W Moon Camp Pioneers zadaniem każdego zespołu jest zaprojektowanie w 3D kompletnego obozu księżycowego przy użyciu wybranego oprogramowania. Muszą również wyjaśnić, w jaki sposób będą wykorzystywać lokalne zasoby, chronić astronautów przed niebezpieczeństwami w kosmosie i opisać obiekty mieszkalne i robocze w swoim obozie księżycowym.
DOUKAS SCHOOL Marousi-ATHENS Grecja 15 2 / 0 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360
Naszą misją jest zainstalowanie obozu w księżycowej tubie lawowej zgodnie z Porozumieniem Księżycowym ONZ. Nazwa obozu to "PETRALONA", która jest jedną z najstarszych jaskiń używanych przez prehistorycznego człowieka w Europie.
Faza 1 - PRZYGOTOWANIE. Początkowo orbiter (prawdopodobnie Gateway) wokół Księżyca zapewniłby bazę dla wielotygodniowych wypraw załogowych na powierzchnię Księżyca w łaziku ciśnieniowym w celu przygotowania szczegółowych map powierzchni i podpowierzchni. Zrobotyzowana sonda zbada wejście, ściany i tunel tuby Marius Hills pod kątem przydatności do zamieszkania przez ludzi, istnienia lodu i opracowania logistyki.
Faza 2 - USTAWIENIE BAZY. Trzy bezzałogowe loty towarowe rakietą Ariane 6 i jeden załogowy statkiem kosmicznym ESA nadającym się do recyklingu przygotują tubę lawową i ustanowią podstawowe systemy: windę, siedliska ciśnieniowe, systemy energetyczne, komunikacyjne i zaopatrzenia w życie.
Faza 3 - ZRÓWNOWAŻONY OBÓZ. Produkcja in situ i montaż konstrukcji siedlisk i infrastruktury. Podtrzymywanie życia i wytwarzanie energii in situ, wydobycie regolitu, ekstrakcja tlenu, produkcja wody, panele słoneczne i inne elektrownie, szklarnia i produkcja paliwa. Na płaskowyżu Aristarchus powstanie zdalnie sterowana zrobotyzowana plantacja do wydobywania lodu i lotnych pierwiastków (N, H, C), a 300-kilometrowy rurociąg połączy ją z naszym obozem.
Faza 4 - ROZSZERZENIE BAZY. Produkcja i naprawa in situ. Eksploracja Księżyca i eksperymenty. Eksploracja głębokiego kosmosu, wsparcie dla podróży na Marsa i działalności komercyjnej.
Ustanowienie pierwszej pozaziemskiej osady ludzkiej jako wstępnego kroku do rozszerzenia działalności człowieka w Układzie Słonecznym, a zwłaszcza jako stacji pośredniej do podróży na Marsa. Będzie ona służyć jako długoterminowy eksperyment do badania stałego zamieszkiwania innej planety z nieprzyjaznymi warunkami życia z dala od Ziemi. Jest to wspaniała okazja do wypróbowania nowych technologii w rzeczywistych warunkach, logistyki takiej próby, problemów medycznych i psychologicznych astronautów. Księżyc zapewnia unikalne laboratorium naukowe do eksperymentów z fizyki, chemii, biologii, geologii i socjologii, których nie można przeprowadzić na Ziemi, dotyczących genezy Ziemi i Księżyca, naszej ochrony przed zagrożeniami kosmicznymi oraz do zaawansowanych obserwacji głębokiego kosmosu za pomocą nowych teleskopów. Poza tym, wydobycie cennych zasobów księżycowych (w tym metali ziem rzadkich, nowych minerałów i helu-3), wytwarzanie zbywalnych produktów kosmicznych i turystyka przyczynią się do rozwoju technologii, wzrostu gospodarczego i stworzenia satysfakcjonujących perspektyw zatrudnienia.
W tubie w regionie Marius Hills ze świetlikiem (58 × 49 m i 40 m głębokości) i dachem o grubości 20-25 m, na współrzędnych 14,2°N, 303,3°E. Takie siedlisko byłoby całkowicie chronione przed promieniowaniem, ekstremalnymi wahaniami temperatury, bombardowaniem meteorytami, elektrycznością statyczną i pyłem regolitowym. Uniknięcie ekstremalnie niskich temperatur na biegunach pozwoli zaoszczędzić prawie 30% potrzebnej mocy. W ten sposób możliwe jest znaczne zmniejszenie masy, złożoności, specjalnych protokołów i osłon w porównaniu z siedliskami powierzchniowymi, rozszerzenie celów i czasu trwania misji naukowych, umożliwienie większej liczbie załogi (pracującej w rutynowych warunkach i lepszej psychologii) oraz większej masy ładunku do wylądowania w celach naukowych. Równik jest najłatwiejszym miejscem do lądowania i stałej komunikacji z Ziemią, chociaż księżycowe noce stanowią wyzwanie dla zasilania. Dojrzała gleba pobliskiej Marii jest bogata w metale. Zasoby wody (>500-700 ppm), N, H i C w postaci osadów piroklastycznych są znaczące na płaskowyżu Aristarchus. Najnowsze dane wykazały powszechną obfitość wody przechowywanej w szklanych kulkach uderzeniowych.
Podczas przygotowań zostaną przewiezione materiały naziemne, w tym samorozkładające się schrony, jednostki do produkcji/recyklingu tlenu i wody, jednomiesięczna żywność, panele słoneczne i naładowane baterie na okres nocny, moduły śluz powietrznych, aluminium, włókna węglowe, dźwig górniczy, dwa zrobotyzowane łaziki, anteny, drukarka 3D, skafandry kosmiczne, niewielkie ilości tlenu, azotu i wodoru.
Po wypoziomowaniu podłogi tunelu, wybrany segment zostanie osłonięty od powierzchni poprzez nieprzepuszczalne uszczelnienie świetlika, a następnie zablokowanie znajdującego się pod nim światła po obu stronach za pomocą hermetycznych ścian. Otwory okienne na dachu zostaną osłonięte przezroczystą ceramiką z tlenoazotku glinu w celu zapewnienia naturalnego oświetlenia wraz z lampami emitującymi światło widzialne i podczerwone, UV-A i UV-B, aby lepiej naśladować światło słoneczne. Utworzony zostanie obszar ciśnieniowy wypełniony oddychającym powietrzem o ciśnieniu 1 atm.
Stałe siedliska zostaną zbudowane przy użyciu odlewów regolitu i druku 3D z wykorzystaniem gleby księżycowej. Obóz Petralona składa się z centralnej wieży zawierającej jedną windę dla ciężkich ładunków i jedną dla personelu, zaczynającej się od podłogi tunelu i rozszerzającej się przez ekranowany świetlik na powierzchnię Księżyca w strukturę kopuły chronionej przed promieniowaniem przez pokrywę regolitu o grubości 2 metrów i posiadającą ceramiczne okna. Jest to główne wejście dla załogi i pojazdów przez moduł śluzy powietrznej. Mogą tam również hermetycznie dokować łaziki. Na powierzchni znajduje się również platforma startowa, panele słoneczne i powłoka ochronna z rakietą do awaryjnej ucieczki.
Siedliska wykorzystujące prostą, tanią konstrukcję ortogonalną będą wykonane z trwałych, lekkich materiałów, połączonych ze sobą i z podstawą wieży równolegle do ziemi za pomocą modułów śluz powietrznych. Obejmują one wspólny obszar rekreacyjny i aktywności, prywatne pokoje dla każdej osoby (ponieważ potrzeba przestrzeni osobistej ma ogromne znaczenie), centrum kontroli i komunikacji, laboratoria, zaplecze medyczne, szklarnię, budynki dla systemów recyklingu, przetwarzania regolitu, elektrolizer, magazyn energii, garaż konserwacyjny i magazyn.
Alternatywnym dostępem będzie rampa prowadząca z powierzchni na dno tunelu. W tunelu poza ścianami znajdą się zbiorniki paliwa, elektrownia jądrowa i kopalnie paleoregolitu.
Na powierzchni Księżyca pył, wiatr słoneczny i elektryczność statyczna o napięciu setek woltów, jak w kraterach polarnych, wraz z ekstremalnymi temperaturami na przemian od 127 C do minus 173 C, będą niszczyć zdrowie załogi, urządzenia elektroniczne, panele słoneczne i inne maszyny. Znaczące korzyści operacyjne, technologiczne i ekonomiczne wynikają z budowy bazy księżycowej wewnątrz tuby lawowej. Nasz obóz będzie hermetycznie osłonięty od środowiska powierzchniowego, aby zapewnić warunki do życia w stałych, łagodnych temperaturach około 17 stopni Celsjusza w porównaniu do gwałtownie zmieniających się temperatur dziennych i nocnych na powierzchni Księżyca. Co więcej, cała wewnętrzna placówka będzie wypełniona oddychającym powietrzem pod ciśnieniem 1 atm i połączona rurociągiem z regionem bogatym w wodę i substancje lotne. Dach wybranej tuby lawowej ma prawie 25 m, dzięki czemu zapewnia całkowitą ochronę przed mikrometeoroidami, meteorytami i promieniowaniem kosmicznym, ponieważ konwencjonalna osłona przed promieniowaniem jest tylko częściowo skuteczna. Jest również bezpieczna przed trzęsieniami księżyca i ma solidne właściwości. Duża ilość miejsca pozwala na stopniową rozbudowę bazy poprzez łączenie dodatkowych siedlisk za pomocą modułów śluz powietrznych, a w przypadku uszkodzenia części można ją po prostu odizolować od reszty, zamykając wspólne włazy. Co więcej, przebywanie w pobliżu Ziemi na poziomie równika sprawia, że komunikacja z Ziemią jest niezakłócona, chroniąc załogę przed wszelkimi sytuacjami awaryjnymi, zwłaszcza medycznymi, które wymagają natychmiastowej zrobotyzowanej interwencji chirurgicznej zdalnie sterowanej przez wyspecjalizowany zespół na Ziemi. Ze względu na chronione środowisko i maksymalną izolację termiczną, zapotrzebowanie na energię jest zmniejszone, produkcja żywności będzie łatwiejsza, rolnictwo eksperymentalne i uprawa regolitu wykonalne, a zapotrzebowanie na wodę, powietrze i moc mniejsze i bardziej ekonomiczne. Praca w wygodnych, zdrowych, dużych habitatach, bez ciężkich skafandrów kosmicznych sprawia, że codzienne życie jest bliższe temu na Ziemi, poprawiając ich psychologię i bezpieczeństwo.
WODA
Łączenie wodoru (z regolitu księżycowego, który jest stale implantowany w ilości 40-50 ppm przez wiatr słoneczny lub jest usuwany z ogniw paliwowych lądowników po każdym lądowaniu) i tlenu
Woda pochodząca z wiatru słonecznego zmagazynowana w szklanych kulkach na całej powierzchni Księżyca (7 × 1014 kg).
Złoża piroklastyczne wody wydobytej z pobliskiego płaskowyżu Aristarchus (>500-700 ppm)
Lód zmieszany z glebą w stale zacienionych regionach lub w paleoregolicie tuby lawowej
Po połączeniu wodoru z wydychanym przez załogę CO2 lub z CO2 uzyskanym z księżycowych zimnych pułapek (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, reakcja Sabatiera)
Dzięki rygorystycznemu systemowi recyklingu
POWIETRZE
Urządzenia do produkcji powietrza do oddychania (20% O2 i 80% Nitrogen) wytwarzają tlen
z wody przy użyciu elektrolizy
z roślin w szklarni poprzez fotosyntezę
z regolitu księżycowego (jako tlenki 40-45% masowo) poprzez redukcję regolitu za pomocą pirolizy (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) lub poprzez proces elektrolityczny stopionej soli.
Azot może być ekstrahowany z bazaltu po podgrzaniu wraz z H2 i CO i odzyskiwany poprzez systemy recyklingu.
ŻYWNOŚĆ
Szybko rosnące rośliny, takie jak jarmuż, słodkie ziemniaki, pszenica, sałaty, ogórki, pomidory, soja, komosa ryżowa, rzodkiewka, rzeżucha, grzyby i ziemniaki mogą być uprawiane hydroponicznie w szklarni oświetlonej diodami LED.
Akwakultura z gatunkami o niewielkim zapotrzebowaniu na O2, niskiej produkcji CO2, krótkim czasie wylęgania i minimalnym zapotrzebowaniu na energię (5 do 20 razy niższym niż ssaków), takimi jak labraks i mątwy, których jaja zostaną wysłane z ziemi. Jednak małże i krewetki są lepszym rozwiązaniem pod względem zajmowanej przestrzeni i spożycia kalorii na masę.
Hodowla drobiu - jaja
Produkcja mięsa z wykorzystaniem inżynierii genetycznej w kulturach komórkowych in vitro
MOC
System rozszczepienia jądrowego o mocy 40 kW
Energia słoneczna. Długiej nocy można stawić czoła, budując elektrownie fotowoltaiczne w rozproszonych lokalizacjach, tak aby co najmniej jedna z nich była zawsze w świetle dziennym lub elektrownię, w której jest stałe lub prawie stałe światło słoneczne. Lasery będą przesyłać energię z obszarów oświetlonych słońcem do regionów zacienionych. Lub magazynowanie energii podczas 15 dni ze światłem słonecznym.
Napędzane energią słoneczną elektrolizery rozszczepiają wodę na tlen i wodór w celu utworzenia materiału pędnego lub ponownego połączenia w regeneracyjnych ogniwach paliwowych jako zmagazynowanej energii.
Metan z reakcji Sabatiera i pirolizy plastikowych śmieci i odpadów załogi z tlenem in-situ.
Przedmioty nienadające się do ponownego użycia będą wytwarzane z materiałów ulegających fotochemicznej degradacji po wystawieniu na działanie promieniowania słonecznego UV, podczas gdy małe kawałki śmieci będą przetwarzane w spalarni pod wpływem tlenu, drastycznie zmniejszając objętość odpadów. Wszystkie pozostałości mogą zostać zakopane w kraterze w pobliżu bazy lub w rurze lawowej z uszczelnionym wejściem, wykorzystując ją jako składowisko odpadów.
Zapakowane odpady mogą być wysadzone z dala od Księżyca; np. w kierunku Słońca (szczególnie w przypadku odpadów toksycznych lub radioaktywnych) lub w atmosferę ziemską w celu planowanego niszczycielskiego ponownego wejścia nad niezamieszkany obszar.
W bioregeneracyjnym systemie podtrzymywania życia rośliny i bakterie przetwarzają wszystkie niejadalne odpady żywnościowe, ludzkie odchody i inne odpady biologiczne na pewnego rodzaju nawóz. Woda higieniczna, niewyczuwalny pot, spłuczki toaletowe zmieszane z kałem i moczem są przetwarzane za pomocą ultrafiltracji na wodę do zalewania szklarni. Wydychany w kabinie dwutlenek węgla w połączeniu z wodorem odzyskuje wodę i wytwarza metan (reakcja Sabatiera).
Na Księżycu anteny fal radiowych zawsze wymagają bezpośredniego kontaktu wzrokowego. Satelity na orbicie księżycowej ułatwiają to, a także współpracują z systemem nawigacji GPS. Zaawansowane systemy wykorzystujące Klystrony na równiku będą w stałej łączności z ziemskim systemem stacji naziemnych, w tym z antenami głębokiego kosmosu. Long-
Zasięg komunikacji z łazikami lub innymi obozami jest również osiągany za pośrednictwem satelitów, podczas gdy krótki za pomocą małych anten dipolowych, które mogą przesyłać tylko do dziesięciu kilometrów. Wewnętrzną komunikację z bazą można uzyskać za pomocą kabli ethernetowych.
Technologia LTE/4G lub 5G zostanie przetestowana pod kątem komunikacji na powierzchni Księżyca, ponieważ księżycowy krajobraz jest generalnie otwartym terenem, a fale elektromagnetyczne rozchodzą się nawet bez atmosfery.
Oparta na laserze komunikacja optyczna między Ziemią a Księżycem lub między satelitami zostanie ustanowiona przy użyciu teleskopów optycznych jako rozszerzaczy wiązki, umożliwiając przesyłanie większej ilości danych w krótszym czasie, takich jak transmisje wideo 4k lub zdalnie sterowane z Ziemi operacje robotyczne.
TOPICS:
Astronomia, kosmonautyka, biologia, biotechnologia, sejsmologia, wulkanologia, inżynieria, robotyka, informatyka, socjologia
EKSPERYMENTY:
Teleskopy zintegrowane z zaawansowanymi algorytmami prognostycznymi o wysokiej złożoności do wczesnego wykrywania kolizji asteroidy z Ziemią.
Radioteleskop wykorzystujący daleką stronę jako stabilną platformę do badania promieniowania z wczesnego Wszechświata, chroniony przed naziemnymi emisjami radiowymi i innymi zakłóceniami atmosferycznymi (np. chmurami, światłem księżyca, wilgocią).
Niskotemperaturowe teleskopy z ciekłym zwierciadłem na obu biegunach obserwujące, bez tła termicznego, wszechświat w zakresie podczerwieni, aby badać pochodzenie, ewolucję i właściwości wszechświata.
Fizyka astrocząstek (np. wysokoenergetyczne netrina, antycząstki itp.)
Księżycowy laserowy pomiar odległości testujący ogólną teorię względności i badający naturę ciemnej materii.
Pobieranie próbek ze starożytnych kraterów Księżyca w celu zbadania, jak uformował się układ Księżyc-Ziemia
Wykorzystanie energii słonecznej i wiatrowej do produkcji energii
Wykorzystanie zmiataczy ładunków elektrostatycznych w kraterach polarnych jako banków energii
Zdalna chirurgia robotyczna w warunkach mikrograwitacji w nagłych sytuacjach, z natychmiastową reakcją w czasie rzeczywistym z centrum medycznego na Ziemi i transmisją dużych zbiorów danych.
Ultralekkie materiały do zastosowań kosmicznych
Zachowanie materiałów i mechanizmy w środowiskach ekstremalnych, o niskiej grawitacji i w środowisku o wysokim zapyleniu elektrostatycznym
Zaawansowana robotyka do wykrywania ekstremalnych warunków, mobilności, manipulacji oraz zautomatyzowanego i autonomicznego wykrywania, kalibracji i naprawy.
Produkcja w przestrzeni kosmicznej i autonomiczny montaż struktur i statków kosmicznych
Lewitacja elektrostatyczna ze źródłami jonów w postaci cieczy jonowej
Opracowanie wielomegawatowych silników jonowych i napędu na antymaterię dla Marsa
Produkcja mięsa w laboratorium przy użyciu kultur komórek in vitro pochodzących z białek zwierzęcych.
Sejsmologia, wulkanologia rur lawowych
Materiały odporne na uszkodzenia i samoregenerujące się
Techniki przetwarzania regolitu w celu ekstrakcji tlenu, wody i innych pierwiastków
Sygnatury biologiczne obcego życia, zwłaszcza w rurach lawowych
Projektowanie eksperymentów w celu tworzenia danych, które są gotowe do kwantyfikacji niepewności przed mylącymi korelacjami, jako przewodnik po rozwiązaniach dla podróży międzyplanetarnych i nowych przestrzeni odkryć.
Jak mikrograwitacja wpływa na wzrost tkanek i gojenie się ran
Produkcja syntetycznej krwi i skóry
Testowanie technik wysokiego ekranowania w celu wyeliminowania strat termicznych lub powietrznych oraz strat lotnych podczas wykopalisk
Wszyscy członkowie załogi, głównej i zapasowej, wybrani do Moon camp będą trenować razem, ponieważ muszą zarówno poznać się nawzajem, jak i nauczyć się współpracować wydajnie i zgodnie z rozłożonymi rolami i obowiązkami, do których zostali przydzieleni. Wszyscy nowi kandydaci na astronautów, którzy mają różne doświadczenie zawodowe i wiedzę, muszą osiągnąć wspólną minimalną bazę wiedzy. Muszą nauczyć się medycyny, języków, robotyki i pilotażu, lotów kosmicznych i inżynierii systemów kosmicznych, organizacji systemów kosmicznych, rolnictwa i zaawansowanej informatyki.
Zostaną oni przeszkoleni w środowiskach pozbawionych grawitacji, podczas noszenia skafandra kosmicznego, aby byli gotowi na spacer po Księżycu.
Będą zajmować się dyscyplinami technicznymi, takimi jak inżynieria elektryczna, aerodynamika, napęd, mechanika orbity, materiały i struktury, a także dyscyplinami naukowymi, takimi jak badania w warunkach mikrograwitacji (w fizjologii człowieka, biologii i naukach materiałowych), obserwacja Ziemi, astronomia oraz prawo kosmiczne i porozumienia międzyrządowe dotyczące światowej współpracy w przestrzeni kosmicznej.
Powinni zostać poinstruowani, jak żyć, pracować i przeprowadzać eksperymenty naukowe w ekstremalnym środowisku Księżyca poprzez szczegółowy przegląd wszystkich systemów obozu (np. struktura i projekt siedliska, wykopaliska, nawigacja i kontrola naprowadzania, kontrola termiczna, wytwarzanie i dystrybucja energii elektrycznej, dowodzenie i śledzenie, systemy podtrzymywania życia, ogólne operacje robotyczne, rendez-vous i dokowanie, systemy aktywności pozapojazdowej, systemy ładunku), a także na głównych systemach tych statków kosmicznych i łazików, które obsługują obóz. Astronauci przygotowujący się do eksploracji rur lawowych potrzebowaliby szkolenia w zakresie przemierzania pionowo rozwiniętych środowisk i eksploracji jaskiń z nierównym terenem, ostrymi skałami i spadającymi skałami, podczas gdy chodzeniu po Księżycu towarzyszy wzbijanie pyłu i elektryfikacja.
Szkolenie obejmuje również edukację w zakresie radzenia sobie z sytuacjami nietypowymi, analizą awarii i działaniami związanymi z odzyskiwaniem/naprawą. Misje te nie są całkowicie niezależne bez obecności robotów. Otwiera to nową drogę do interakcji człowiek-robot.
PODRÓŻ NA ZIEMIĘ I Z ZIEMI
Lądownik wielokrotnego użytku do pionowego lądowania dla załogi i dokowania do ISS
Bezzałogowa rakieta towarowa
Lądownik nadający się do recyklingu
Przygotuj rakietę do ewakuacji awaryjnej.
Nierakietowy transport Ziemia-Księżyc za pomocą kabla wykonanego z nanorurek węglowych
POJAZDY NA KSIĘŻYCU
Łaziki ciśnieniowe, które dokują do bazy lub innego łazika.
Ciągniki terenowe z zamontowanym z przodu lemieszem buldożera, przewożące zbiornik na wodę, skrzynię ładunkową lub pojemnik na odpady i posiadające ramię robota wyposażone w koparkę/łopatę.
Żuraw zdalnie sterowany do podnoszenia ciężkich ładunków,
Zdalnie sterowany pojazd wiertniczy i koparka regolitu.
Tory kolejowe wykorzystujące lewitację magnetyczną
Ciśnieniowe kolejki linowe, które mogą dokować do bazy.
EKSPLORACJA KSIĘŻYCA
Wielomisyjny pojazd eksploracyjny z autonomicznymi systemami podtrzymywania życia dla 4-8 astronautów i zasięgiem 200 km, niezależną telekomunikacją z Ziemią, dronem na pokładzie, możliwościami recyklingu tlenu i wody, które zwiększają podtrzymywanie życia do 14 dni, układem słonecznym i RFC. Może być również używany jako schronienie do czasu przybycia pomocy z Ziemi.
Zdalnie sterowane DRONY z napędem na nadtlenek wodoru lub dysze gazowe CO2 lub lewitacja elektrostatyczna z pędnikiem jonowym.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 