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: Lupus

Szkoła dla dziewcząt w Tiffin  Londyn    Zjednoczone Królestwo 17

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Nasza baza na Księżycu jest przeznaczona do badań naukowych w celu poszerzenia naszej wiedzy o Księżycu i stworzenia podstaw dla przyszłego rozwoju infrastruktury na Księżycu. Zespół składa się z 6 osób, w tym 4 naukowców, którzy będą przeprowadzać eksperymenty z wykorzystaniem zasobów w laboratorium, a także 2 inżynierów, którzy będą używać łazików do tworzenia przestrzeni mieszkalnych w podziemnych rurach lawowych do wykorzystania w przyszłych misjach eksploracyjnych na Księżycu. Baza zostanie stworzona przy użyciu ISRU (in-situ resource utilization) i będzie podzielona na różne sekcje, z głównym obszarem roboczym i pomieszczeniami mieszkalnymi oddzielonymi tak, aby astronauci mogli nadal prowadzić zdrowy tryb życia na Księżycu. Głównym celem naszego projektu jest zaprojektowanie bazy księżycowej, która może być wykorzystywana jako centrum badań księżycowych, a także jako pionierskie miejsce w eksploracji kosmosu przez ludzkość.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Baza znajduje się na biegunie południowym, na krawędzi krateru Shackleton, który znajduje się w basenie Aitken. Wybraliśmy tę lokalizację ze względu na stosunkowo umiarkowany klimat, dzięki czemu jest ona odpowiednia dla astronautów, którzy nie będą musieli doświadczać ekstremalnych zmian temperatury z powodu cyklu księżycowego. Co więcej, znajdują się tam rury lawowe, które mogą być wykorzystane jako potencjalne schronienie podczas deszczu meteorytów, a także mogą chronić astronautów przed narażeniem na szkodliwe promieniowanie. Miejsce to jest również oświetlone światłem słonecznym przez 75-80% czasu, co jest niezbędne do produkcji energii słonecznej potrzebnej do zasilania obozu księżycowego. Oświetlony obszar ma powierzchnię około 1,25 kilometra kwadratowego, co zapewnia wystarczającą przestrzeń dla naszej bazy. Dodatkowo, 22% materiału znalezionego w kraterze może składać się z lodu, który może być wykorzystany przez astronautów do wydobycia niezbędnych zasobów, takich jak woda.

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

Główna struktura naszej bazy zostanie wzmocniona tytanowymi prętami przywiezionymi przez zautomatyzowany samolot przed lądowaniem. Gdy cały materiał będzie już na miejscu, planujemy użyć składanej drukarki 3D do budowy bloków strukturalnych poprzez spiekanie regolitu za pomocą ukierunkowanego promieniowania. Chociaż spodziewamy się, że nasza główna baza zostanie już zbudowana przy użyciu zdalnie sterowanej automatyzacji, zespół będzie mógł następnie, korzystając z drukarki, zbudować resztę obozu i kontynuować rozbudowę, w szczególności poprzez wykorzystanie regolitu jako głównego źródła materiału budowlanego, co pomoże naszej bazie stać się samowystarczalną. W

Oprócz regolitu planujemy również wykorzystać minerały i metale występujące w regionach polarnych, podłączając magnesy do naszej jednostki sortującej wodę, zbierając w ten sposób metale równolegle z wodą. Można je następnie stopić i wykorzystać do budowy bardziej wytrzymałych struktur. Innym ważnym wyborem projektowym było zastosowanie technologii lewitacji magnetycznej w naszej tubie lawowej. Miało to zapewnić szybki dostęp do naszego awaryjnego bunkra, a także do codziennego użytku, ponieważ jednym z naszych głównych celów jest rozbudowa podziemnej infrastruktury i stworzenie kolejnej bazy. Ponadto zastosowaliśmy ekranowanie biczowe oraz czujniki podczerwieni do wykrywania wycieków powietrza i wody, aby zapobiec ich skażeniu. Planujemy również użycie krzyżujących się belek tam, gdzie to możliwe, zamiast solidnych platform, aby w pełni zoptymalizować materiały.

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

Wokół naszego głównego obozu wykorzystaliśmy nasypy wykonane ze spiekanego regolitu, aby chronić bazę przed wiatrami słonecznymi i promieniowaniem, a także umieściliśmy ją w kraterze dla dodatkowej osłony. Ponadto wszystkie nasze konstrukcje są uziemione, aby zneutralizować gromadzenie się ładunków elektrostatycznych z wiatrów słonecznych. Zbudowaliśmy również szybko dostępny bunkier w pobliskiej lawecie, aby zapewnić schronienie przed deszczami meteorów. Dostęp do niego zapewnia winda maglev, która ułatwia dostęp w nagłych wypadkach i działa szybciej niż mechaniczny system kół pasowych. Ponadto duże asteroidy są stale śledzone przez ISS i Ziemię, a informacje są przekazywane do naszego osobistego satelity. Są one następnie przesyłane bezpośrednio do naszego centrum łączności. Zarówno nasz satelita, jak i nasza baza posiadają osłonę Whipple, która zapewnia ochronę przed kosmicznymi śmieciami poprzez rozbijanie materii przed dotarciem do głównej struktury.

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

Dla naszej bazy pozyskiwanie wody było jednym z kluczowych celów i przewidujemy, że cały system pozyskiwania wody będzie gotowy przed lądowaniem astronautów, ponieważ woda jest niezbędna do przetrwania. Byłoby to realizowane głównie przez zdalnie sterowane łaziki wykorzystujące naszego satelitę do komunikacji. Po przyjrzeniu się różnym opcjom zdecydowaliśmy, że nasza woda będzie wykorzystywać metodę aqua factorem, w której łazik zeskrobuje górną powierzchnię, a następnie sortuje odzyskane cząsteczki za pomocą jednostki sortującej sztucznej inteligencji. Zdecydowaliśmy się nie używać wiercenia ze względu na ekstremalnie niskie temperatury i wysoki pobór energii. Cząsteczki wody są następnie transportowane do głównego zbiornika za pomocą pociągów towarowych z lewitacją magnetyczną, co pozwala na szybką sieć pobierania wody, która działa elektrycznie, aby zminimalizować emisję dwutlenku węgla. Wszelka zużyta woda jest następnie wysyłana do naszej jednostki recyklingu, która ma podobną strukturę do jej ziemskiego odpowiednika.

Źródłem pożywienia astronautów będą warzywa uprawiane w laboratorium aeroponicznym, które znajduje się w głównym obszarze roboczym bazy. Zastosowanie aeroponiki oznacza, że rośliny są uprawiane w środowisku mgły, która zawiera składniki odżywcze niezbędne do wzrostu roślin. Wybraliśmy tę metodę, ponieważ nie wymaga ona zagęszczonego podłoża, takiego jak gleba lub woda, co pozwala zaoszczędzić ilość wody dostępnej dla astronautów. Rośliny zostaną starannie dobrane, aby zawierały odpowiednią ilość składników odżywczych niezbędnych do utrzymania zdrowia astronautów. Rośliny sojowe będą również uprawiane w celu stworzenia substytutów mięsa, aby zapewnić, że astronautom nie brakuje niezbędnych składników odżywczych, zdecydowaliśmy się nie używać zwierząt jako źródła pożywienia, ponieważ wymagałyby one dodatkowych zasobów, takich jak energia, powietrze i woda, które mogłyby być niezbędne dla astronautów.

Do zasilania zamierzamy wykorzystać energię słoneczną za pomocą paneli słonecznych wyposażonych w jednoosiowe trackery, pozwalające naszym panelom obracać się i podążać za trajektorią słońca, aby zmaksymalizować uzyskaną energię. Energia słoneczna jest odnawialna, a także jest jej pod dostatkiem przez większość czasu, ponieważ panele będą zlokalizowane na "szczytach wiecznego światła", gdzie będą oświetlone przez 75-80% czasu. Ponadto nasza mini elektrownia, w której para wodna z elektrolizy zapewnia energię mechaniczną, która jest następnie przekształcana w energię elektryczną przez nasze generatory. Wreszcie, mamy opcję zasilania awaryjnego z naszego satelity. Zwiększona powierzchnia paneli słonecznych na naszym satelicie oznacza, że w sytuacji awaryjnej może on wysyłać wiązki energii w postaci mikrofal, które są następnie odbierane przez nasze centrum komunikacyjne. Dodatkowa energia daje naszemu zespołowi czas na reagowanie na wszelkie sytuacje awaryjne.

Produkcja powietrza/tlenu jest ważnym aspektem naszego obozu, w którym zdecydowaliśmy się na wytwarzanie go poprzez elektrolizę wody. Ta reakcja chemiczna pozwala nam uzyskać czysty tlen i wodór (który jest wykorzystywany jako paliwo). Tlen jest następnie przechowywany w próżniowo zamkniętych pojemnikach i dystrybuowany do naszej bazy. Ponieważ rozpoczęcie tego procesu może zająć trochę czasu, początkowo zespół będzie korzystał z tlenu importowanego z Ziemi i dostaw z ISS, jednak nie przewidujemy, aby zajęło to zbyt dużo czasu, ponieważ infrastruktura zostanie zbudowana wcześniej przy użyciu zautomatyzowanej robotyki. Podobnie jak w przypadku wody, tlen będzie w jak największym stopniu poddawany recyklingowi, a być może nawet wykorzystywany będzie tlen uwalniany w naszej jednostce aeroponicznej (z fotosyntezy). Będzie to możliwe dzięki szczelnym otworom wentylacyjnym i komorom w naszej głównej bazie, wykorzystującym wentylatory do kierowania prądem powietrza.

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

Jednym z głównych celów naszego obozu księżycowego jest prowadzenie badań nad możliwościami przetrwania organicznych form życia, takich jak zwierzęta i rośliny, w atmosferze Księżyca, dlatego nasz zespół naukowców będzie obejmował biologa, który będzie prowadził badania w tym obszarze. Zarówno zautomatyzowane, jak i ręcznie sterowane łaziki będą wykorzystywane przez naukowców do zrozumienia powierzchni Księżyca poprzez eksplorację wcześniej niedostępnych miejsc na Księżycu. Obóz księżycowy posiada teleskop na podczerwień, który zostanie wykorzystany do poszerzenia naszej wiedzy na temat ciał niebieskich we wszechświecie. Inżynierowie będą pracować nad rozwojem rur lawowych pod powierzchnią księżyca, aby uczynić je nadającymi się do zamieszkania do wykorzystania w przyszłych badaniach księżyca. Prace będą obejmowały rozwój infrastruktury, dzięki czemu baza może być w przyszłości wykorzystywana jako stacja paliw.

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

W bazie będzie obowiązywał harmonogram spania, tak aby co najmniej jeden członek załogi nie spał przez cały czas. Ten członek załogi będzie stacjonował w centrum łączności, gdy reszta załogi będzie spała, aby można go było zaalarmować w nagłych wypadkach i powiadomić resztę załogi. Po przebudzeniu członek załogi powinien umyć się i zjeść śniadanie, a następnie wykonać swoje zadania na dany dzień. Zostanie wprowadzony harmonogram rotacyjny, w którym dwóch członków załogi spędzi dzień na monitorowaniu infrastruktury i sprzętu w bazie, aby sprawdzić, czy wszystko działa poprawnie; będą również monitorować zużycie energii w bazie i jeśli zajdzie taka potrzeba, mogą wyłączyć kilka systemów, aby zapewnić wystarczającą moc do utrzymania krytycznych rzeczy, takich jak poziom tlenu. Reszta załogi wykona swoje zadania związane z ich rolą w obozie księżycowym. Biolodzy będą prowadzić badania nad możliwościami przetrwania życia organicznego na powierzchni księżyca, oprócz tego biolodzy będą również odpowiedzialni za zarządzanie laboratorium aeroponicznym, aby upewnić się, że rośliny rosną prawidłowo, ponieważ są one niezbędnym zasobem. Pozostali naukowcy i inżynierowie będą na zmianę z dwoma członkami załogi wykorzystywać łaziki do dalszych badań powierzchni Księżyca. Odbędzie się to poprzez użycie ręcznie obsługiwanego łazika do eksploracji lub użycie zautomatyzowanego łazika w miejscach, które mogą być niebezpieczne dla członków załogi. Inżynierowie spędzą dzień na projektowaniu i ulepszaniu infrastruktury w rurach lawowych, poprawiając integralność struktury i upewniając się, że nadaje się ona do zamieszkania, aby mogła być wykorzystywana jako miejsce zamieszkania w przyszłych misjach eksploracji Księżyca. Członkowie załogi zjedzą lunch, a następnie spędzą resztę dnia, wykonując wszelkie niedokończone zadania z rana. Wieczorem członkowie załogi będą mieli okazję do spędzenia wolnego czasu, który będą mogli poświęcić na wybraną przez siebie aktywność. Członkowie załogi będą uczestniczyć w ćwiczeniach z zakresu bezpieczeństwa, które będą odbywać się okresowo, aby upewnić się, że są przygotowani na wypadek sytuacji awaryjnej.



← Wszystkie projekty