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: Harmonia

"Tudor Vianu" Krajowe Liceum Informatyczne im.  Bukareszt    Rumunia 16, 17   4 / 3


Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Harmonia Moon Camp to miejsce badań i zupełnie nowych odkryć. Podstawową wartością bazy jest zakwaterowanie ludzi tak dobrze, jak to możliwe, a jednocześnie zapewnienie przestrzeni skupienia, harmonijnie dostosowanej do każdego obszaru badań, który może być przydatny.

Asymetryczny projekt obozu księżycowego pozwala na uzyskanie unikalnego wyglądu, wszystkie korytarze rozgałęziają się od centrum dowodzenia, które jest umieszczone, jak sama nazwa wskazuje, w centrum budynku. Harmonia oferuje udogodnienia od najbardziej typowych potrzeb (takich jak łazienki, prysznice i kuchnia) do obszarów stworzonych dla konkretnych badań i metod zrównoważonego rozwoju.

W bazie znajdują się dwa pomieszczenia do przechowywania łazików, które są połączone z laboratorium naukowym, wykorzystywanym do większości badań prowadzonych przez naukowców. Pozostały zestaw odbywających się badań naukowych związany jest ze zrównoważonym rozwojem, skupiając się głównie na selenowej farmie. Złożona z centralnej kopuły i dwóch otaczających ją torusów, farma Harmonii łączy w sobie "tradycyjną" i hydroponiczną uprawę. Dzięki temu zbiory są zróżnicowane, co w znacznym stopniu przyczynia się do zrównoważonego rozwoju bazy.

Kolejnym ważnym obszarem jest kopuła medyczna, gdzie codziennie sprawdzane i rejestrowane są parametry życiowe członków załogi. Tutaj też równie często odbywają się ćwiczenia. W tym obszarze baza jest zaopatrzona we wszystkie niezbędne przedmioty medyczne, a także odpowiednio umeblowana.

Strefa dzienna została zaprojektowana prosto i efektywnie, sypialnie są niewielkiego kalibru, ale mają dużo miejsca do przechowywania.

Wreszcie, korytarze są jasne i mają umiarkowaną długość, łącząc bazę w zrównoważony sposób.

2.1 Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Zamierzamy umieścić nasz obóz w kraterze Clavius, położonym w południowej części wyżyny Księżyca. Wybraliśmy to miejsce ze względu na zasoby, które nam zapewni: światło słoneczne i wodę. Badania wykazały, że w kraterze nie ma obszarów trwale zacienionych, a jedynie miejsca, które znajdują się po zewnętrznej stronie południowego i zachodniego zbocza są słabiej oświetlone w ciągu księżycowego dnia. Z tego powodu planujemy zrobić naszą bazę w jego północnym rejonie. W czasie, gdy Księżyc zakończy pełną orbitę, nasze panele słoneczne zamienią dwutygodniową ilość światła słonecznego na energię elektryczną, która zasili naszą bazę i zapewni jej funkcjonalność przez dłuższy czas. Dodatkowo wykorzystamy lód znajdujący się w glebie krateru w celu pozyskania płynnej wody, maksymalizując jej ilości zgromadzone w obozie.

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

Faza budowy będzie podzielona na trzy etapy. Po pierwsze, wyślemy roboty, aby rozpoczęły kopanie rur, a także, aby wykonać ostateczną platformę startową dla rakiet, używając jedynie pyłu księżycowego do stworzenia betonu z pomocą druku 3D. Druga faza będzie polegała na tym, że z Ziemi zostaną wysłane rakiety z wyprodukowanymi już częściami bazy, po czym roboty połączą je i umieszczą na miejscu. Części te będą wykonane z materiałów, które mogą chronić astronautów, ale także, które będą lekkie, więc koszt zostanie zmniejszony. Podstawa będzie wykonana z tytanu, metalu, który może odeprzeć większość zagrożeń, będąc w stanie wytrzymać ciśnienie 63 000 psi. Również w składzie ścian będzie używać, jako dodatek, aluminium, który jest lekki metal, który pomaga zatrzymać promieniowanie, już używane niebo na ISS i w przestrzeni kosmicznej. Okna bazy będą wykonane z hartowanego szkła. I wreszcie rury, które są pod ziemią, będą składać się z dwóch warstw, dla większej ochrony. Pomiędzy nimi będzie przestrzeń dla robotów, które będą mogły wejść i je naprawić.

W końcowej fazie ludzie przylecą z przedmiotami nieistotnymi dla konstytucji, jak meble. Będą one zaprojektowane, tak aby były jak najbardziej wydajne, aby nie zajmowały zbyt wiele miejsca, ale też nie utrudniały życia astronautom.

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

Po pierwsze, dla ochrony astronautów i samej bazy, jest ona zbudowana ze ścian o grubości 0,8 metra, zapewniających zarówno ochronę fizyczną, jak i termiczną. Przestrzeń pomiędzy warstwami ścian (która jest wykorzystywana na rury i kable elektryczne) może służyć jako dodatkowa izolacja termiczna.

Do osłony obozu księżycowego przed kosmicznymi śmieciami najskuteczniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie osłon odbojowych Whipple. Można je zamontować na zewnątrz najważniejszych obszarów budynku, lub tych przestrzeni, które mogą zawierać substancje niebezpieczne(wybuchowe). Innym środkiem ochrony mechanicznej jest zastosowanie osłon monolitycznych, które są mniejsze i można je zastosować do pozostałych przestrzeni w bazie.

Innym problemem byłoby promieniowanie kosmiczne, które można rozwiązać poprzez zastosowanie polietylenu do izolacji ścian obozu księżycowego. Ze względu na dużą zawartość wodoru, bardzo skutecznie pochłania i rozprasza promieniowanie.

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

Woda
Żywność
Power
Air

Na początku astronauci przyniosą niezbędną ilość wody, aby zapewnić funkcjonalność bazy księżycowej przez dwa tygodnie. W tym czasie baza przejdzie w pełni zautomatyzowany proces zaopatrywania się w wodę poprzez reakcje chemiczne. Uzyskana w ten sposób woda, wraz z tą uzyskaną z cząstek lodu znalezionych w kraterze, będzie przesyłana rurami i przechowywana w 14 pojemnikach przewidzianych w naszym modelu o pojemności 60 m`3 na moduł. Dystrybucja wody będzie wydajna dzięki rurociągom łączącym pojemniki z farmą, centrum medycznym i kuchnią.

Dieta astronautów będzie oparta na warzywach i owocach. Zanim jednak będą mogli je wyprodukować w bazie, będą musieli spożywać pakowane i konserwowane jedzenie z Ziemi. Po dwóch miesiącach będą mogli jeść jedzenie wyprodukowane w szklarni hydroponicznej. Rośliny będą spolszczane za pomocą robotów, farma wyjąca będzie automatyczna.
Pokarmy, które będą głównie sadzone to: słodkie ziemniaki i szpinak, ze względu na duży poziom witaminy A, którą dostarczają, truskawki, ze względu na duże ilości cukru i witaminy C, ogórki i pomidory, ze względu na ilość wody, którą zawierają. Również białka zostaną zastąpione przez fasolę, która ma bardzo dużą liczbę kalorii. 2000 kalorii dziennie, które osoba powinna spożywać, będzie dostarczane poprzez dobrze zbilansowane posiłki, przygotowywane z wykorzystaniem standardowych przepisów.  

Energia jest kluczową częścią w bazie, a do jej wytworzenia wykorzystamy światło produkowane przez Słońce. Ponieważ nasza baza jest umieszczona w pobliżu biegunów będzie miała światło podczas księżycowego dnia, które zostanie przechwycone i przekształcone w energię przez panele słoneczne. Energia po przechwyceniu zostanie przesłana do SSU, a następnie z natężeniem 150 V do DCSU. Stamtąd prąd może iść w dwie strony, do MBSU i dalej do bazy, ale także do BCDU, a stamtąd do akumulatorów. W razie potrzeby baterie pomogą oświetlić i podtrzymać pracę bazy w cyklu nocnym. Ponadto będą pomocne w przypadku awarii panelu słonecznego, będąc bezpiecznie przechowywane.

Systemy wentylacyjne bazy mają dwa elementy: obwód dostarczający ludziom tlen i drugi, który wyciąga CO2, transportując go do farmy.
W zbiornikach znajduje się stale minimum 70,8 kg O2, posiadające (około 30.000 Pa) / wysokie ciśnienie w celu zmniejszenia objętości. Ta ilość może utrzymać 12 osób przez 7 dni.
Automatyzacja procesu jest możliwa dzięki robotom i rurociągom. Istnieją dwa źródła tlenu: reakcje chemiczne i szklarnia. 
Elektroliza H2O jest ostatnim etapem produkcji tlenu. Przed tym etapem realizowane są reakcje chemiczne, które obejmują FeO lub FeTiO3 i H₂, aby uzyskać wodę. Produkty uboczne takie jak Fe i TiO3 są wykorzystywane w innych działaniach obozu księżycowego, natomiast tlen jest transportowany do astronautów.
W procesie fotosyntezy powstaje tlen, który stanowi ważny zasób. Szklarnia eliminuje CO2.

2.5 Wyjaśnij, co byłoby głównym celem Twojego Moon Camp.

Obóz na Księżycu ma cel naukowy, skupiony na badaniu technologii i astrobotaniki, w celu uzyskania większej ilości informacji dla przyszłych misji. (Kolonizacja Księżyca byłaby niemożliwa, gdyby ludzie nie symulowali sytuacji).

Rovery i roboty byłyby (tworzone i) testowane w rzeczywistych warunkach, zanim zostaną wyprodukowane w ilościach przemysłowych. Również budowanie ich z lokalnych zasobów jest pierwszym krokiem do zrównoważonego rozwoju. Inżynierowie i programiści pracują nad nowymi modelami, poprawiając ich wydajność.

Uprawa roślin wymaga innych technik w przestrzeni kosmicznej niż na Ziemi. Eksperymenty geologiczne dostarczą szczegółów na temat składu księżycowej gleby i innych właściwości skał. Botanicy badają adaptację roślin, starając się stworzyć idealne środowisko do efektywnego wzrostu.

Ponadto baza może wspierać 2 astronautów, którzy nie są częścią zespołu, jeśli potrzebują zakwaterowania podczas pracy nad innymi misjami lub podczas sytuacji awaryjnych.

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

Każdy zaczyna dzień lepiej po odpowiedniej ilości snu, a załoga Harmonia Moon Camp nie jest inna. Mimo, że na Księżycu mówienie o czasie może być skomplikowane, astronauci będą przestrzegać precyzyjnego harmonogramu snu, co zapewni im najlepszą wydajność.

Po porannej rutynie, każdy członek załogi otrzymuje swoje zadania na dany dzień. W zależności od roli, jaką pełnią, listy kontrolne członków załogi bardzo się różnią. Inżynierowie strukturalni rozpoczną swoją pracę na długo przed przybyciem swoich kolegów, upewniając się, że baza będzie zapewniać wydajność i komfort. Poza tym, będą oni mieli kontrolę nad łazikami w bazie. Wraz z nimi inżynierowie elektrycy stworzą wydajny system elektryczny i będą utrzymywać jego funkcjonalność. Ponadto będą czuwać nad centrum dowodzenia (w tym nad bezpieczeństwem).

Priorytetem chemika jest nadzorowanie ewolucji projektu (zwłaszcza w zakresie pozyskiwanych chemicznie zasobów). Mogą również brać udział w analizowaniu sond zebranych przez łaziki. W tym samym czasie geolog będzie badał i prowadził zapisy sond glebowych, sporządzając raporty o wszelkich zmianach, jakie mogą się pojawić.

Botanikom powierzono czynność pilnowania farmy obozu księżycowego, pielęgnowania roślin, zbierania plonów, ale także okresowej ich analizy w celu badania ewentualnych przystosowań do życia selenowego. Programiści będą tworzyć bazy danych dla każdej konieczności kolegów z załogi i samej bazy, wiecznie uzupełniając je o nowe informacje. Głównym priorytetem lekarza jest skanowanie wszystkich parametrów życiowych na koniec dnia, a także okazjonalne diagnozowanie ewentualnych pacjentów i ich leczenie.

Wreszcie, kapitan jest zobowiązany do nadzorowania działań zespołu i oceny każdego z osobna. Wraz z tym, to on rozdaje zadania i podejmuje decyzje wykonawcze.

Posiłki są codziennie przygotowywane przez dwóch wyznaczonych członków załogi, a ich podawanie odbywa się wspólnie przez całą ekipę - jest to czas, który zostanie wykorzystany również na socjalizację.

Czas trwania sesji roboczych zmienia się w zależności od wydarzeń, które mogą mieć miejsce w bazie, jednak przeciętny program pracy nie przekracza sześciu godzin, rozciągając się od 8 rano do 4 po południu. Pozostały czas spędza się w dowolny sposób, osobno lub w kontekście społecznym, przy czym jedyną obowiązkową aktywnością są ćwiczenia fizyczne.

Pod koniec dnia astronauci kładą się spać około godziny 22, w ramach przygotowań do następnego dnia.

Inne projekty:

  Terra nova

 

  Bertrand Russell College
    Holandia
  Francuscy księżycowcy

 

  Lycée Nazareth-Haffreingue
    Francja
  Projekt Apollo

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny
  SD Baza księżycowa

 

  IES PRINCESA GALIANA
    Hiszpania