moon_camp
odkrycie interaktywny obraz

Galeria projektów Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

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.

Helios-1

SZKOŁY VKV KOC  Stambuł-Tuzla    Turcja 17, 18   6 / 0 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Blender


Zewnętrzna przeglądarka dla projektów 3D


External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://drive.google.com/file/d/1fa5lUBO_bvtx4PCrQyFW1ks_bzRVyWpX/view?usp=share_link

1.1 - Opis projektu

HELIOS-1 to projekt Moon Camp, który opiera się na idei zrównoważonego życia i rozwoju. Podczas gdy głównym celem projektu jest zbadanie i dostarczenie nowego, zrównoważonego źródła energii - izotopu Helium-3, idea samowystarczalności jest główną koncepcją, wokół której projekt został zbudowany. Z załogą składającą się z dwunastu astronautów, HELIOS-1 będzie składał się z dwóch identycznych baz w dwóch różnych kraterach na południowym biegunie Księżyca, które zostaną zbudowane głównie przy użyciu źródeł na samym Księżycu. Przy minimalnej zależności od dostarczania materiałów z Ziemi - czy to związanych z wodą, żywnością, powietrzem, materiałami budowlanymi, przedmiotami, energią czy czymkolwiek innym - obóz księżycowy będzie w stanie pracować przez długi czas, aby zapewnić odkrycie pełnego potencjału helu-3 i jego właściwości odpowiednich do wykorzystania na Ziemi. Zasoby Ziemi są cenne, ale ograniczone. Ostatecznie HELIOS-1 ma zostać zapamiętany za swój wkład w dziedzinę zrównoważonej i bezpiecznej produkcji energii, usuwając wielką przeszkodę, która blokuje drogę do zrównoważonego życia na Ziemi w obliczu szybkiego globalnego rozwoju.

1.2 - Dlaczego chcesz zbudować obóz księżycowy? Wyjaśnij główny cel swojego obozu księżycowego (na przykład cele naukowe, komercyjne i/lub turystyczne).

Jako izotop helu, który stanowi zaledwie 0,0001% wszystkich izotopów na Ziemi, hel-3 ma ogromny potencjał do wykorzystania jako źródło energii poprzez fuzję jądrową. Jednak drogie koszty i wymagany poziom zaawansowania technologicznego utrudniają prowadzenie takich badań i rozwoju w zakresie możliwych zastosowań helu-3 w produkcji energii. Dlatego też obfitość izotopu na Księżycu ma kluczowe znaczenie i potencjał dla przyszłego rozwoju - zwłaszcza w czasach, gdy zrównoważony wzrost jest utrudniony przez eksploatację zasobów naturalnych. Aby temu zaradzić, gleba księżycowa zostanie zbadana wraz z zachowaniem wydobytego helu-3, a szeroko zakrojone badania zostaną przeprowadzone z innymi związkami, aby dowiedzieć się, jak można go wykorzystać w przyszłych technologiach. Głównym celem obozu księżycowego "Helios-1" będą badania po wydobyciu izotopu.

2.1 - Gdzie chcesz zbudować swój Księżycowy Obóz? Wyjaśnij swój wybór.

Obóz księżycowy HELIOS-1 zostanie zbudowany w dwóch różnych lokalizacjach i będzie składał się z identycznej struktury bazowej. Oba obozy będą zlokalizowane na południowym biegunie Księżyca, co pozwoli na kontynuację projektu bez zakłóceń spowodowanych brakiem światła słonecznego, ponieważ światło słoneczne będzie wykorzystywane jako główne źródło energii w bazie. Przy nachyleniu osiowym Księżyca wynoszącym około 5 stopni, dwie różne bazy będą znajdować się po obu stronach bieguna południowego i będą używane zamiennie. W zależności od tego, gdzie dociera długotrwałe światło słoneczne, jedna z baz będzie używana jedna po drugiej. Ponadto obie bazy będą znajdować się wewnątrz oddzielnych kraterów, aby zapewnić dodatkową ochronę przed możliwymi deszczami meteorów. Dodatkowo, kratery te zostały specjalnie wybrane ze względu na ich bogatą zawartość lodu wodnego.

2.2 - Jak zamierzasz zbudować swój księżycowy obóz? Zastanów się, jak możesz wykorzystać naturalne zasoby Księżyca i jakie materiały musiałbyś przywieźć z Ziemi. Opisz techniki, materiały i swoje wybory projektowe.

Transfer załogi badawczej nastąpi po zbudowaniu obu baz Obozu Księżycowego. Podczas tego procesu rakiety zostaną wykorzystane do sprowadzenia potrzebnych materiałów z Ziemi. Podczas budowy obozów głównym budulcem budynków i korytarzy będą bloki regolitu, które będą składać się z pyłu księżycowego, gleby i skał na powierzchni Księżyca. Do budowy monolitycznych cegieł zostaną wykorzystane drukarki 3D na dużą skalę. Przed przystąpieniem do jakichkolwiek badań, ewentualne wady w strukturze budynku zostaną usunięte za pomocą maszyn. Odkryto, że bloki regolitu pochłaniają ciepło i dostarczają energię elektryczną, która będzie przydatna jako zrównoważone źródło energii po ustanowieniu niezbędnych struktur ułatwiających takie wykorzystanie. Księżycowa gleba będzie pokrywać konstrukcje budynków, aby zapobiec szkodom spowodowanym przez promieniowanie kosmiczne. Systemy odzyskiwania wody i system potrzebny do zapewnienia powietrza w bazie zostaną zaadresowane po budynkach. W następnej kolejności z Ziemi zostaną przywiezione potrzeby szpitalne, wszelkie żywe istoty i urządzenia technologiczne. Dalsze systemy, takie jak system akwaponiczny i obiekt mieszkalny, zostaną utworzone w drugiej kolejności, po czym nastąpi osiedlenie się załogi. W przypadku prostych przedmiotów, takich jak krzesła i stoły, nadmuchiwane meble stalowe zostaną przywiezione z Ziemi, ponieważ zajmują mniej miejsca podczas transportu i są mocniejsze. Zostaną one później nadmuchane w bazie.

2.3 - W jaki sposób obóz księżycowy chroni i zapewnia schronienie astronautom przed surowym środowiskiem Księżyca?

Baza zostanie zbudowana wewnątrz krateru, w którym będzie chroniona przed deszczami meteorów. Budowa wewnątrz krateru pomoże zaizolować bazę księżycową, ponieważ zapewnia osłonę przed zagrożeniem ze strony mikrometeoroidów oraz ze względu na stabilną temperaturę podziemnego środowiska Księżyca. Ponieważ Księżyc prawie nie ma atmosfery, a jego powierzchnia jest często narażona na szkodliwe poziomy promieniowania, pokrycie bazy księżycowej ziemią księżycową pomaga chronić astronautów przed promieniowaniem. Moduły mieszkalne mogą być zakopane w powierzchni Księżyca lub umieszczone w tunelach lawy poniżej, aby chronić załogę. Astronauci skorzystają z księżycowej gleby również na inne sposoby. Cegły wykonane z regolitu za pomocą drukarki 3D mogą być wykorzystywane do budowy struktur na Księżycu, ponieważ są lekkie i wytrzymałe. Mogłyby być również wykorzystywane do tworzenia osłon przed promieniowaniem, które chroniłyby astronautów przed szkodliwym promieniowaniem na powierzchni Księżyca. Cegły mogłyby być również wykorzystywane do tworzenia siedlisk, które zapewniałyby bardziej stabilne środowisko dla astronautów i sprzętu. Pomogłoby to zapewnić astronautom bezpieczeństwo i wygodę podczas pracy na Księżycu. Wewnętrzny system zwiększania ciśnienia w kabinie, wykorzystujący ciekły tlen i ciekły azot w zbiornikach ciśnieniowych, oparty na sprężarce powietrza, pomoże regulować ciśnienie.

3.1 - W jaki sposób obóz księżycowy zapewni astronautom zrównoważony dostęp do podstawowych potrzeb, takich jak woda, żywność, powietrze i energia?

W naszej bazie głównym celem jest zrównoważony rozwój, ponieważ Księżyc nie nadaje się do przetrwania ludzi, a koszty są zbyt wysokie, aby baza była całkowicie zależna od Ziemi. W przypadku powietrza wykorzystywana będzie głównie elektroliza. Woda występuje na Księżycu w postaci lodu. Kiedy woda zostanie wydobyta, zostanie podzielona na wodór i tlen w celu odpowiedniego wykorzystania. Stworzy to stabilne źródło powietrza dla astronautów, które będzie dodatkowo wspierane przez zapasowe rury tlenowe na wypadek awarii. Azot będzie wydobywany z księżycowej gleby i regularnie uzupełniany w celu zwalczania wycieków. Również filtrowanie rdzeni lodu księżycowego w celu wydobycia wody i wykorzystanie jej w systemie odzyskiwania wody dodatkowo wspiera zaopatrzenie bazy w wodę. Woda ta jest stosunkowo bezpieczna w użyciu i całkowicie zrównoważona, biorąc pod uwagę jej połączone wykorzystanie z systemem wykorzystania wody ISS. Źródła żywności podążają podobną ścieżką zrównoważonego rozwoju. Głównym źródłem pożywienia będzie system akwaponiczny. Podczas gdy wymagane gatunki są sprowadzane z Ziemi, przy odpowiednim wykonaniu system akwaponiczny będzie całkowicie zrównoważony w użyciu. Zapewni on również zróżnicowaną dietę z wystarczającą ilością białka i witamin dla astronautów. Do zasilania zostaną wykorzystane panele słoneczne, aby zapewnić bazie zrównoważone źródło energii. W dniach, w których bezpośrednie korzystanie z paneli słonecznych nie jest możliwe, wykorzystywane będą systemy akumulatorów w celu dalszego zasilania bazy. Akumulatory te będą napełniane w dni, w które światło słoneczne może zostać przekształcone w energię.

3.2 - Jak twój obóz księżycowy poradzi sobie z odpadami wytwarzanymi przez astronautów na Księżycu?

Aby zapewnić zrównoważoną gospodarkę odpadami, różne rodzaje odpadów (stałe, płynne i gazowe) powinny być traktowane w różny sposób. Po pierwsze, odpady osobiste astronautów (np. produkty higieniczne, opakowania żywności, ludzkie odchody...) będą zbierane i zagęszczane, aby zminimalizować zajmowaną przez nie objętość, a następnie zamykane w sterylnych pojemnikach, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Co więcej, w zależności od rodzaju odpadów (np. metal, plastik...) mogą one zostać ponownie wykorzystane jako surowiec do drukarki 3D. Odpady, które nie mogą być ponownie wykorzystane i przechowywane w pojemnikach, mogą być transportowane z powrotem na Ziemię w celu właściwej utylizacji lub w razie potrzeby mogą być bezpiecznie wyrzucane w przestrzeń kosmiczną, przy jednoczesnym wdrożeniu protokołów środowiskowych. W przypadku odpadów płynnych można wykorzystać system recyklingu wody, który stosuje filtrację, destylację i obróbkę chemiczną w celu odzyskania wody użytkowej. Nieodnawialne odpady ciekłe będą zamykane w opakowaniach próżniowych, podobnie jak odpady stałe. W przypadku odpadów gazowych (głównie dwutlenku węgla) można wykorzystać minerał podobny do gąbki zwany zeolitem (jak na ISS), aby zapobiec narażeniu astronautów na śmiertelną nadwęglowość. 

3.3 - W jaki sposób obóz księżycowy będzie utrzymywał łączność z Ziemią i innymi bazami księżycowymi?

Utrzymanie komunikacji z Ziemią i Księżycem ma kluczowe znaczenie dla długowieczności HELIOS-1. Jednym z głównych sposobów utrzymania łączności z Ziemią jest wykorzystanie komunikacji Ziemia-Księżyc-Ziemia (EME). Z pomocą propagacji fal radiowych z nadajnika na Ziemi, fale radiowe odbijają się od powierzchni Księżyca, odbierane przez odbiornik na Ziemi, dlatego ten styl komunikacji jest również nazywany Moon bounce i pomaga w komunikacji między Ziemią a HELIOS-1. Do komunikacji między bazami na Księżycu można wykorzystać kosmiczną sieć księżycową 3GPP w ramach projektu LunarNet. Z pomocą tej solidnej sieci można zbudować silną infrastrukturę komunikacyjną na Księżycu, aby wszystkie dane mogły być skutecznie przesyłane. W związku z tym odbicie od Księżyca zostanie wykorzystane do utrzymania komunikacji między Ziemią a Księżycem, podczas gdy bezprzewodowa sieć 3GPP pomoże w komunikacji między HELIOS-1 a innymi bazami na Księżycu.

4.1 - Na jakim temacie naukowym (tematach naukowych) skupią się badania w twoim obozie na Księżycu? Wyjaśnij, jakie eksperymenty planujesz przeprowadzić na Księżycu (na przykład w zakresie geologii, środowiska o niskiej grawitacji, biologii, technologii, robotyki, astronomii itp.)

Wpływ promieniowania kosmicznego na istoty żywe i materiały może być badany, a załoga jest idealnym obiektem testowym. Nawet jeśli załoga byłaby narażona na ograniczone ilości promieniowania, ich długoterminowy pobyt w bazie wynoszący 180 dni byłby wystarczający, aby zaobserwować pewne skutki dla organizmu. Ponadto badania naukowe dotyczące biologii i geologii księżycowej odgrywają istotną rolę w tworzeniu zrównoważonej, a tym samym udanej bazy obozu księżycowego. W przypadku eksperymentów geologicznych astronauci mogą badać skład, strukturę i historię powierzchni i podpowierzchni Księżyca. Uzyskane próbki mogłyby dać nam bardziej szczegółową wiedzę na temat lokalizacji możliwych rezerw mineralnych na Księżycu, a także księżycowego lodu. Jednak najważniejsza część eksperymentów dotyczyłaby właściwości i użyteczności helu-3 w takich kwestiach, jak energia termojądrowa i inne sektory. Ponieważ Hel-3 jest prawie niemożliwy do znalezienia na Ziemi, łatwość dostępu do materiału na Księżycu zapewniłaby materiały wymagane do eksperymentowania na Helu-3 w celu uwolnienia jego pełnego potencjału. Poza tym, możliwe zastosowania minerałów i związków, które składają się na księżycową glebę, mogłyby być również lepiej zbadane i w pełni wykorzystane w samej bazie i wszelkiej innej infrastrukturze księżycowej obecnej na Księżycu w tym czasie. Oprócz tego, można by również eksperymentować z efektami życia w środowisku o niskiej grawitacji przez długi czas. Pomimo tego, że obecnie dość dobrze rozumiemy rozkład ciała wystawionego na działanie niskiej grawitacji przez długi czas, nadal możemy uzyskać więcej danych na ten temat poprzez dalsze eksperymenty.

5.1 - Co uwzględniłbyś w programie szkolenia astronautów, aby pomóc im przygotować się do misji na Księżycu?

Przed wysłaniem na Księżyc w ramach misji HELIOS-1 nasi astronauci muszą przejść serię programów szkoleniowych, aby przyzwyczaić się do środowiska panującego na Księżycu i w przestrzeni kosmicznej. Z pomocą tych programów szkoleniowych każdy astronauta nauczy się, jak przetrwać w ekstremalnych warunkach na Księżycu i jak być częścią HELIOS-1. Przykładem programów szkoleniowych jest Space Vehicle Mock-up Facility (SVMF), który jest makietą rakiety, którą będą podróżować, aby astronauci przyzwyczaili się do środowiska transportu między Ziemią a Księżycem. Kolejnym treningiem, przez który muszą przejść, jest KC-135, w którym astronauci czują nieważkość, zerową grawitację, co pomaga astronautom doświadczyć, jak to będzie podczas podróży na Księżyc i na Księżycu, a także zapobiega zachorowaniu na zerową grawitację. Ponadto, aby ćwiczyć spacery kosmiczne, astronauci muszą również korzystać z Laboratorium Neutralnej Pływalności. Astronauci unoszą się w ogromnych ilościach wody (22,7 miliona litrów lub 6,2 miliona galonów) w replikach pojazdów kosmicznych, aby ćwiczyć wykonywanie operacji w kosmosie. Powyższe przykłady są tylko techniczne i naukowe, ale bycie astronautą nie oznacza tylko posiadania dobrych umiejętności naukowych, osoba powinna być również przeszkolona fizycznie i psychicznie. Astronauci powinni być wystarczająco sprawni, aby wytrzymać start i przyciąganie grawitacyjne, aby nie wystąpiły żadne problemy podczas misji. Astronauci powinni być również przygotowani psychicznie na przebywanie w przestrzeni kosmicznej przez długi czas. Co najważniejsze, bycie członkiem zespołu jest cenione w byciu astronautą, więc kandydatom na astronautów zaleca się również wzięcie udziału w kursach relacji publicznych w celu poprawy umiejętności pracy zespołowej. Ogólnie rzecz biorąc, programy te pomogą astronautom przygotować się do lotu na Księżyc.

5.2 - Jakich pojazdów kosmicznych będzie potrzebować twoja przyszła misja na Księżyc? Opisz pojazdy znajdujące się w twoim Moon camp i zastanów się, w jaki sposób będziesz podróżować na i z Ziemi oraz odkrywać nowe miejsca na powierzchni Księżyca.

W przypadku HELIOS-1 wykorzystana zostanie rakieta wielostopniowa do transportu między Ziemią a Księżycem, SSTO do transportu między bazami księżycowymi oraz Space Exploration Vehicles do transportu na powierzchni Księżyca. Rakiety jednostopniowe na orbitę są wielokrotnego użytku i są wygodne dla HELIOS-1, ponieważ konieczna jest zmiana załogi na Księżycu co 180 dni. Natomiast SEV będą używane do transportu na powierzchni Księżyca. SEV to pojazdy ciśnieniowe, które pomagają astronautom badać wiele miejsc na powierzchni Księżyca, umożliwiając pojazdowi poruszanie się w stylu "kraba", co pomaga pojazdowi pokonywać trudne tereny. Dzięki odchylanemu kokpitowi, który zapewnia dobrą widoczność powierzchni, silnie osłoniętej kabinie, która chroni astronautów przed zjawiskami słonecznymi, szybkiemu wyjściu/wejściu astronautów z pojazdu oraz stacji dokującej, w której astronauci mogą mieszkać, SEV jest odpowiednią opcją do transportu na powierzchni Księżyca.

 

Inne projekty: