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: AMAR

Nad Aleji  Praga    Czechy 15, 14 lub młodsi Pierwsze miejsce - państwa członkowskie ESA

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Naszym celem jest zaprojektowanie samowystarczalnej bazy, która może być zrealizowana w ciągu najbliższych 10 lat. Nasz projekt opiera się na. rzeczywiste pomiary i eksperymenty, jak również na sprawdzonych już istniejących technikach.

  • W pierwszy etap, żywność będzie musiała być transportowana z Ziemi, a baza nie będzie jeszcze samowystarczalna. Przede wszystkim będzie budowana infrastruktura na Księżycu (wzmocnienie krytycznych obszarów, poszukiwanie lokalnych zasobów...).
  • W druga faza, będzie produkować własną żywność i wodę, a nawet będzie w stanie dostarczać te surowce do innych stacji (Gateway), a badania zostaną w pełni uruchomione.

Baza jest w stanie przyjąć na stałe czteroosobową załogę, która zmieni się po pół roku.

Nasz model 3D zawiera dwa pierwsze moduły bazy: samowystarczalny moduł mieszkalny i laboratoryjny (HLM) i moduł ładunkowy (CM). HLM nie jest jeszcze zbyt wygodny dla załogi, ponieważ ma jedynie testować technologie (uprawa roślin, produkcja paliwa z wykorzystaniem ISRU, szkolenie załogi...), które w przyszłości zostaną wykorzystane do budowy modułu szklarniowego (GM) oraz dużego modułu mieszkalnego (LHM), łączącego się z bazą. Do CM podłączony jest pojazd ciśnieniowy (PR). Po podłączeniu GM i tym, że będziemy mogli produkować paliwo na Księżycu, będzie można zaopatrywać stację Gateway w żywność i wodę.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Planujemy zbudować naszą bazę na południowym biegunie Księżyca, a konkretnie na krawędzi krateru Shackleton. Miejsce to jest korzystne ze względu na niemal stałe oświetlenie oraz pobliskie złoża wody. Program Artemis również zmierza na południowy biegun Księżyca, a Gateway Station orbituje, by wylądować właśnie tutaj, więc miejsce to będzie również dobrze zbadane i można poczynić przygotowania do przybycia naszej bazy. W środku krateru panuje całkowita ciemność i niska temperatura, co pozwoli na unikalne niezakłócone obserwacje astronomiczne.

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

Do budowy naszej bazy planujemy wykorzystać lokalne zasoby, które będziemy przetwarzać za pomocą elastycznych metod konstrukcyjnych, takich jak druk 3D.
CM przybywa pierwszy. Zostanie wyrenderowany za pomocą Ariane 6. Po połączeniu z manewrami transfer element (TE) dotrze do NRHO, gdzie połączy się z Gateway. Na niego będą już czekały dwa elementy lądowania wielokrotnego użytku (RLE), które z każdej strony podłączą CanadArm 3 do NM. Taki zestaw ląduje następnie na Księżycu. LRE przygotowuje je do ponownego użycia, tankuje i wraca do Gateway.

W kolejnej fazie przybędzie załoga. CM będzie funkcjonować jako tymczasowe laboratorium, w którym zostanie zweryfikowana przydatność obecnych technologii, które zostaną wykorzystane w HLM.

Jeśli testy wypadną dobrze, nic nie stanie na przeszkodzie by HLM wystartował na Ariane 6. Jego działanie będzie podobne do CM.
Następnie HLM rozkłada się. Środkowa część składana (IP) nadmuchuje się. Z CM przenoszona jest reszta stelaży, które mogą być wypełnione dodatkowym ładunkiem. Sufit i podłoga w EP są również częściowo składane. Gdy HLM się rozłoży, drukarka 3D zapewni ochronę przed promieniowaniem i mikrometeorytami. System ten zapewni, że w momencie przybycia astronautów baza będzie w dużej mierze gotowa.

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

Do ochrony przed mikrometeorytami planujemy wykorzystać głównie ISRU z wykorzystaniem metody druku 3D. W tej metodzie zostałaby wydrukowana tarcza Whipple'a. Próbowaliśmy kilku różnych metod (regolit + spoiwo z Ziemi, regolit + siarka, regolit + siarka + żelazo). Najlepszą metodą z jaką eksperymentowaliśmy był siarkowy kreta księżycowy, ale siarka topi się w niskich temperaturach i sublimuje. Druk 3D na Księżycu wymaga więcej badań.
Tarcza z regolitu chroniłaby również przed promieniowaniem kosmicznym. Na 1 m² przypadałoby 10 000 kg tarczy. Wysokość wynosiłaby 1,5 m - 3 m w zależności od gęstości druku.
System grzejników / kolektorów słonecznych zapewnia ochronę przede wszystkim zasypanych części podstawy przed ekstremalnymi temperaturami miesięcznymi.

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

Pozyskamy wodę z księżycowego lodu, a następnie oczyścimy ją i poddamy recyklingowi, minimalizując w ten sposób ładunek przywieziony z Ziemi.
Woda będzie wydobywana przez wozy na dnie krateru Shacketlon. Energię dostarczymy im za pomocą luster umieszczonych na krawędzi krateru. Zostaną one przetransportowane tutaj przez komercyjny lądownik księżycowy.
Nasz solidny system recyklingu wody zajmie trzy regały, pozwalając na "luksusy" takie jak prysznic. Pozwoli to również na przeprowadzenie dużych eksperymentów z roślinami przed dodaniem GMO.

W pierwszej fazie żywność będzie transportowana przez Dragona XL z Ziemi. Podłącza się on do Wrót i ładunek jest przekazywany do CM. W drugiej fazie będziemy uprawiać żywność w GM. Podłoże prawdopodobnie będzie się składać z oczyszczonego regolitu i kompostu oraz odpadów astronautów. Nadal badamy wpływ kompostowania na atmosferę.

Do produkcji energii wykorzystamy panele słoneczne. Podczas świecenia paneli słonecznych z wody w wyniku elektrolizy będzie wytwarzane paliwo (wodór i tlen). W momencie zaciemnienia paneli, w ogniwach wodorowych wytwarzana jest energia elektryczna. Rozważamy również zastosowanie generatorów termoelektrycznych, które wykorzystywałyby ekstremalne różnice temperatur na Księżycu.

W pierwszej fazie będziemy pozyskiwać tlen poprzez ekstrakcję z regolitu. Jako produkt odpadowy powstaną metale. Będziemy wychwytywać dwutlenek węgla z atmosfery i magazynować go w dużym zbiorniku (załoga będzie też produkować więcej wody niż zużywa, więc będziemy mieć też zbiornik na wodę).
W drugiej fazie pobieramy do GM dwutlenek węgla i wodę, a rośliny zamieniają te dwie substancje z powrotem w pożywienie.

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

Nasza baza ma dwie główne misje: prowadzić eksperymenty i przygotować Księżyc do dalszego zasiedlenia. Ale każdy projekt potrzebuje środków finansowych, więc udostępnilibyśmy przestrzeń do przeprowadzania komercyjnych eksperymentów, możemy też sprzedawać regolit. Mamy nadzieję, że w ten sposób uda nam się uzyskać przynajmniej pewną samowystarczalność finansową bazy. W późniejszych etapach kolonizacji chcielibyśmy produkować w bazie z lokalnych źródeł, a także wystrzeliwać małe satelity.

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

Po przebudzeniu o 6:00 astronauta wykonuje poranną higienę, a następnie przenosi próbkę ze stojaka biologicznego (BR) do zamrażarki (FR).

O 6:30 odbywa się wspólne śniadanie w salonie. Każdy astronauta ma swój własny stół, na którym może mieć rzeczy osobiste. Mają do dyspozycji chleb przywieziony z Ziemi z dodatkiem warzyw z małego eksperymentalnego ogrodu (SEG). Po śniadaniu odbędą się przygotowania do aktywności pozawerbalnej (EVA), a o 7:00 astronauta wraz z innym przygotowuje CM i LE do jutrzejszego lotu zaopatrzeniowego do Gateway. Obejmuje to podłączenie kabli, inspekcję silnika i przygotowanie do tankowania. Będą także instalować eksperymentalne TEG.

O 12:00 druga część załogi spożywa lunch, podczas gdy pozostała dwójka nadal wykonuje EVA.

O 13:00 nasz astronauta wraca z EVA i wraz z pozostałymi bierze lunch oraz przerwę na lunch przedłużoną do 14:30. Ponieważ wykonywał wymagające fizycznie EVA, trenuje tylko przez pół godziny do 15:00. Po tym czasie następuje inspekcja systemów stacji, która obejmuje sprawdzenie okablowania stacji, stanu filtrów, szczelności połączeń oraz sprawdzenie czy nie ma kurzu. To bardzo ważne, a nasza baza zawiera szereg środków, dzięki którym kurz nie dostaje się do środka, a wszystkie połączenia dobrze się uszczelniają. Podczas kontroli stwierdza, że jeden z filtrów jest już zbyt zapchany, więc podnosi jedną płytę podłogową, aby usunąć zapas. O 16:00 kończy pracę i może teraz przeprowadzić komercyjne eksperymenty. Pierwszy z nich bada wpływ szóstej grawitacji na mieszanie się metali w stopach. Astronauta uruchamia go i sprawdza. Potem może przeprowadzić kolejne eksperymenty.

O 17:00 rozpocznie bardziej wymagającą analizę próbek w schowku (GBR). Zajmie mu to czas do godziny 19:00. Następnie cała załoga spotka się na kolacji, po której nastąpi czytanie instrukcji na jutro.

Od 19:00 do 21:00 astronauta ma czas na wieczorną higienę i ma czas wolny.

O 21:00 otwiera podłogę i kładzie się do swojego łóżka.



← Wszystkie projekty