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.

Xplorer

Krajowa Wyższa Szkoła Informatyki im. Tudora Vianu  Bukareszt - dzielnica 1    Rumunia 16   2 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360


Zewnętrzna przeglądarka dla projektów 3D


1.1 - Opis projektu

  • Xplorer to księżycowa baza zorientowana na badania naukowe i odkrywanie księżycowych zasobów, które możemy później wykorzystać w naszych eksperymentach lub w codziennym życiu mieszkających tam astronautów, takich jak woda w rdzeniach lodowych, która może stać się źródłem energii, a także zapewnia astronautom nawodnienie.

  • Wewnątrz postaramy się zapewnić astronautom bezpieczeństwo, a jednocześnie stworzyć przestrzeń, w której będą mogli prowadzić życie jak najbardziej zbliżone do tego na Ziemi. Baza zostanie podzielona na oddzielne obszary do jedzenia, pracy i odpoczynku. Obszar żywnościowy będzie szklarnią, w której będą uprawiać rośliny, a później je jeść.

  • W bazie księżycowej Xplorer źródło energii będzie pozyskiwane głównie za pomocą paneli słonecznych, a połączenie z Ziemią będzie realizowane za pomocą radioteleskopu.

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

Głównym celem obozu księżycowego jest zrozumienie środowiska księżycowego i wykorzystanie znajdujących się tam zasobów. Nie wykluczamy możliwości niepowodzenia, ale przygotowujemy wszystko, aby pozostać tam jak najdłużej i zapewnić wszystkie warunki. Badając warunki księżycowe, będziemy hodować rośliny Arabidopsis w szklarni, małe rośliny, które są modelem do analizy genomu, i obserwować, jak rosną. Wyślemy trzech astronautów, którzy będą pracować na zmiany, aby każdy mógł odpocząć i uzyskać najlepsze wyniki. Podczas pracy jeden astronauta będzie w terenie, a dwóch w bazie. Działania zostaną zorganizowane w taki sposób, że po kilku dniach każdy członek załogi zmieni swoje zadanie na inne; w ten sposób zostanie zachowana równowaga w stylu życia astronautów, a także zostaną osiągnięte różne wyniki, które doprowadzą do bardziej precyzyjnych wniosków.

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

Uważamy, że biegun południowy jest idealną lokalizacją dla naszego obozu księżycowego, więc zdecydowaliśmy się zbudować go tam, w pobliżu krateru Shackleton. Ma to wiele zalet, w tym stałe oświetlenie, które pomaga w wytwarzaniu energii elektrycznej przez panele słoneczne, a także w badaniach i eksperymentach. Kolejną zaletą są złoża lodu z zacienionych kraterów, które są ważnym źródłem wody. Temperatura jest tu również bardziej korzystna, ponieważ nie jest zbyt wysoka w ciągu dnia, aby osiągnąć 100 ℃, ani zbyt niska w nocy, aby osiągnąć ekstremalne wartości, takie jak -150 ℃.

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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.

Konstrukcja została zaprojektowana tak, aby imponować, ale także być jak najbardziej użyteczna dla astronautów. Obóz Xplorer składa się z dwóch pięter. Pierwsze służy jako przestrzeń techniczna, gdzie znajduje się szklarnia wraz z miejscem do elektrolizy wody, a także kuchnia z bieżącą wodą zasilaną ze zbiornika. Na drugim piętrze znajdują się miejsca do pracy i odpoczynku, a także panele słoneczne, radioteleskop i lądowisko dla promu kosmicznego.

Będziemy mieli warstwy ochronne nad podstawą: zewnętrzna warstwa będzie miała 3,5 cm wolframu; wolfram jest materiałem, którego chcemy użyć zamiast ołowiu ze względu na jego mniejszą gęstość, większą odporność w wyższej temperaturze i dlatego, że nie jest tak toksyczny jak ołów; chroni przed promieniowaniem, a także fragmentami ołowiu. meteorytów. Wewnętrzna warstwa będzie służyć do izolacji termicznej i zdecydowaliśmy się użyć aerożelu na bazie żelu krzemionkowego z węglem, materiału składającego się z ponad 90% powietrza, co sprawia, że ma on bardzo niską gęstość. Będziemy potrzebować środkowej warstwy, aby lepiej chronić bazę i astronautów, i będzie to 10-centymetrowa warstwa aluminium. Ostatnia warstwa, której użyjemy również jako warstwy środkowej, będzie składać się z regolitu księżycowego. Chcieliśmy użyć lekkich materiałów, dzięki czemu będą one łatwiejsze w transporcie, chociaż koszty wybranych materiałów będą wyższe niż w przypadku innych.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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

  • Na Księżycu istnieje wiele zagrożeń: promieniowanie, temperatura, pył i fragmenty skał.

  • Aby uchronić się przed księżycowymi odłamkami i meteorytami, pokryjemy bazę warstwą aluminium, chociaż na biegunach szanse na spadający pył i meteoryty są mniejsze. W bazie znajdzie się również radar, który pomoże astronautom podjąć odpowiednie kroki, gdy będą narażeni na uderzenie.

  • W przypadku promieniowania i pozostawionych fragmentów skał, pokryjemy bazę warstwą regolitu księżycowego.

  • Wahania temperatury mogą wpływać na aktywność astronautów, a także na ich zdrowie, dlatego wymagana jest kolejna warstwa. Warstwa aerożelu krzemionkowego może izolować termicznie naszą bazę i ma bardzo dobre właściwości.

  • Astronauci będą w kontakcie ze swoimi kolegami na Ziemi na wypadek, gdyby coś się stało i potrzebowali pomocy.

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

Woda

🍴 Jedzenie

Moc

🌬️ Air

Astronauci potrzebują wody do przetrwania, a także do swoich projektów na Księżycu, więc ponieważ woda z Ziemi nie wystarczy, będziemy musieli wykorzystać zasoby z Księżyca. Wodę będziemy pozyskiwać na dwa sposoby: filtrując księżycowe rdzenie lodowe i z księżycowej gleby. Obóz umieściliśmy na biegunie południowym, dlatego wokół bazy będą miejsca stale zacienione, z których będziemy mogli wydobywać złoża lodu, a następnie filtrować je po stopieniu się lodu.

Zapakowana odwodniona żywność, którą załoga przywiezie z Ziemi, wystarczy na jakiś czas, ale nie będzie wystarczająca. Jedzenie będzie przygotowywane w kuchence mikrofalowej i pozostaną po nim ślady, ponieważ gdy ktoś coś zje, zeskanuje kod kreskowy na opakowaniu w systemie. Pomyśleliśmy o szklarni, w której będziemy uprawiać rośliny w glebie księżycowej, aby astronauci mieli jedzenie, kiedy tylko zechcą. Zdecydowaliśmy się na uprawę pomidorów, ogórków i marchwi ze względu na ich łatwe i szybkie wykorzystanie oraz witaminy, a także słodkich ziemniaków ze względu na witaminy i białka.

Baza jest wyposażona w system paneli słonecznych, a ponieważ na obszarze, na którym zamierzamy założyć bazę, będzie stałe oświetlenie, będzie to główne źródło energii elektrycznej. Chcemy również uzyskać energię elektryczną z ogniwa paliwowego, ale będziemy potrzebować dużo wody, która jest ważna, więc będziemy mieć mniej energii uzyskanej tą metodą i będziemy jej używać w nocy, kiedy światło jest mniejsze.

Do dłuższego pobytu potrzebny jest tlen, więc spróbujemy zamienić księżycowy regolit w tlen. Jak zamierzamy to zrobić? Przed użyciem ogniwa elektrolitycznego umieścimy regolit księżycowy w roztopionym chlorku wapnia, w wyniku czego otrzymamy tlen i metal, możemy upiec regolit księżycowy gazowym wodorem, w wyniku czego otrzymamy tlen i wodór. Rośliny uwalniają dwutlenek węgla, więc zostanie zainstalowany system filtracji powietrza. Podgrzewanie skał księżycowych spowoduje, że pęcherzyki tlenu zastąpią dwutlenek węgla. Używając elektrolizy wodnej będziemy potrzebować dużo wody, więc wolimy lutować przy użyciu regolitu księżycowego.

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

Wszystko na obozie Xplorer będzie poddawane recyklingowi, więc nie musimy się martwić o rodzaje odpadów, takie jak plastik czy karton. Z drugiej strony odpady łazienkowe będą spalane i umieszczane w workach na śmieci, które są umieszczane w pojemnikach, które nie pozwalają na wydostawanie się powietrza.

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

Komunikacja z Ziemią zawsze była ważna dla każdej załogi astronautów, ponieważ stanowi ogromne wsparcie w przypadku awarii lub sytuacji awaryjnych. Komunikacja jest również sposobem, w jaki astronauci mogą zobaczyć swoje rodziny lub opublikować swoje filmy, takie jak ten, na którym Neil Armstrong stał się pierwszą osobą, która kiedykolwiek chodziła po powierzchni Księżyca.
Dlatego zainstalowaliśmy radioteleskop, który pomaga utrzymać łączność z Ziemią poprzez dostęp do wielu satelitów.

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.)

Niektóre z tematów, które chcielibyśmy zbadać na obozie Xplorer, to biologia i geologia. Z jednej strony, badając warunki księżycowe, będziemy hodować rośliny Arabidopsis w szklarni, małe rośliny, które są modelem do analizy genomu, i obserwować, jak rosną. Z drugiej strony, chcielibyśmy bliżej przyjrzeć się księżycowej glebie i dowiedzieć się, czy jest ona użyteczna. Oczywiście, oprócz tych badań, jednym z naszych głównych celów jest, nie tylko na Księżycu, ale także na innych planetach, znalezienie form życia. 

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

Uważamy, że astronauci na Xplorer powinni być zawsze przygotowani, niezależnie od sytuacji. Dlatego w naszym programie szkolenia astronautów uwzględniliśmy matematykę, fizykę, geologię, przetwarzanie materiałów, biologię i dynamikę orbitalną.
Powinni być również przeszkoleni na wypadek sytuacji awaryjnych, takich jak wysokie lub niskie ciśnienie atmosferyczne, lub na momenty dyskomfortu, takie jak mikrograwitacja.
Jedną z najważniejszych części szkolenia jest szkolenie formalne, podczas którego astronauci uczą się jak latać i lądować promem kosmicznym, jak obsługiwać każdy system i jak wykrywać usterki.
Oprócz formalnego przeszkolenia, załoga powinna mieć dobry stan fizyczny i psychiczny oraz powinna być w stanie pracować w warunkach wysokiej presji.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm

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.

Zbudowany przez nas prom kosmiczny będzie jedynym pojazdem kosmicznym, którego astronauci będą używać do eksploracji różnych miejsc na powierzchni Księżyca.
Zastanawialiśmy się również nad dodaniem łazika, ale zdecydowaliśmy, że nie będzie to konieczne, ponieważ załoga astronautów nie ma potrzeby poruszania się po terenie obozu Xplorer.

Inne projekty: