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: Projekt ZLE

King Kekaulike High School  Pukalani    Stany Zjednoczone 16, 17

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Zaprojektowaliśmy obóz księżycowy z zamiarem posiadania niezwykle bezpiecznego, w dużej mierze modułowego i najnowocześniejszego obiektu, który mógłby zapoczątkować nową erę eksperymentów księżycowych. Stworzyliśmy bazę, której priorytetem jest bezpieczeństwo. Prawie każdy system jest potrójnie redundantny, więc jeśli tylko jeden z aspektów ulegnie awarii, co często zdarza się w nowej erze eksploracji kosmosu, cały system może działać bezbłędnie. Następnie postawiliśmy sobie za cel, aby cały system, nie tylko kabiny, był w pełni modułowy, ale również bezpieczny. Wzięliśmy to pod uwagę i zaprojektowaliśmy wszystko tak, aby było łatwo wymienne w układzie wewnętrznym i zewnętrznym, zdolne do montażu i demontażu przy użyciu jedynie skromnej wiertarki. Wreszcie, zastosowaliśmy niektóre z najnowocześniejszych rozwiązań przemysłu kosmicznego w zakresie zasilania i uzdatniania wody, jak również opracowaliśmy kilka własnych technologii, aby poradzić sobie z surową powierzchnią Księżyca.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Wybraliśmy, aby zbudować nasz obóz księżycowy w obręczy bieguna południowego, w kraterze Shackleton. Wybraliśmy tę lokalizację, ponieważ:

1) Znajduje się wystarczająco daleko od prawdziwego bieguna, aby zmniejszyć efekty środowiskowe związane z założeniem bazy na biegunie, takie jak promieniowanie, wiatry, zmiany temperatury i trzęsienia księżycowe. 

2) Brzegi tego krateru doświadczają niemal stałego nasłonecznienia, co pozwala naszej farmie słonecznej pracować z maksymalną wydajnością tak długo, jak to możliwe, polegając na innych zapasowych źródłach zasilania tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne.

3) Na dnie krateru panuje wyjątkowo niska temperatura, gdzie pod powierzchnią może znajdować się zamarznięta woda, działająca jako jedno z kilku możliwych źródeł wody dla naszej bazy.

4) Eksploracja w "wiecznie ciemnym" rejonie centrum krateru może przynieść możliwości ważnych odkryć naukowych.

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

Planujemy złożyć nasz obóz na Księżycu poprzez wystrzelenie komponentów z Ziemi i złożenie ich na powierzchni Księżyca. Stalowe sześciokątne płyty bazowe, wsporniki oraz kompozytowe ściany z włókna ołowiowego i węglowego dla każdego z habitatów zostałyby zapakowane w odporne na ciepło włókna i wystrzelone razem, wyrzucone ze statków kosmicznych krążących wokół Księżyca. Ich opadanie byłoby spowolnione za pomocą pędników podobnych do tych używanych w SkyCrane NASA. Pakiet, gdy już mocno osadzony na powierzchni Księżyca, oznaczyłby swoją lokalizację, sygnalizując, że jest gotowy do ludzkiej interakcji i montażu. Lądownik przewożący astronautów wylądowałby w odległości 50 metrów od miejsca, pozwalając zespołowi astronautów, wspomaganemu przez roboty i elektronarzędzia, na zmontowanie ścian bazy, a także na zwiększenie ciśnienia i natlenienie co najmniej jednego modułu, gdzie mogliby się przegrupować i przygotować do dalszej rozbudowy bazy, zgodnie z wymaganiami misji.

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

Dla nas bezpieczeństwo było przede wszystkim w procesie projektowania. W prawie każdym aspekcie naszej konstrukcji mamy co najmniej dwa backupy, na wypadek gdyby pierwszy aspekt zawiódł. Stworzyliśmy od podstaw system zawieszenia przypominający coilover, który ma podtrzymywać całą podstawę. Głównym celem tej konstrukcji było zapewnienie tłumienia trzęsień księżyca, ale także stworzenie równej powierzchni wewnątrz habitatu, na wypadek gdyby baza musiała być ustawiona nieco pod kątem. Zdecydowaliśmy się również na stworzenie ściany kompozytowej, wykorzystując głównie lekkie materiały, takie jak włókno węglowe i włókno szklane, z zewnętrzną warstwą ołowiu, która odbija promieniowanie. Ponieważ nie znajdujemy się bezpośrednio na biegunie, przewidujemy, że będzie to wystarczające, aby zapobiec przedostawaniu się promieniowania księżycowego do wnętrza habitatu, a jeśli podczas testów praktycznych okaże się, że tak nie jest, można będzie dodać dodatkowe warstwy farby lub włókna ołowianego na zewnątrz bazy.

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

Aby zapewnić naszym naukowcom wodę, nasza baza wymaga na początek rezerwy wody sprowadzonej z Ziemi. Z tej rezerwy planujemy wykorzystać proces destylacji i osuszania atmosfery, aby odzyskać wodę. Podobnie jak proces stosowany na Stacji Kosmicznej, proces ten powinien być 99% wydajny, więc tylko niewielkie ilości wody muszą być wysyłane z Ziemi. Na dodatek lód księżycowy będzie zbierany i rekwirowany, więc będzie można go przefiltrować i wykorzystać jako alternatywne źródło wody. Jeden odbierak wody może przefiltrować wystarczającą ilość wody dla 6 osób dziennie, a dla potrójnej redundancji są 3 odbieraki.

Ponieważ wysłanie w kosmos kosztuje $10,000 za funt ładunku, zmniejszenie ilości produktów, które trzeba będzie wysłać było dla nas koniecznością. Aby jak najlepiej wykorzystać nasze fundusze, będziemy musieli uprawiać w bazie jak najwięcej żywności. Jednym z najłatwiejszych do uprawy pokarmów, który dostarcza najwięcej kalorii, są ziemniaki, więc w naszym hab. mamy wyznaczoną sekcję uprawy roślin, która będzie miała wszystkie wymagania do uprawy żywności.

Zasilanie jest jednym z najważniejszych elementów każdego habitatu kosmicznego, dlatego aby rozwiązać ten ważny problem, zastanawialiśmy się, jakie opcje dadzą najwięcej energii przy najmniejszej przestrzeni. Wybraliśmy dwie metody: energię słoneczną i jądrową oraz baterie litowe o dużej pojemności, takie jak te używane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Następnie, aby ustalić ile każdego z procesów produkcyjnych będziemy potrzebować, określiliśmy ile mocy potrzebuje baza w domyślnej konfiguracji 7 HAB. Wykombinowaliśmy, że nasza baza jest mniej więcej dwa razy większa od ISS, więc będzie musiała być w stanie wyprodukować dwa razy więcej energii. Jeśli ISS jest w stanie wyprodukować 120 kilowatów mocy przy pełnym obciążeniu, to nasza baza musi być w stanie wyprodukować 240 kilowatów. Ostatecznie potrzebowaliśmy 24 generatorów jądrowych (8 reaktorów) i 32 generatorów słonecznych (8 paneli) wraz z 48 bateriami (16 grup).

Aby dostarczyć tlen do habitatu mamy potrójny redundantny zestaw oksygenatorów, który wytwarza 12lbs tlenu na oksygenator. Ten zestaw może wygodnie obsłużyć 6 osób. Oksygenatory wytwarzają tlen poprzez pobieranie CO2 i przekształcanie go w O2.

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

Nasz obóz księżycowy został zaprojektowany jako modułowy, co oznacza, że mógłby może być ustawiony tak, aby dostosować się do wielu różnych okoliczności lub celów. W obecnej formie obóz księżycowy jest przeznaczony wyłącznie do celów naukowych, ponieważ wiele urządzeń znajdujących się na pokładzie jest niezwykle wrażliwych i wymagałoby specjalnego szkolenia, aby bezpiecznie je obsługiwać.

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

Aby rozpocząć dzień w naszym obozie, trzej badacze w każdym cyklu snu (grupie) budzą się i w drodze do kuchni sprawdzają najważniejsze urządzenia podtrzymujące życie i dotleniające. Po zjedzeniu posiłku, każdy badacz udaje się do przydzielonego mu zadania, przede wszystkim upewniając się, że wszystkie kluczowe systemy są w normie, ale także uprawiając rośliny, badając okazy, naprawiając zepsuty sprzęt lub wykonując inne zadania, które może przynieść dzień. Po zakończeniu pracy pierwszej grupy i przebudzeniu się drugiej, obie ekipy rozmawiały o sukcesach i wyzwaniach dnia, a na podstawie tych informacji druga ekipa kończyła wszystko, czego nie była w stanie zrobić pierwsza i kontynuowała ten cykl.



← Wszystkie projekty