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.
III miejsce - Państwa członkowskie ESA
Oban High School Oban-Argyll i Bute Zjednoczone Królestwo 16, 15, 14, 13 5 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360
Ten projekt ma na celu stworzenie bazy na Księżycu. Mamy kilka kopuł na powierzchni, podczas gdy większość naszego projektu będzie zlokalizowana pod ziemią. Baza jest w stanie wygodnie pomieścić 10 astronautów, a być może więcej, jeśli załogi będą pracować w systemie zmianowym, i zawiera podstawowe udogodnienia, takie jak toalety, dormitoria, kuchnia i obszar wspólny, ale także pomieszczenia związane z pracą, takie jak warsztaty, magazyny, laboratoria i szklarnia. Baza posiada również dodatkową kopułę oddzieloną od głównej bazy, która zawiera procesy o wysokiej energii i wysokiej temperaturze, takie jak komory elektrolizy i piece, ta separacja pomaga chronić główną bazę w przypadku awarii tych systemów. Baza jest zbudowana głównie z aluminium ze względu na jego wytrzymałość i lekkość, a także fakt, że wszelkie dodatkowe aluminium wymagane do utrzymania bazy można wydobywać z rudy w regolicie księżycowym za pomocą procesu FFC Cambridge, który jest jednym z procesów badanych w tej bazie. Baza wykorzystuje również glebę księżycową jako materiał budowlany chroniący załogę przed promieniowaniem.
Głównym powodem instalacji tej bazy jest służenie jako platforma badań naukowych na Księżycu. Baza ta pozwoliłaby astronautom pozostać na Księżycu znacznie dłużej, co oznaczałoby, że więcej eksperymentów i projektów mogłoby być realizowanych w środowisku księżycowym, co w zamian znacznie poprawiłoby nasze zrozumienie Księżyca i naszego wszechświata w dłuższej perspektywie. Innym ważnym celem byłoby zbadanie środowiska i sposobu, w jaki niektóre rzeczy na nie reagują, a także zbadanie powierzchni Księżyca, zdobycie praktyki w uprawie żywności na Księżycu i zbadanie wyników długotrwałego życia w środowiskach o niższej grawitacji. Byłyby to informacje, które można by łatwo zebrać i przekazać do wykorzystania naukowego na Ziemi. Informacje te mogłyby być bardzo przydatne w rozwoju przyszłych statków kosmicznych, w planowaniu przyszłego szkolenia astronautów, a nawet w ulepszaniu technologii na Ziemi.
Nasz księżycowy obóz bazowy zostałby zbudowany na południowym biegunie Księżyca, na grzbiecie pomiędzy kraterem De Gerlache i kraterem Shackleton. Lokalizacja ta jest korzystna, ponieważ gdy słońce oświetla tę część księżyca, unosi się tuż poniżej lub tuż nad horyzontem, tworząc stosunkowo stabilne temperatury sięgające 54°C. Dostępne słońce pomaga we wzroście upraw w szklarni i produkcji energii dla bazy za pomocą paneli słonecznych, a także zapobiega trwałemu zamarzaniu sprzętu. Lokalizacja ta ma również dostęp do wielu niezbędnych zasobów, takich jak złoża lodu i regolit księżycowy zawierający rudy, takie jak anortozyt. Teren jest również bardzo łatwy do przemierzania pieszo lub łazikiem ze względu na łagodne zbocza grzbietów i niewielką ilość gruzu. Lokalizacja ma również bezpośrednie połączenie satelitarne z Ziemią ze względu na kierunek, w którym jest zwrócona.
Jak wyjaśniono wcześniej, podstawa jest wykonana głównie z aluminium ze względu na jego dostępność na Księżycu i na Ziemi oraz jego lekkość, wytrzymałość i właściwości materiałowe, a także zostało dobrze przetestowane w środowisku kosmicznym, ponieważ ISS jest z niego zbudowana. Baza jest zbudowana głównie z kopuł i cylindrów, aby zminimalizować punkty nacisku na krawędziach i zmniejszyć ryzyko pęknięcia wzgórza z powodu różnicy ciśnień na zewnątrz bazy. Ten wybór projektowy znacznie ułatwia również budowę konstrukcji, ponieważ te zaokrąglone struktury mogą być podzielone na segmenty i łatwo transportowane na statku kosmicznym i montowane. Większość bazy zostanie również pokryta kilkumetrową warstwą księżycowej gleby, aby chronić ją przed latającymi odłamkami i promieniowaniem. Ruda anortozytu produkuje również krzem, a także aluminium w procesie FFC Cambridge, które mogą być wykorzystane do produkcji niektórych elementów bazy na Księżycu.
Jedynym sprzętem, który musiałby zostać przywieziony z Ziemi, są roboty wykopaliskowe i urządzenia wydobywcze do pozyskiwania niezbędnej ziemi, lodu i rudy. Oryginalne moduły bazy można również przetransportować statkiem kosmicznym na Księżyc, aby zapewnić ludziom przetrwanie na Księżycu podczas tworzenia stałej bazy. Drukarki 3D byłyby również wykorzystywane do budowy i konserwacji bazy, ponieważ określone komponenty i narzędzia mogą być tworzone z surowców z tworzyw sztucznych i metalu, które byłyby transportowane z Ziemi.
Jak wyjaśniliśmy wcześniej, planujemy zbudować nasz obóz głównie pod ziemią i przykryć go księżycową glebą, aby nasi astronauci byli chronieni przed promieniowaniem słonecznym, gdy znajdują się wewnątrz budynku. Gleba księżycowa jest dobra w ochronie przed promieniowaniem, ponieważ kilka metrów tego materiału ochroni przed większością rodzajów promieniowania. Gleba ta będzie również chronić przed asteroidami i latającymi odłamkami, których doświadczą astronauci i baza. Skafandry kosmiczne i łaziki księżycowe będą używane przez astronautów w celu zapewnienia im bezpieczeństwa i lepszej pomocy podczas podróży poza mury obozu. Każdy moduł jest oddzielony od głównej bazy wewnętrznymi śluzami powietrznymi, które mogą uszczelnić i pomóc utrzymać załogę przy życiu w przypadku naruszenia kadłuba. Baza posiada również centralny system oczyszczania i cyrkulacji powietrza, ale można go odizolować, aby utrzymać przy życiu kilka lub tylko jeden moduł w przypadku naruszenia kadłuba. Jedyne moduły, które mają własne systemy wentylacyjne, to warsztat, laboratorium naukowe i wejście. Dzieje się tak na wypadek, gdyby pomieszczenia te zostały skażone lub toksyczne i mogły zapobiec cyrkulacji powietrza w całej bazie. Baza posiada również systemy filtracji powietrza, aby zapobiec wdychaniu szkodliwych gazów i cząstek przez załogę, na przykład pył księżycowy zawiera krzemian, który wdychany w dużych ilościach może spowodować uszkodzenie płuc. Wszystkie procesy wysokoenergetyczne są oddzielone od modułów mieszkalnych, co może zapobiec zniszczeniu całej bazy w przypadku katastrofalnej awarii. Rury transportujące produkty tych procesów do bazy również posiadają ładunki aktywowane ciśnieniem, które w przypadku skoku ciśnienia naruszą rurę, zapobiegając uszkodzeniu bazy.
Obóz księżycowy będzie zasilany głównie energią słoneczną za pomocą 99 paneli słonecznych, które można obracać, aby zawsze były skierowane w stronę słońca, które zostaną umieszczone wokół bazy i będą wytwarzać energię w ciągu dnia, zasilając bazę, a także ładując baterie litowo-jonowe dla bazy w nocy. Te panele słoneczne będą produkować maksymalnie 135,63 kW, co oznacza, że w ciągu 12 godzin panele słoneczne wyprodukują łącznie 5,86 MJ.
Powietrze jest wytwarzane na wiele sposobów, od rozszczepiania wody po proces FFC Cambridge; powietrze w modułach nie będzie zawierać azotu, ponieważ azot nie jest potrzebny ludziom do przeżycia. Tlen będzie wytwarzany poprzez podawanie wody stopionej z lodu do komory elektrolizy w celu rozszczepienia jej na tlen i wodór. Wodór jest transportowany do zbiorników magazynowych w celu wykorzystania jako paliwo rakietowe, a tlen jest transportowany do głównej bazy. Proces FFC Cambridge jest bardziej eksperymentalny i również produkuje tlen, który będzie wykorzystywany jako paliwo rakietowe i powietrze do oddychania.
Woda jest ponownie wytwarzana przez roztapianie złóż lodu i jest używana do produkcji tlenu lub przesyłana do zbiorników w bazie, gdzie jest używana jako woda pitna. Woda jest filtrowana w celu usunięcia zanieczyszczeń i cząsteczek nienadających się do picia. Woda ta jest wykorzystywana do picia i w innych systemach, jednak większość z niej jest poddawana recyklingowi i ponownie filtrowana.
Większość żywności jest importowana z Ziemi, jednak jest ona uzupełniana uprawami i żywnością produkowaną na Księżycu. Żywność produkowana na Księżycu nie jest głównym źródłem pożywienia, jednak jeśli kiedykolwiek wystąpi problem z transportem żywności z Ziemi, załoga może przetrwać na produktach uprawianych na Księżycu.
Odpady organiczne wytwarzane przez astronautów mogą być kompostowane lub wykorzystywane jako nawóz dla rosnących roślin. Chcielibyśmy również wdrożyć reaktory przekształcające śmieci w gaz, ponieważ mogą one być wykorzystywane do przekształcania śmieci w gaz, który załoga mogłaby ponownie wykorzystać w budynku lub w łazikach, ponieważ reaktory wykorzystują proces degradacji termicznej do przekształcania odpadów w gaz. Filtracja powietrza i wody będzie również stosowana w celu ograniczenia ilości odpadów. Płynne odpady będą filtrowane i poddawane recyklingowi, aby zminimalizować obciążenie systemów produkcji wody i pomóc w oszczędzaniu energii, woda, która jest czysta, ale została przepuszczona przez systemy i nie nadaje się do picia, będzie używana do toalet i podlewania roślin.
Będziemy używać macierzy komunikacyjnych i anteny parabolicznej o wysokim zysku 4,2 metra, aby wysyłać komunikację do satelity przekaźnikowego Queqiao jako środka komunikacji z Ziemią. Satelita przekaźnikowy Queqiao to satelita wystrzelony na orbitę halo L2, gdzie znajduje się w idealnym miejscu, aby móc bez problemu przesyłać komunikację z Księżyca na Ziemię i odwrotnie. Dzieje się tak dlatego, że znajduje się on w jedynym miejscu, w którym może mieć dostęp do odległej strony Księżyca, a jednocześnie nadal docierać do Ziemi bez obawy, że Księżyc zablokuje jego transmisje. Transmisje z Queqiao mogą być łączone z innymi satelitami LEO, aby przekazywać wiadomości do dowolnej firmy.
Potrzebujemy również łączności na Księżycu. W związku z tym wdrożone zostaną podstawowe radia, aby umożliwić komunikację nie tylko z astronautami, ale także z innymi bazami księżycowymi.
Tematy, na których skupią się nasze badania, to środowisko niskiej grawitacji i geologia. Ponieważ te dwa tematy będą głównym celem bazy, zbieranie informacji na ich temat będzie głównym priorytetem, jeśli chodzi o wykorzystanie badań. Metody wiercenia zostaną wykorzystane do zebrania lodu i gleby, które mogą być dalej badane i eksperymentowane w obozie. Eksperymenty te można przeprowadzić w celu uzyskania większej ilości danych na temat konkretnych obszarów, takich jak składniki znajdujące się w glebie, wpływ promieniowania na pierwiastki na Księżycu, ilość informacji o próbkach gleby i lodu pochodzących z czasów formowania się Układu Słonecznego, a nawet sposób uprawy roślin na glebie księżycowej, biorąc pod uwagę różną budowę gruntu.
Siłownia, która jest wbudowana w bazę, choć ma na celu wsparcie warunków fizycznych i psychicznych astronautów, będzie również dostępna jako metoda gromadzenia informacji o tym, jak niska grawitacja wpływa na ludzkie ciało. Może to również dostarczyć informacji o tym, w jaki sposób ta osobliwa zmiana środowiska wpływa na rutyny danej osoby, jednocześnie dostarczając informacji o tym, jak podejrzewać objawy niskiego poziomu grawitacji u danej osoby w zależności od tego, jak jej ciało radzi sobie fizycznie. Zbadamy również proces FFC Cambridge, który wciąż znajduje się w fazie eksperymentalnej ze względu na brak regolitu na Ziemi, jednak na Księżycu postęp będzie drastycznie większy. Proces ten pomoże w przyszłości wdrożyć większe bazy księżycowe ze względu na lokalną produkcję materiałów budowlanych na Księżycu.
Aby pomóc astronautom przygotować się do przyszłej misji na Księżycu, chcielibyśmy dodać następujące elementy do ich programu szkoleniowego;
Poproś kandydatów o dokładne zapoznanie się z warunkami, środowiskiem, którego można się spodziewać oraz rodzajem problemów i rozwiązań, które mogą pojawić się podczas wyjazdu.
Przeprowadzić ćwiczenia, ćwiczenia, a następnie ogólne testy w ramach scenariuszy środowiska księżycowego ożywionych w symulatorach dokładnie tych problemów, o których mówi sprawozdanie.
Włączenie treningu podwodnego/basenowego do ich reżimów. Baseny mogą symulować uczucie niskiej grawitacji, do którego astronauci musieliby się przyzwyczaić przed wyruszeniem na Księżyc. Wykonywanie ćwiczeń, chodzenie lub po prostu pływanie w wodzie pozwoli im dostosować się do uczucia niskiej grawitacji, a z czasem pomoże im nauczyć się manewrować w skafandrach. Udowodniono, że jest to pomocne, ponieważ astronauci przygotowujący się do misji Apollo również przeszli ten sam trening.
Zbudowanie makiety bazy. Protokoły bezpieczeństwa mogą być uruchamiane w makietach baz, aby upewnić się, że nikt w zespole nie zamarznie i że wszyscy będą wiedzieć, jak postępować w nagłych wypadkach. Makiety baz będą również przydatne do zapoznania się, ponieważ dają kandydatom możliwość zapoznania się z laboratoriami i warsztatami, a także oferują szansę zobaczenia pomieszczeń mieszkalnych, aby przyzwyczaić się do układu.
Trening długoterminowej izolacji. Załogi zostaną przeszkolone w zakresie współpracy i współpracy korporacyjnej w długoterminowej izolacji razem w pozorowanej bazie, aby symulować aspekt społeczny i wyzwania związane z samotnością.
Będziemy używać łazika do przewożenia astronautów do i z miejsc misji, innych potencjalnych obozów, miejsc wydobycia lub po prostu do eksploracji terenu. Projekt naszego łazika zakłada, że pojazd będzie wykorzystywał energię słoneczną do produkcji energii, a także ładowarkę do połączenia z główną bazą, która odpowiadałaby za zasilanie maszyny. Jeśli chodzi o sposób podróżowania między Księżycem a Ziemią, zdecydowaliśmy się na użycie rakiet wielokrotnego użytku, takich jak SpaceX Starship. Jest to świetny pomysł, ponieważ rakiety mogłyby być tankowane zarówno na Ziemi, dzięki dostępnym tam zasobom, jak i na Księżycu, dzięki wodorowi i tlenowi oddzielonym od księżycowej wody lodowej. Skafandry kosmiczne zostałyby również dostarczone, aby umożliwić astronautom przemierzanie księżycowego krajobrazu pieszo. Czas EVA byłby jednak ograniczony ze względu na narażenie na promieniowanie.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 