną wykonane z sześciu trójkątów z kompozytu węglowego, ze względu na jego wysoką tolerancję na temperaturę i lekkość. Zostaną one zamontowane razem tworząc sześciokątną strukturę. Wszystkie pomieszczenia są oświetlone sześcioma diodami LED, po jednej na każdym rogu, i połączone systemem korytarzy, ukształtowanych tak, aby wchodziły pomiędzy sześciokąty. Po stworzeniu solidnych podstaw, rozpoczniemy drukowanie 3D prostokątnych ścian z tytanu, aby zapewnić wytrzymałość i ochronę dla podstawy. Następnie wszystkie wewnętrzne ściany w bazie zostaną pokryte metaliczną powłoką, aby zapewnić dodatkową ochronę przed promieniowaniem słonecznym. Taka konstrukcja pozwala na zamknięcie jednego pomieszczenia lub dodanie dowolnej liczby pomieszczeń.

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

Najtrudniejsze czynniki, które będą musieli pokonać kosmonauci to: promieniowanie kosmiczne i mini meteoryty, grawitacja. Jednak będą oni również narażeni na zagrożenia behawioralne. Z zagrożeń zewnętrznych, podczas podróży na Księżyc astronauci mogą wykorzystać otaczający ich ładunek jako tarczę ochronną przed promieniowaniem, a im większa będzie jego masa, tym większa będzie ochrona. Po przybyciu na Księżyc, zamieszkają w nadmuchiwanym namiocie, przykrytym warstwą ochronnej gleby księżycowej, a w międzyczasie druk 3D-robot będzie budował bazę. Aby baza była bezpieczna, zaplanowaliśmy ją z grubymi ścianami. Do ochrony przed wysokimi temperaturami możemy wykorzystać płytki osłony termicznej, wykonane z włókien krzemionkowych. Aby utrzymać zdrowie psychiczne załogi, będą oni utrzymywać bliski kontakt z rodziną i przyjaciółmi, a także będą mogli wnieść 0,5 kg swoich rzeczy, aby poczuć się bardziej jak w domu. Do ich dyspozycji będzie siłownia i strefa relaksu wewnątrz bazy, co pozwoli im zachować umiejętności socjalizacyjne i dobre samopoczucie, które są niezwykle ważne w dłuższej perspektywie.

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

Liczne raporty wskazywały na istnienie wody na biegunach księżycowych w postaci lodu, a ponieważ umieściliśmy bazę w pobliżu krateru Shackleton, będziemy mieli dostęp do źródła w rejonie południowym. Lód zostanie wydobyty i przetransportowany z powrotem do bazy, gdzie zostanie umieszczony w pojemniku na zewnątrz i pozostawiony do stopienia przez energię słoneczną. Po roztopieniu woda zacznie płynąć przez system podziemnych rur, a ostatecznie do systemu pomp w bazie. Ponadto chcemy poddać wodę recyklingowi z powietrza i moczu, tworząc w ten sposób system zamknięty.

Na początku astronauci będą musieli jeść z zapasów przywiezionych z Ziemi. Reszta żywności będzie uprawiana w hydroponicznych komorach, bezpośrednio w bazie księżycowej, zapewniając astronautom częściowo roślinną dietę w ciągu najbliższego miesiąca lub dwóch. Do tego czasu będziemy mieli w pełni uprawiane rośliny (takie jak brokuły, zielenina liściasta, brukselka, fasola, słodkie ziemniaki i inne), ze względu na ich korzyści odżywcze. Aby urozmaicić swoje opcje, astronauci będą mieli do dyspozycji spożywczą drukarkę 3D, która może ugotować wszystkie rodzaje potraw. Członkowie załogi zostaną zbadani przez dietetyków w celu określenia ich charakterystyki metabolicznej, co pozwoli na wykorzystanie optymalnego planu żywieniowego, który ograniczy niepotrzebne spożycie żywności.

Nasze główne źródło energii będzie pochodzić z wysoko wydajnych paneli słonecznych. Dzięki niemal stałemu promieniowaniu słonecznemu w pobliżu krateru Shackleton, w ciągu dnia nie będziemy potrzebowali innych źródeł energii. Jednak w nocy będziemy musieli użyć akumulatorów, aby pokonać nieaktywne panele słoneczne. Jednym z rozwiązań jest zastosowanie wodorowych ogniw paliwowych. Wodór uzyskamy z procesu elektrolizy wody, w wyniku której powstaje O2 i H2. Alternatywą dla tego rozwiązania będzie spalanie metanu w celu uzyskania energii. Metan można uzyskać z Reakcji Sabatiera, która zamienia CO2 i H2 w wodę i metan.

Po pierwsze, tlen może być uzyskany z elektrolizy wody, który może być połączony z azotem, aby stworzyć powietrze do oddychania (21% O2, 78% N2) dla astronautów wewnątrz bazy. Pozostały tlen będzie przechowywany w pojemnikach ciśnieniowych, aby astronauci mogli oddychać nim podczas wypraw w kosmos. Tlen może być również pozyskiwany z powierzchni Księżyca, który ma 43% O2, wykorzystując elektrolizę Molten Salt. Jak dotąd nie ma dowodów na to, że azot występuje w ogromnych ilościach na powierzchni Księżyca, więc będziemy musieli używać sprężonego azotu przesyłanego z Ziemi, chyba że nowsze odkrycia wskażą inaczej

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

Głównym celem naszego obozu na Księżycu będzie cel naukowy. Poprzez osiedlenie załogi na powierzchni Księżyca, mamy nadzieję przeprowadzić wiele naukowych eksploracji i eksperymentów, aby lepiej zrozumieć środowisko, co pozwoli nam zbudować lepsze i bardziej wydajne bazy kosmiczne dla przyszłych misji, pokoleń lub nawet dla podróży komercyjnych. Jednak jedna trzecia załogi bazy będzie składać się z turystów, co pomoże nam sfinansować wyprawy i inne potrzeby. Niektóre z badań naukowych mogą polegać na poznaniu wpływu mikrograwitacji na organizmy żywe lub lepszym zrozumieniu geologii i składu Księżyca. Naukowcy zwrócili uwagę, że gleba księżycowa jest żyzna. Jeśli to prawda, może to otworzyć drzwi do opracowania nowych związków chemicznych. Wreszcie, wydobycie powierzchni Księżyca doprowadziłoby nas o krok bliżej do dalszej eksploracji i eksploatacji przestrzeni kosmicznej, co jest korzystne dla Ziemi, ponieważ wszyscy wiemy, że zasoby naszej planety są ograniczone.

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

Astronauci będą pracować na trzy zmiany, każda składająca się z dwóch osób, tak aby w każdym momencie zawsze było dwóch członków załogi obudzonych, w razie nagłego wypadku. Zostanie stworzony sztuczny cykl dnia i nocy, aby utrzymać niestandardowe rytmy okołodobowe każdej ze zmian.

Po pierwsze, po przebudzeniu, załoga może skorzystać z łazienki i wykonać zwykłą poranną czynność. Po tym, mogą pójść na śniadanie (wykonane w drukarce 3D do żywności), albo z zatok hydroponicznych, albo z kuchni. Jeśli wolą, kosmonauci mogą wykonać kilka treningów w siłowni, biegać na bieżni, podnosić ciężary, jeździć na rowerze, a nawet uprawiać jogę w sali sportowej.

Po porannej rutynie członkowie załogi muszą sprawdzić maszyny i systemy w całej bazie, aby upewnić się, że wszystko działa prawidłowo i że żaden system nie jest krytyczny. Jeśli jakiś komponent lub część maszyny jest uszkodzona, zostanie zabrana do inżynierii, gdzie zajmą się nią inżynierowie. Jeśli zdarzy się, że dany element będzie nie do naprawienia, nowe części zostaną wydrukowane w 3D tak szybko, jak będzie to konieczne. Każdy z członków załogi otrzymał konkretne zadania do wykonania w ciągu dnia. Botanicy zajmą się hydroponiką, aby zapewnić członkom załogi wystarczającą ilość pożywienia; głównym zadaniem inżynierów może być naprawa i podtrzymanie działających systemów lub analiza i projektowanie nowych komponentów. Jeśli temperatura zewnętrzna mieści się w zakresie umożliwiającym przetrwanie, astronauci mogą udać się na różne ekspedycje. Niektóre z nich mogą polegać na odwierceniu lodu z bieguna południowego i wypełnieniu nim komory wodnej na zewnątrz bazy, lub na pobraniu różnych skał, rud lub okazów z powierzchni Księżyca. Załoga będzie również prowadzić badania mające na celu zwiększenie naszego zrozumienia Księżyca, takie jak jego geologia czy wpływ mikrograwitacji na organizmy żywe. Zarówno ekspedycje, jak i badacze mogą pomóc nam w lepszym zrozumieniu środowiska, co pozwoli na stworzenie w przyszłości zrównoważonych baz. Po zakończeniu swoich zadań członkowie załogi mają trochę wolnego czasu, aby się zrelaksować, zagrać w jakieś gry, posłuchać muzyki, obejrzeć film lub zadzwonić do swoich przyjaciół i rodzin. Przed pójściem spać, będą musieli zjeść kolację i być może skorzystać z toalety, jak chcą i spojrzeć na naszą Ziemię, w oddali.



← Wszystkie projekty