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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    Francja 16, 17   4 / 2   I miejsce - Państwa członkowskie ESA


Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

Konstantin Tsiolkovsky napisał w 1911 roku "Ziemia jest kolebką ludzkości, ale nie można żyć w kołysce wiecznie." To, co ludzkość osiągnęła w ciągu ostatnich 60 lat jest zupełnie niewiarygodne, dzięki ludziom, którzy poświęcają całe swoje życie, aby umożliwić eksplorację kosmosu. A teraz chcemy opuścić "kołyskę", ponownie, po coś większego : przebywając nieprzerwanie przez miesiące na Księżycu.

Głównym celem naszej misji o nazwie "Here We Are Back !" ( HWAB-I ) jest podjęcie najbardziej ostrożnych środków, zgodnie z ustaleniami naukowców i badaczy, aby nasi astronauci byli cały czas bezpieczni. Nasza baza będzie składała się z 5 pomieszczeń, w tym szklarni umieszczonej na maleńkiej górze, aby odzyskać dużą ilość światła, i oczywiście zaspokoi wszystkie żywotne potrzeby astronautów. Planujemy tę misję na okres 8 lat z załogą zmieniającą się co 145 ziemskich dni. Co więcej, ambicje naszej misji opierają się na. in-situ wykorzystanie zasobów. Rzeczywiście, wysłanie wszystkich potrzebnych zasobów z Ziemi byłoby naprawdę drogie i zużyłoby zbyt wiele lotów, nie licząc odsetka niepowodzeń przy starcie.

Poza tym w pełni wykorzystamy spektakularne osiągnięcia technologiczne, na przykład wysyłając astronautów z Ariane 6 na pokładzie modułu Orion, wykorzystując Lunar Gateway ( LOP-G ) jako odgrywający ogromną rolę w misjach, a także wysyłając mnóstwo łazików oraz ultra-wyszukane struktury wspierane powietrzem.

2.1 Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Zdecydowaliśmy się umieścić naszą bazę na księżycowym biegunie południowym obok maleńkiej góry w pobliżu krateru Shackleton z wielu powodów :

Aby wykorzystać światło słoneczne obecne około 90% na księżyc. Rzeczywiście, będziemy w stanie przetworzyć wystarczającą ilość energii słonecznej na energię elektryczną, aby zasilić całą bazę i łaziki. Umieszczając naszą szklarnię na górze, będziemy odzyskiwać energię jeszcze dłużej.

Fluktuacje temperatury są prawidłowe, a powierzchnia pozwala nam znaleźć w pobliżu kilka Permanently Shadowed Regions ( PSRs ).

W 2009 roku, kiedy sonda LCROSS rozbiła się na PSR krateru Cabeus, niedaleko od miejsca naszej bazy, w wyrzuconym pyle wykryto interesującą ilość cząsteczek wody. Księżycowy regolit zawiera również dużą ilość tlenu. Tak więc biegun południowy jest dla nas najlepszą lokalizacją do eksploatacji istotnych zasobów, zarówno w kraterach jak i na powierzchni.

2.2 Jak zamierzasz zbudować swój Księżycowy Obóz? Opisz techniki, materiały i swoje wybory projektowe.
  • Pierwsza faza "αlfa" :

Jeden pierwszy łazik zostanie wysłany do wykopania w małej górze, aby przygotować instalację przestrzeni życiowej w jej wnętrzu. Ponadto wykopany regolit zostanie wydobyty, odzyskany i wykorzystany do pokrycia reszty bazy.

W tym momencie dostarczone zostaną 4 rozkładane moduły struktur wspartych na powietrzu. Astronauci na pokładzie LOP-G dotrą do miejsca bazy podczas serii misji, aby połączyć struktury ze sobą za pomocą łączników tunelowych, oraz zainstalować wszystkie istotne systemy ( wcześniej przeniesione z Gateway w miarę postępu misji za pomocą europejskiego Large Logistics Lander ( EL3 )). Ci sami astronauci będą też bezsprzecznie naprawdę ważni ze Stacji śledząc i kontrolując dużą część instalacji łazików.

Na pokładzie przyszłego lądownika Herakles zostanie również wysłany łazik drukujący 3D. Łazik ten będzie przetwarzał wydobywany z gór regolit połączony z moczem w nadający się do druku 3D materiał stały, w celu wydrukowania warstwy ochronnej na strukturach bazowych.

Zakładamy, że na razie nie zaprojektowano wystarczająco silnego łazika z ramieniem robotycznym, który mógłby zainstalować naszą szklarnię, ale jego wykonalność jest całkowicie zapewniona w najbliższych latach.

  • Drugi etap "βęta" :

Nasz lodowy łazik "Neptun" wyląduje i rozpocznie swój proces ekstrakcji, aby przygotować przybycie astronautów.

Gdy obóz będzie w pełni gotowy, po starcie z Ariane 6 na pokładzie modułu Orion i zadokowaniu do LOP-G, astronauci wylądują w bazie i rozpoczną misję.

2.3 Środowisko na Księżycu jest bardzo niebezpieczne dla astronautów. Wyjaśnij, w jaki sposób Twój Moon Camp będzie ich chronił. (maksymalnie 150 słów)
  • 1,5 metrowa warstwa niezwykle odpornego materiału wykonanego z połączenia moczu i regolitu pokryje podstawę, chroniąc astronautów przed mikrometeorytami i promieniowaniem kosmicznym plus słonecznym. Podobnie witalna kopuła kosmiczna stanie na małej górze zapewniając znacznie większą ochronę.
  • Brak powietrza na Księżycu to kolejny poważny problem. Tak więc baza będzie podzielona na 2 przedziały dzięki 1 śluzie powietrznej w łączniku przestrzeni życiowej, dając możliwość schronienia się w przypadku wycieku powietrza z jednego przedziału. Ponadto, aby utrzymać stabilną i żywą temperaturę, baza będzie izolowana termicznie aerożelkiem krzemionkowym. Jego zdolności izolacyjne są doskonałe, ale przede wszystkim można go było wykonać z krzemu i tlenu zawartego w regolicie.
  • Astronauci będą 29,5/29,5 w telekomunikacji z Ziemią, co pozwoli na wyjątkowe wsparcie i współpracę z załogami misji plus rodziną, ale także na ostrzeżenie ich w przypadku zbliżającego się niebezpieczeństwa.
2.4 Wyjaśnij, w jaki sposób twój Moon Camp zapewni astronautom:

Woda
Żywność
Power
Air

Astronauci będą potrzebowali wody do wielu różnych zastosowań: picia, uprawy warzyw, produkcji ergoli rakietowych dzięki jej elektrolizie dla przyszłych misji, a także poznania historii Księżyca.
Tak więc, nasz łazik "Neptun" będzie wykorzystywał wodę lodową w Stale Zacienionych Regionach w pobliżu bazy (Shackleton, de Gerlache i krater pomiędzy nimi), i będzie przynosił ten lód z powrotem do zapasów po roztopieniu na płyn i przefiltrowaniu. W tym celu łazik będzie połączony z wieżą odbijającą promienie słoneczne, zainstalowaną wcześniej na krawędzi kraterów ekspedycyjnych : Neptun i wieża łączą się ze sobą dzięki swojej antenie, a lustro porusza się automatycznie, aby odbijać promienie słoneczne na trajektorii panelu słonecznego.
Wykorzystamy również Alternatywny System Mikroekologicznego Podtrzymywania Życia ( MELiSSA ) do recyklingu i oczyszczania wody z życia codziennego : moczu, zastosowań higienicznych, potu....

Planujemy zainstalować na górze szklarnię, podzieloną na 2 przestrzenie. W pierwszej będą rosły warzywa w żyznej ziemi ( wytworzonej przez kompostowanie beztlenowe ). Wybraliśmy pomidory micro-tina ze względu na szybkość wzrostu, oraz ogórki ( nie wymagają gotowania ). Druga to komora hydroponiczna, w której będą rosły słodkie ziemniaki ze względu na dużą zawartość witamin i węglowodanów. Będziemy udoskonalać uprawę hydroponiczną, ponieważ wiemy, że byłby to idealny sposób na długotrwałą uprawę warzyw, przy zużyciu znacznie mniejszej ilości wody.
Szklarnia pozwala roślinom przestrzegać ich cyklu dobowego: 9 godzin ekspozycji na słońce, 15 godzin "nocy" dzięki zastosowaniu systemu rozmieszczenia paneli origami. Szkło szklarni redukuje otrzymywaną energię słoneczną i przepuszcza fale niezbędne do fotosyntezy. Ponadto, podczas księżycowych nocy, diody LED z reflektorami pozwolą zachować ciągłość wzrostu roślin.

Ponieważ promienie słoneczne są obecne w naszej lokalizacji prawie cały czas, stanowi to najlepsze źródło energii do generowania prądu dla zasilania bazy i łazików.
Wiele paneli fotowoltaicznych zostanie zainstalowanych wokół bazy, na szklarni (system rozmieszczenia paneli) oraz na górze. Będzie to stanowiło ponad 80% naszych zasobów energii elektrycznej.
Będziemy również wykorzystywać elektrolizę wody, aby rozdzielić jej cząsteczki na tlen i dwutlenek węgla, w celu wyprodukowania energii elektrycznej przy użyciu ogniwa paliwowego. Ale nie będzie to główna produkcja energii, ponieważ woda będzie bardzo cenna.
Jednak ze względu na księżycową noc trwającą około 3,5 dnia, będziemy magazynować energię elektryczną w bateriach superkondensatorów, aby wykorzystać ją pośrednio i zasilać bazę nawet wtedy, gdy światło słoneczne nie dociera do paneli. Ponadto może to uchronić astronautów przed nieprzewidzianą dysfunkcją jakiegokolwiek systemu zasilania.

Powietrze jest z pewnością najważniejszym zasobem. Oprócz recyklingu wody, Alternatywny Mikroekologiczny System Podtrzymywania Życia będzie również przetwarzał CO2 uwalniany przez astronautów w O2 dzięki mikroalgom, aby umożliwić im uzyskanie stałej pętli autonomii. Nawet jeśli do pełnego wdrożenia tego systemu pozostało jeszcze wiele lat, jest to dla nas najbardziej efektywny sposób na umożliwienie długoterminowej załogowej misji kosmicznej.
Co więcej, zainstalujemy wentylację w celu odprowadzenia powietrza i ochrony astronautów przed brakiem zjawiska konwekcji powietrza w mikrograwitacji. Rzeczywiście, astronauci mogliby zginąć, gdyby cały czas oddychali swoim własnym odrzuconym CO2.
Mianowicie, że zespoły misyjne na Ziemi mogą również w każdej chwili informować astronautów o nietypowej zmianie ciśnienia powietrza.
( Cały czas obserwujemy ewolucję projektu łazika Thales Alenia Space o pozyskiwaniu/rafinowaniu tlenu z regolitu ).

2.5 Wyjaśnij, co byłoby głównym celem Twojego Moon Camp.

HWAB-I będzie głównie misją naukową, przez cały czas obsługiwaną przez załogi misji na Ziemi i astronautów na pokładzie LOP-G. Będzie to całkowicie kompletne przygotowanie do przyszłych misji na Marsa, ponieważ zdamy sobie sprawę z psychologicznego efektu misji w takiej odległości od Ziemi, a także dlatego, że w trakcie długotrwałego użytkowania będziemy mogli dostosować każdy system tak, aby był jak najwygodniejszy w przyszłości. Dodatkowo przetestujemy możliwość produkcji ergoli rakietowych przy użyciu zasobów in-situ: dlaczego Księżyc nie miałby być miejscem startu przyszłych misji?

Pozwolimy też przygotować wyjazdy dziennikarskie ( 2 lub 3 ), aby publicznie relacjonować jak żyją astronauci, co robią na co dzień i pokazać światu, że ta misja ma realną użyteczność.

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

To prawda, że stale aktywna baza byłaby bardziej produktywna, ale współpraca między 2 astronautami jest najważniejszym punktem dla zdrowia psychicznego i bezpieczeństwa. W związku z tym będą oni mieli w swojej dobie zaledwie 2,5 godziny przerwy czasowej.

Po przebudzeniu pierwszy astronauta sprawdza na desce rozdzielczej, czy wszystko działa prawidłowo (ciśnienie powietrza i wentylacja, zapas energii elektrycznej, zapas ilości wody...). Jeśli wszystko jest sprawne, udaje się do szklarni, aby sprawdzić wzrost roślin i zebrać codzienne warzywa. Następnie może dołączyć do kopuły roboczej, aby eksperymentować nad produkcją ergolu z regolitu.

Nadszedł czas, aby drugi astronauta się obudził. Obaj koledzy myją się jednocześnie i jedzą wspólne śniadanie: jest to moment, w którym mogą przedyskutować i ocenić nowy dzień współpracy.

Godzinę później przygotowują się do Extra Base Activity ( EBA ) : drugi astronauta otrzymuje pomoc od swojego kolegi, aby założyć swój kombinezon EBA i wyjść na zewnątrz przez śluzę wejściową. Zawsze w łączności radiowej z drugim astronautą dzięki antenie, będzie on: pobierał próbki regolitu w strategicznych miejscach, sprawdzał i naprawiał systemy bazy, jeśli to konieczne, odzyskiwał wydobyty zbiornik lodu przywieziony przez Neptuna i wymieniał go na inny pusty zbiornik, aby umożliwić łazikowi powrót na misję. Kiedy wszystko zostanie zrobione, wraca do bazy przez śluzę powietrzną, a obaj astronauci umieszczają zbiornik z lodem w automatycznym procesie topienia i filtrowania.

Po jedzeniu 2 godziny poświęcone są na sesję sportową, która jest obowiązkowa w rutynie astronautów. Z powodu mikrograwitacji waga jest bardzo zróżnicowana, więc sprzęt jest specjalnie zaprojektowany do użytku w tych warunkach. Po zakończeniu sesji spotykają się przed ekranem, aby przeprowadzić wideorozmowę z zespołami i ich rodzinami. Nawet jeśli reprezentują oni najbardziej przygotowanych astronautów w historii, nie musimy zapominać, że są przede wszystkim ludźmi i muszą utrzymywać kontakt z bliskimi im osobami.

Następnie, podczas gdy drugi astronauta kontynuuje pracę, przestrzegając 2,5-godzinnego opóźnienia, pierwszy zasypia obserwując The Pale Blue Dot zdjęcie, by przypomnieć mu, że nawet jeśli nasza kolebka Ziemia jest kwarkiem we wszechświecie, to na Księżycu Ona pojawia się jako drugie Słońce, które wciąż pozostaje blisko niego i sprawia, że astronautom błyszczą oczy.

Inne projekty:

  Twórca aurorów

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny
  Lunastro 11

 

  Albert-Einstein-Gymnasium
    Niemcy
  wilk

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny
  Wznoszące się fale

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Chiny