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: Project “Aeneas”

Szkoła średnia "P. Kr. Jaworow"  Płowdiw    Bułgaria 15   2 / 0


Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Projekt "Aeneas" wykorzystuje technologie dostępne obecnie i w niewielkim stopniu opiera się na przyszłych, jeszcze nie powstałych koncepcjach lub udoskonaleniach technologicznych. W fazie pierwszej wykonaliśmy projekt modułowej bazy księżycowej odpowiedniej dla dwóch członków załogi. Nasza baza księżycowa została zaprojektowana w taki sposób, aby uwzględnić maksymalną ładowność podczas transportu, finansowania i logistyki. Pierwsza faza będzie obejmować główny moduł, który ma podstawową, niesamodzielną funkcjonalność, taką jak ogrzewanie, systemy podtrzymywania życia, sprzęt treningowy, przechowywanie itp. Dlatego przez pierwsze kilka lat baza będzie musiała polegać na spakowanych dostawach. W miarę rozwoju projektu można by dodać kolejne moduły. Na przykład moduł wegetacyjny, który pozwoli na uprawę roślin, a może moduł oczyszczania wody, który przekształci księżycowy lód w wodę zdatną do picia. Załoga będzie musiała być zmieniana co 6 miesięcy ze względu na degradujące właściwości mikrograwitacji na ludzki organizm.

2.1 Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Uważamy, że najlepszym miejscem na naszą bazę będzie wysoko położone miejsce, które otrzymuje światło słoneczne przez większość czasu i znajduje się w pobliżu bieguna północnego. Takie miejsce jest idealne ze względu na wiele czynników. Po pierwsze, wiadomo, że obszar tego typu znajduje się w pobliżu ciemnych, stale zacienionych kraterów, które potencjalnie mogą być wykorzystane jako źródło księżycowego lodu. Co więcej, temperatura w takich obszarach jest idealna do zamieszkania przez człowieka. Uważa się, że wynosi ona około -500 Celsjusza i ma niewielkie wahania. Jednym z takich miejsc może być na przykład quasi-słoneczny płaskowyż w pobliżu krateru Whipple. Pomimo faktu, że płaskowyż otrzymuje światło słoneczne przez prawie 80% czasu, nadal będziemy musieli radzić sobie z niebezpieczeństwami księżycowej nocy, takimi jak wyjątkowo niskie temperatury i brak energii słonecznej.

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

Baza "Aeneas" będzie zbudowana z materiałów lekkich, a jednocześnie wytrzymałych. Do takich materiałów należą Tytan, aluminium, stal i ich odpowiednie stopy. Jednym ze sprawdzonych materiałów na wewnętrzny szkielet naszej bazy jest na przykład stop Aluminium 2219-T6, ponieważ jest on wytrzymały, lekki i odporny. Jak wspomniano wcześniej, baza będzie miała charakter modułowy, ponieważ każdy oddzielny komponent jest budowany na Ziemi, a następnie dostarczany na Księżyc, gdzie moduły łączą się ze sobą poprzez standardowe porty dokujące. Na wypadek gdyby moduł wylądował w znacznej odległości od bazy, każdy moduł będzie wyposażony w specjalistyczne opony, zdolne do pokonania powierzchni Księżyca. Dwa główne kształty modułów to kule i cylindry, ze względu na różnicę ciśnień między wnętrzem a zewnętrzem. Moduły typu cylinder będą wyposażone w dwa standardowe porty, a moduły typu sfera w dwa do trzech portów w zależności od dokładnej konfiguracji. Same moduły będą zapewniały wiele ulepszeń. Z czasem i dodaniem modułów takich jak moduł roślinności czy moduł oczyszczania wody, baza może stać się bardziej samowystarczalna. Taka struktura umożliwia również dodanie wielu modułów badawczych, które mogłyby mieć różne wyposażenie dostosowane do różnych potrzeb. Potencjalnie baza może zostać rozbudowana o moduły mające na celu zwiększenie pojemności załogi, a być może leczenie morale załogi.

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

Nasze dwa główne problemy środowiskowe to temperatura i promieniowanie. Jak wspomniano wcześniej, noce będą nadal obecne i będziemy musieli liczyć się z temperaturami do - 150 0C lub nawet - 180 0C. Izolacja będzie znajdować się pomiędzy zewnętrzem a wnętrzem i będzie wykonana z kilku warstw różnych izolatorów termicznych, takich jak pianka polietylenowa lub pianka poliuretanowa. Oprócz tego między wnętrzem a ostatnią warstwą pianki znajdzie się cienka warstwa aerożelu. Taka mieszanka izolatorów będzie chronić astronautów przed niskimi temperaturami, a także promieniowaniem kosmicznym. Nasz zespół zdaje sobie sprawę, że taka powłoka z aerożelu może okazać się dość kosztowna. Niemniej jednak wierzymy, że będzie warto, gdyż lepsza izolacja znacznie zmniejszy ilość energii elektrycznej wykorzystywanej do regulacji temperatury.

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

Woda
Żywność
Power
Air

Drugim modułem, który dotrze na miejsce będzie moduł oczyszczający wodę. Będzie on nie tylko wykorzystywany jako źródło wody pitnej, ale także dostarczy próbki do analizy chemicznej. Po analizie woda może być oczyszczona poprzez elektrokoagulację, która jest dostosowana do substancji chemicznych i metali znajdujących się w tej konkretnej sondzie lodu księżycowego. Po tym procesie będzie to kwestia oddzielenia niepożądanych materiałów od wody poprzez filtrację. W oparciu o naszą dotychczasową wiedzę na temat lodu księżycowego oraz wydajność procesu filtracji uważamy, że możliwe jest wykorzystanie części wody do celów sanitarnych.

Wraz z pojawieniem się modułu wegetacyjnego, możliwe będzie wyhodowanie wystarczającej ilości upraw, aby częściowo utrzymać załogę. Opracowanie modułu przystosowanego do pozyskiwania owoców morza jest możliwe, ale będzie musiało nastąpić w późniejszej fazie projektu. Jeśli jednak uda się to zrobić, baza nie tylko stanie się całkowicie samowystarczalna pod względem żywności, ale także umożliwi rozszerzenie załogi, ponieważ nie będzie już potrzeby dostarczania nietrwałej żywności, co w konsekwencji zoptymalizuje przestrzeń dostępną dla dostaw.

Ze względu na bogaty w światło charakter wybranego przez nas lądowiska, energia słoneczna będzie głównym źródłem energii i będzie częścią pierwszego startu wraz z pierwszym modułem i zaopatrzeniem. Pomimo faktu, że obszar ten będzie miał dostęp do światła słonecznego przez prawie 80% czasu nadal musimy liczyć się z księżycowymi nocami. Ze względu na skrócone godziny ciemności, wystarczą one do ładowania akumulatorów przeznaczonych do zasilania bazy. Wraz z rozbudową bazy konieczne będzie jednak zwiększenie liczby paneli słonecznych i akumulatorów, tak aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną.

Na pierwszych etapach tlen będzie musiał być importowany z Ziemi. Przeszliśmy przez wiele sposobów tworzenia powietrza, ale w większości przypadków otrzymujemy czysty lub prawie czysty tlen, który jest niewystarczający do oddychania. Powietrze nadające się do oddychania w większości składa się ze związków, które można pozyskać na Księżycu. Tlen i para wodna mogą być pozyskiwane poprzez elektrolizę księżycowego lodu, a dwutlenek węgla może być pozyskiwany od naszych astronautów jako odpad. Największym problemem w tworzeniu powietrza na Księżycu jest azot, ponieważ jest on głównym składnikiem powietrza i jest również najbardziej skomplikowany do pozyskania. Jego stężenie w atmosferze Księżyca jest niewystarczające i jedynym sposobem na jego pozyskanie jest podgrzanie księżycowego regolitu do ekstremalnych temperatur. To spowoduje wydzielenie azotu z regolitu i po zmieszaniu gazów otrzymamy związek przypominający powietrze, nadający się do oddychania.

2.5 Wyjaśnij, co byłoby głównym celem Twojego Moon Camp.

Głównym celem "Aeneas" jest przeprowadzenie badań naukowych mających na celu opracowanie potencjalnego długoterminowego miejsca zamieszkania na Księżycu. Projekt jest pierwszym krokiem do całkowicie samowystarczalnej stałej osady księżycowej. Głównym problemem bazy będzie wpływ zamkniętych przestrzeni i mikrograwitacji na ciało i umysł. Jednym z celów projektu będzie opracowanie rozwiązań tych problemów, aby umożliwić w przyszłości trwałe osiedlenie się na Księżycu. Drugim celem bazy będzie zbieranie danych o Księżycu i prowadzenie badań, które w innym przypadku byłyby raczej skomplikowane do osiągnięcia, na przykład okresowe pobieranie próbek.

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

Gdy otwierają się aluminiowe żaluzje i wyłącza się nocne oświetlenie, pomieszczenie wypełnia miękkie i ciepłe światło. Dzwoni alarm i temperatura zewnętrzna jest wyświetlana na ekranie naprzeciwko śpiworów załóg. Obaj udają się do przeciwległej części pomieszczenia po śniadanie i torebkę kawy. Po dwudziestu minutach udają się do przydzielonych im na dany dzień modułów. Przechodzą przez trudne, hermetyczne drzwi do pomieszczenia w kształcie prostopadłościanu i przeprowadzają krótką konserwację, aby zapewnić bezpieczeństwo pracy. Obaj rozpoczynają swój 6,5-7,5 godzinny dzień pracy. Gdy zbliża się pora lunchu, obaj spotykają się w pomieszczeniach mieszkalnych głównego modułu i spożywają posiłek składający się z żywności pochodzącej z Ziemi i lokalnie zebranych roślin. W drugiej części dnia najlepiej byłoby aby przynajmniej jedno z nich zmieniło swoją aktywność. Na przykład, jeśli rano analizowali próbki księżycowego lodu, to po południu mogliby zająć się ogrodnictwem w module wegetacyjnym lub przeprowadzić cotygodniowy przegląd konserwacyjny na dużą skalę.

Pod koniec każdego dnia jednak oboje spotykają się ponownie na dwie godziny ćwiczeń. Jest to niezbędne przy tak długiej ekspozycji na mikrograwitację, gdyż regularne ćwiczenia pomogą spowolnić tempo zmniejszania się gęstości kości. Częste będą również wyjścia na zewnątrz, czy to w celu zebrania próbek gleby i lodu, czy też konserwacji. Pod koniec każdego dnia astronauci mają lunch i trochę wolnego czasu w zależności od ich dokładnego planu pracy w danym dniu.

Aluminiowe żaluzje zamykają się na kolejne 8 godzin, a jedyną rzeczą oświetlającą pomieszczenie są przygaszone światła LED. Nic poza ciągłym szumem wentylacji nie słychać, gdy obaj członkowie załogi zasypiają.

Inne projekty:

  S.P.I.D.E.R.

 

  Krajowa Wyższa Szkoła Komputerowa im. Tudora Vianu Nauka
    Rumunia
  Królowe komórki

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny
  Moonrise

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny
  Czterdzieści dwa

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny