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.
Gymnázium Evolution Sázavská Praha 2-Hlavní město Praha Czechy 16, 17 3 / 0 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360
https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link
Nasza misja nosi nazwę Planetary Habitat and Astro-Scientific Exploration. Jest to kolejny P.H.A.S.E w eksploracji Księżyca.
Celem tej misji jest osiągnięcie ciągłej obecności człowieka na Księżycu i służenie jako punkt wsparcia dla przyszłych misji księżycowych. Nasza baza wykorzystuje cuda nowoczesnej inżynierii z myślą o bezpieczeństwie. Została zaprojektowana tak, aby zaspokoić wszystkie niezbędne potrzeby naszych astronautów i zapewnić im komfort podczas pobytu. Stacja ta opiera się na innej infrastrukturze księżycowej, takiej jak Gateway stworzona przez ESA. Misja ta będzie miała miejsce później w ramach czasowych ekspansji Księżyca, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo i płynność całego procesu.
PHASE pomieści 3 astronautów. Będzie on zlokalizowany na południowym biegunie Księżyca. Lokalizacja ta została specjalnie wybrana ze względu na swoje unikalne właściwości. Stacja składa się z 5 pomieszczeń: Laboratorium, sypialni, pokoju socjalnego, szklarni i komory ciśnieniowej. Pokoje są połączone korytarzami, w których znajduje się dodatkowa przestrzeń magazynowa i ważne systemy, takie jak system podtrzymywania życia MELiSSA. Poniżej znajduje się widok z góry:
Misja PHASE obejmuje również łazik, 2 autonomiczne roboty, antenę i w sumie dwadzieścia podziemnych paneli słonecznych zapewniających zasilanie.
Głównym celem tej stacji są badania naukowe. Badania koncentrowałyby się na produkcji i uprawie roślin na Księżycu oraz badaniu ich żywotności w warunkach grawitacji 1/6 Księżyca. Inna, być może ważniejsza część badań obejmowałaby zbieranie i przekształcanie wody księżycowej w formę zdatną do picia. Inne badania obejmowałyby głębsze badanie skał księżycowych i wykorzystanie ich w budownictwie na Księżycu.
Jak pisaliśmy wcześniej, baza byłaby zlokalizowana na południowym biegunie księżyca ze względu na stabilne światło słoneczne i dostęp do zamarzniętej / podziemnej wody. Dokładniej mówiąc, baza znajdowałaby się poza kraterem Shackleton. Sam krater był pokryty ciemnością od czasu uformowania się księżyca i będzie służył jako zamarznięty zbiornik wodny.
Budowa bazy zostanie podzielona na dwie fazy. Pierwsza będzie bezzałogowa, a druga załogowa. W drugiej astronauci przybędą na miejsce i będą mieli przygotowane wszystkie niezbędne rzeczy. Zasoby na pokładzie pierwszego będą obejmować materiały do budowy głównego komputera stacji. Stacja będzie nadmuchiwana, wykonana z kevlaru wzmocnionego włóknem węglowym i wzmocniona tytanem. Aby zbudować fundament dla bazy, wykorzystamy druk 3D do stworzenia dokładnej podstawy. Moglibyśmy częściowo drukować przy użyciu lokalnych materiałów, takich jak skała księżycowa, aby jeszcze bardziej zminimalizować niezbędne materiały. Wnętrze ścian zostanie wypełnione mieszanką tlenu i azotu, która posłuży jako awaryjna rezerwa tlenu.
Częścią tej pierwszej fazy będą dwa autonomiczne roboty, które połączą wszystko, co w ich mocy. Stacja będzie znajdować się pod ziemią, aby zapobiec promieniowaniu i innym zagrożeniom. Roboty przygotują grunt pod stację, a następnie pokryją go materiałem ziemnym. W pierwszej fazie zostanie również skonfigurowana energia i komunikacja za pośrednictwem anten i paneli słonecznych. Najważniejszą częścią, która będzie musiała zostać skonfigurowana w pierwszej fazie, są systemy wodne. W dalszej części opiszemy, jak one działają. Po skonfigurowaniu elektrolizy w pierwszej fazie, możemy użyć gazów z produktu do wypełnienia ścian.
Baza chroni swoich mieszkańców, ponieważ jest pokryta wydrukowanym w 3D materiałem skały księżycowej. Ma to wiele zalet. Chroni przed promieniowaniem i deszczami meteorytów. Eliminuje to potrzebę stosowania skomplikowanych i ciężkich struktur, umożliwiając naszą wzmocnioną nadmuchiwaną konstrukcję, oszczędzając wagę statków i pozwalając nam przewozić więcej dodatkowego ładunku.
Mamy również chowane pod ziemią panele słoneczne, które mogą się ukryć w razie niebezpieczeństwa związanego z deszczami meteorytów. Ponadto podziemny magazyn automatycznie czyści panele z pyłu księżycowego. Antena jest również chowana, aby zapobiec uszkodzeniom.
Jednym z największych problemów środowiska Księżyca jest pył. Baza musi polegać na zewnętrznym sprzęcie i EVA. Aby rozwiązać problem pyłu, wszystko, co znajduje się na zewnątrz lub ma kontakt z pyłem, zostanie pokryte specjalną warstwą wykorzystującą ładunek elektryczny pyłu. System będzie miał warstwę elektryczną, która będzie aktywnie odpychać kurz, zamiast go przyciągać. Sztywne ciała stałe będą wykorzystywać warstwę wykonaną z metalu, a ciała elastyczne, takie jak skafandry kosmiczne, będą wykorzystywać nanorurki węglowe jako przewodnik.
Nasza baza będzie wyposażona w systemy recyklingu czarnej i szarej wody, które będą ją oczyszczać i poddawać recyklingowi. Rezultatem będzie zdatna do picia biała woda, którą będzie można wykorzystać w innych miejscach. Resztki z tego procesu zostaną wykorzystane jako nawóz w szklarni.
Głównym źródłem wody oprócz recyklingu będzie wydobycie i oczyszczenie wody księżycowej do postaci zdatnej do picia. Zostanie to osiągnięte za pomocą naładowanego RTG łazika, który będzie wydobywał lód z kraterów. RTG oznacza brak potrzeby ładowania i światła słonecznego oraz umożliwi łazikowi pracę w ciemnych obszarach krateru.
Głównym źródłem pożywienia są rośliny ze szklarni. Półki szklarni są wielofunkcyjne i mogą pomieścić różne rodzaje roślin. Głównymi uprawianymi roślinami są: Ziemniaki dla węglowodanów i witamin A i C, Pomidory dla witamin A,C,K, potasu i błonnika. Ostatnią rośliną jest fasola dostarczająca cynku, miedzi, manganu, selenu i witamin B1,B6,E. Dołączylibyśmy również żywność dostarczoną z Ziemi wraz z astronautami. Szklarnia ma cykle dnia i nocy, które są tworzone przez zmianę intensywności i jasności wysokowydajnych świateł. Rośliny, jak już wspomnieliśmy, są nawożone i podlewane przez Automatyczny Moduł Nawożenia i Zraszania (AFSM), który będzie zasilany z modułu recyklingu.
Tlen dla astronautów będzie dostarczany częściowo przez rośliny jako produkt uboczny szklarni, a częściowo przez elektrolizę z wody księżycowej. Możemy również wykorzystać wnętrza ścian jako awaryjne źródło tlenu, jeśli systemy zawiodą. Wnętrze bazy może wypełniać się dwutlenkiem węgla w zamian za tlen.
Produkujemy ponad 75 kW energii elektrycznej za pomocą paneli słonecznych. Pojedynczy panel ma 12m2 powierzchni, my będziemy mieli dwadzieścia. Przy odrobinie matematyki i przy użyciu wysokowydajnych paneli 25% oraz stałej słonecznej otrzymujemy: 240×1300:4 = 78000W mocy. RTG będą używane jako awaryjne źródło zasilania.
Będziemy mieć zamkniętą i w pełni zintegrowaną pętlę MELiSSA w naszej bazie, która jest w stanie poradzić sobie i ponownie wykorzystać praktycznie wszystkie odpady, które baza może wygenerować. MELiSSA to system podtrzymywania życia oparty na sztucznym ekosystemie, zainicjowany przez ESA. Pętla MELiSSA zawiera 4 przedziały:
Skraplanie - punkt odbioru
Fotoheterotroficzny - Eliminacja upłynniających produktów ubocznych
Nitryfikacja - przekształcanie NH4+ w azotany
Fotoautotroficzny - przedział roślinny do regeneracji tlenu
Powyższe jest mocno uproszczone na potrzeby niniejszego dokumentu. Naszym celem jest produkowanie zerowej ilości odpadów i ponowne wykorzystywanie wszystkiego, co przyniesiemy na Księżyc.
Sama baza będzie wyposażona w antenę krótkiego i dalekiego zasięgu do komunikacji. Głównym punktem jest wykorzystanie misji Gateway ESA na orbicie Księżyca jako stacji przekaźnikowej na Ziemię. Łącze to umożliwia komunikację, nawet jeśli Ziemia nie znajduje się w bezpośredniej linii wzroku / zasięgu z bazą księżycową. Gateway służy również doskonale jako przekaźnik orbitalny dla innych działań księżycowych z bazą, nawet na większe odległości. Antena na dachu służy jako zapasowa i ma być używana głównie do komunikacji z Gateway. Większa antena na ziemi jest pełnoprawną anteną główną.
Głównym celem badawczym tej bazy jest badanie kolonii na różnych planetach (księżycach) i ludzkiej reakcji, która może być następnie wykorzystana w przyszłych misjach. Wiąże się z tym głębsza eksploracja i zrozumienie geologii Księżyca. Baza będzie badać wydobycie i użyteczność skał księżycowych i innych zasobów jako wartościowego materiału do wykorzystania w dalszej ekspansji na Księżycu.
Jednym z problemów astronautów będzie brak ziemskiej grawitacji. Oznacza to zanik mięśni i kości. Aby temu zapobiec, stacja jest wyposażona w specjalne maszyny do ćwiczeń, które działają w warunkach niskiej grawitacji. Astronauci będą musieli posiadać pełną wiedzę na temat działania tych maszyn i wszystkich zagrożeń, jakie napotkają. Dotyczy to całej misji, a nie tylko treningów.
Szkolenie astronautów obejmie wersję 1:1 stacji na Ziemi w celu zapoznania się z jej funkcjami. Wraz z pełną wiedzą na temat sprzętu, z którego będą korzystać astronauci. Szkolenie astronautów dla bazy księżycowej powinno być podobne do szkolenia dla ISS.
Dodatkowe szkolenie w porównaniu do ISS powinno obejmować:
Zarządzanie pyłem księżycowym
Misja ta będzie obejmować aktywne i pasywne środki przeciwpyłowe. Mimo to astronauci będą musieli wiedzieć, jak zapobiegać gromadzeniu się pyłu i jak sobie z nim radzić.
Ochrona przed promieniowaniem
Ziemskie pole elektromagnetyczne nie dociera do Księżyca i w przeciwieństwie do ISS astronauci wykonujący EVA będą narażeni na ogromne ilości promieniowania. Muszą oni zostać przeszkoleni w zakresie minimalizowania ryzyka dla zdrowia i co zrobić, jeśli na przykład ekspozycja była zbyt wysoka.
Konserwacja kombinezonu EVA
Skafandry kosmiczne używane w tej misji będą musiały wytrzymać wykładniczo więcej godzin EVA niż poprzednie misje księżycowe, takie jak program Apollo. Z tego powodu skafandry kosmiczne będą musiały być regularnie serwisowane i sprawdzane, a astronauci będą potrzebowali wiedzy, aby to zrobić.
Do podróżowania po Księżycu użyjemy łazika, aby dotrzeć na większe odległości. Łazik zawiera RTG (radioizotopowy generator termoelektryczny) i energię słoneczną do zasilania baterii pokładowych, co teoretycznie daje mu nieograniczony zasięg. Łazik ma antenę, która może być używana we współpracy z Gateway do komunikacji z bazą w dowolnym miejscu na Księżycu.
Mamy autonomicznego robota drukującego 3D i koparkę, które będą częścią pierwszej fazy tej misji i będą używane odpowiednio do kładzenia fundamentów, zbierania lodu i wydobywania księżycowej gleby.
Baza będzie miała pobliską platformę lądowniczą, która będzie wykorzystywana przez pojazdy rakietowe, takie jak lądownik Artemis lub statek kosmiczny. Podróż do i z bazy będzie odbywać się za pomocą rakiet, ponieważ ludzkość nie ma obecnie lepszego pozaziemskiego środka transportu.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 