moon_camp

Moon Camp Pioneers Galeria 2021-2022

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.

Team: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Rumunia 17   2 / 0


Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Projekt, który opracowaliśmy dla Moon Camp Challenge to moduł bazy księżycowej o cylindrycznym kształcie i średnicy zewnętrznej 5.2m, który został zaprojektowany tak, aby zmieścić się na rakiecie Ariane 6 nowej generacji, budowanej przez Arianespace na zlecenie ESA. Moduł ma powierzchnię użytkową 34 m^2, której wnętrze jest w większości drewniane, wygodne i zawiera wszystkie niezbędne systemy podtrzymywania życia: wytwarzanie i magazynowanie energii elektrycznej za pomocą paneli słonecznych i akumulatorów, magazynowanie O2 i oczyszczanie CO2, magazynowanie i recykling wody, przechowywanie żywności i zasilane elektrycznie systemy ogrzewania/chłodzenia. Kolejny moduł oddzielony od głównego może być wykorzystany do uprawy roślin - moduł aquaponics. Służy on do zrównoważonej uprawy ryb i roślin. Baza zawiera również dwutrybowy system komunikacji: niskoprzepustowe łącze mikrofalowe 2,2 GHz wykorzystywane do telemetrii, komunikacji głosowej i awaryjnej oraz łącze optyczne przez satelitę do zastosowań wysokoprzepustowych (streaming wideo), które może osiągnąć prędkość downlink 600 Mbit/s.

2.1 Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Chcemy zbudować Moon Camp na równinnym terenie, gdzie nie ma kraterów i innych małych deformacji, ale gdzie w stosunkowo bliskiej odległości znajduje się naturalna jaskinia, po bliskiej stronie Księżyca. Budowanie na równinnym terenie jest łatwiejsze i zapewnia miejsce na przyszłą rozbudowę. W naturalnej jaskini zostanie umieszczony moduł awaryjny, który będzie służył jako schronienie w przypadku uderzenia meteorytów. Wybrano bliską stronę Księżyca, ponieważ jest ona oświetlona przez Słońce i zwrócona w stronę Ziemi. Światło słoneczne jest wykorzystywane przez panele fotowoltaiczne do generowania energii, a działalność astronautów jest wzmocniona przez obecność światła. Fakt, że baza znajduje się po stronie zwróconej w stronę Ziemi, wpływa korzystnie również na komunikację - anteny są skierowane bezpośrednio w stronę naszej planety (lub w stronę satelity w przypadku łącza optycznego).

2.2 Jak zamierzasz zbudować swój Księżycowy Obóz? Opisz techniki, materiały i swoje wybory projektowe.

Planujemy zbudować nasz Moon Camp przy użyciu gotowych modułów transportowanych z Ziemi za pomocą rakiet Ariane 64. Maksymalna masa modułu wyniesie 8,6t, co stanowi maksymalny udźwig A64 na Lunar Transfer Orbit (LTO). Obok głównego modułu, wiele innych modułów może być dodanych w celu utworzenia Moon Camp. Panele słoneczne, anteny i inne urządzenia zewnętrzne będą zamontowane na powierzchni Księżyca, obok bazy. Głównym materiałem jest stop aluminium 6061 z kilkoma elementami z ABS i włókna węglowego, obok innych materiałów w małych ilościach, takich jak stalowe śruby, gumowe uszczelki, itp. Moduły zostaną umieszczone w wykopie o głębokości 1,2 m w powierzchni Księżyca, aby zapobiec ich niepożądanym ruchom lub obrotom. Będą one manipulowane i umieszczane za pomocą dźwigów, a także mogą być przemieszczane poprzez przetaczanie na miejsce. Dźwigi i inne maszyny niezbędne do manipulacji mogą być przywiezione w oddzielnej misji przedniej lub z rakietą wtórną w tej samej misji. Klucz udarowy jest również niezbędny do połączenia ze sobą dwóch modułów oraz końcówek modułów. Moduły zostaną poddane ciśnieniu po zakończeniu budowy i pozbawione ciśnienia przed wszelkimi modyfikacjami. Panel okienny będzie transportowany bez montażu w bezpiecznym pojemniku, aby nie uszkodzić go podczas montażu i wysyłki.

2.3 Środowisko na Księżycu jest bardzo niebezpieczne dla astronautów. Wyjaśnij, w jaki sposób Twój Moon Camp będzie ich chronił. (maksymalnie 150 słów)

System ogrzewania/chłodzenia modułów Moon Base zapewni dobrą temperaturę do życia. System magazynowania O2 i płuczka CO2 będą utrzymywać przepływ tlenu przez moduły i będą zbierać nadmiar CO2. Ściany modułów będą w pewnym stopniu chronić astronautów przed promieniowaniem kosmicznym, można to poprawić dodając glebę na wierzchu ścian modułów, a stop aluminium klasy lotniczej 6061 może chronić bazę przed małymi uderzeniami. Korpus modułów może wytrzymać ciśnienie 3 atm, na podstawie symulacji. Baza jest również wyposażona w system akwaponiczny, który może utrzymać dostawy żywności, nawet jeśli misje zaopatrzeniowe zostaną poważnie naruszone. Główne okno jest szklano-plastikową szybą, która chroni załogę przed ewentualnym rozbiciem szyby.

2.4 Wyjaśnij, w jaki sposób twój Moon Camp zapewni astronautom:

Woda
Żywność
Power
Air

Baza będzie dostarczać załodze wodę za pomocą systemu recyrkulacji wody (system podobny do tego używanego na ISS) filtrując zużytą wodę za pomocą specjalnego asortymentu filtrów, dzięki czemu będzie samowystarczalna. Może on również przekształcać mocz w wodę zdatną do picia. System wodny składa się z głównego zbiornika znajdującego się pod łazienką modułu oraz awaryjnego źródła wody, składającego się ze zbiornika na ryby w module akwaponicznym. Woda może być również pozyskiwana jako kondensacja z systemu klimatyzacji, dzięki dołączonym kolektorom AC.

Żywność będzie przechowywana głównie w pobliżu zbiorników z tlenem pod podłogą każdego modułu. Żywność będzie składała się głównie z suszonych produktów, które można nawodnić wodą. Głównym sposobem wytwarzania żywności będzie system akwaponiczny, który w sposób symbiotyczny będzie hodował ryby, owoce morza i algi obok innych warzyw i ziół. Odpady ze zbiornika z rybami zostaną wykorzystane jako naturalny nawóz do uprawy warzyw; składniki odżywcze i tlen dostarczane przez rośliny zostaną wykorzystane w akwarium.

System energetyczny składa się z paneli fotowoltaicznych, akumulatorów i odpowiedniej elektroniki. System wykorzystuje 22 455-watowe panele, które mogą generować do 10 kWp mocy całkowitej, oraz 16 ogniw LiFePO4 na bazie litu, które są zdeponowane w zabezpieczonym pojemniku. Technologia baterii została wybrana, ponieważ jest bardzo bezpieczna w porównaniu do innych chemii, kosztem większej wagi. Ogniwa mają napięcie nominalne 3,2V, a razem mają energię 48 kWh. Dodając, system posiada również różne elektroniki konwersji i zarządzania, takie jak inwerter i BMS, które służą odpowiednio do konwersji DC na AC i ochrony akumulatorów.

Podstawa posiada elektrycznie zasilany system klimatyzacji, który również oczyszcza powietrze z CO2. Wszystkie filtry są wymienne i łatwe do usunięcia, a ich konstrukcja jest beznarzędziowa. Pod podłogą każdego modułu znajduje się sześć zbiorników z tlenem, które są kontrolowane przez główną elektroniczną jednostkę sterującą (ECU) modułu, wyczuwającą poziom tlenu i wyrównującą go w razie potrzeby. Jednostka sterująca weryfikuje również wewnętrzne ciśnienie w module. System zapewnia, że w bazie utrzymywany jest optymalny poziom O2, chroniąc zdrowie astronautów.

2.5 Wyjaśnij, co byłoby głównym celem Twojego Moon Camp.

Nasz Moon Camp może służyć wszystkim trzem celom: komercyjnym, naukowym i turystycznym, ponieważ jest modułowy i można go rozbudowywać w zależności od potrzeb. W domyślnej konfiguracji Moon Camp będzie początkowo przystosowany do celów naukowych.

Za pomocą łazika księżycowego, wielofunkcyjnego narzędzia budowlanego i naukowego, możemy transportować i manipulować materiałami dla dalszej rozbudowy bazy księżycowej do wszystkich potrzebnych celów.

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

Astronauci budzą się na swoich drewnianych łóżkach piętrowych i wykonują swoje poranne czynności, w tym jedzenie, higienę i monitorowanie stanu zdrowia, przy czym drewniane wnętrze bazy daje im poczucie komfortu i domowości. Następnie sprawdzają stan podstawowych systemów potrzebnych do funkcjonowania Moon Camp, takich jak system zasilania, system powietrzny, system wodny i system akwaponiczny. Kontrole te obejmują czyszczenie paneli słonecznych (część systemu zasilania), monitorowanie poziomu tlenu, poziomu CO2 i ciśnienia w bazie, sprawdzanie PH wody i poziomu tlenu w systemie akwaponicznym, jak również zawartości składników odżywczych w glebie.

Każdy członek załogi musi wykonać co najmniej 30 minut ćwiczeń w środku lub odbyć spacer o tym samym czasie poza bazą, aby zapobiec zanikom mięśni.

          Po wstępnych badaniach kontrolnych zespół z bazy księżycowej skontaktuje się z centrum dowodzenia na Ziemi, aby zgłosić sytuację na pokładzie i poprosić o informacje na temat misji badawczych, które muszą wykonać.

Co najmniej 2 członków załogi pozostanie przez cały czas na pokładzie, nadzorując działanie krytycznych systemów i dbając o bezpieczeństwo bazy. Reszta astronautów może wykonywać różne zadania, takie jak badanie gleby księżycowej, tworzenie nowych baz z pomocą druku 3D, prowadzenie eksperymentów nad uprawą roślin i zwierząt na powierzchni Księżyca z pomocą systemu akwaponicznego, prowadzenie eksperymentów na samej glebie księżycowej, prowadzenie operacji wydobywczych ze względów przemysłowych lub badań, a w przyszłości nawet prowadzenie wycieczek i pełnienie roli bazy dla przyszłych misji w dalszej części Układu Słonecznego.

Pod koniec dnia cały personel wróci do bazy, spakuje wszelkie narzędzia lub instrumenty pozostawione poza bazą, zje i będzie mógł cieszyć się wolnym czasem. Mogą rozmawiać ze swoimi rodzinami lub przyjaciółmi na Ziemi, oglądać filmy lub media wstępnie pobrane na wewnętrznym serwerze, wyszukiwać i publikować dokumentację i wiele innych korzystając z systemu komunikacji o wysokiej przepustowości.

Inne projekty:

  Moonoidy

 

  Krajowa Wyższa Szkoła Komputerowa im. Tudora Vianu Nauka
    Rumunia
  Zespół Drogi Mlecznej

 

  Uniwersytet Przemysłu Lekkiego w Zhengzhou
    Chiny
  Twórcy Księżyca

 

  郑州轻工业大学
    Chiny
  m.t.a

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny