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.
Akademia Kingston Kingston upon Thames-Surrey Zjednoczone Królestwo 17, 16 6 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Blender
Projekt ten ma na celu przetestowanie samowystarczalnej bazy dla 6 astronautów. Główne eksperymenty tej misji to badanie wpływu wiatru słonecznego na powierzchnię Księżyca, a także uprawa roślin modyfikowanych genetycznie dla ekstremalnych siedlisk. Nasze badania obejmowały niedawno opublikowane czasopisma naukowe badające obecne i przewidywane osiągnięcia w zakresie zaawansowanej robotyki, wykorzystania zasobów na miejscu (ISRU) i materiałoznawstwa. Nasza baza posłuży jako odskocznia do przyszłych badań i planowanych misji zarówno na powierzchni Księżyca, jak i Marsa, zgodnie z celami ESA i NASA dotyczącymi powrotu ludzi na Księżyc i Marsa w najbliższej przyszłości. Nasza baza będzie koncentrować się przede wszystkim na celach badawczych, jednak istnieje możliwość realizacji projektów komercyjnych, takich jak wydobycie metali ziem rzadkich, które będą eksportowane na Ziemię w celu osiągnięcia zysku, generując zrównoważoną gospodarkę księżycową, aby zachęcić do przyszłych inwestycji w badania na Księżycu.
Głównym celem bazy jest po prostu służyć jako dowód koncepcji stworzenia samowystarczalnej bazy, która mogłaby zostać wykorzystana na innym ciele niebieskim w przyszłości.
Ponieważ całkowicie nieistniejąca atmosfera na Księżycu jest bardzo zbliżona do niskiej atmosfery planet takich jak Mars - około ≈0,02 kg/m3, co jest prawie pomijalne - będziemy również badać wpływ wiatru słonecznego. Za pomocą urządzenia Solar Wind iOn Reading Device (lub SWORD) będziemy monitorować wzorce zderzeń wiatru słonecznego z Księżycem, dzięki czemu będziemy mogli przeanalizować skutki wiatru słonecznego, które mogą być niezbędne do poznania w przyszłych projektach na innych ciałach niebieskich.
SWORD został zaprojektowany w oparciu o "Solar Orbiting Heliospheric imager" lub "SoloHi". Wykorzystuje sześć oddzielnych czujników wewnętrznych do obserwacji aktywności słonecznej i uwalniania, a także parę czujników mierzących plazmę i pola magnetyczne.
Baza zostanie zbudowana na krawędzi krateru Amundsen. Będzie ona zlokalizowana na znacznie mniejszym kraterze, który znajduje się bezpośrednio obok krateru Amundsen.
Projekt 3D bazy wykorzystuje mapę cieplną tego nienazwanego krateru, która została zaprojektowana w skali.
Współrzędne tego krateru to 84.5°S 82.8°E.
Celem użycia mniejszego krateru jest umożliwienie nam zbudowania wielu warstw elewacji pod ziemią przy znacznie mniejszym wysiłku.
Zgodnie ze skanami NASA i ESA Księżyca, woda (w postaci lodu księżycowego) została zlokalizowana w kraterze i wokół niego. Co więcej, zgodnie z raportami NASA, lokalizacja została określona jako prawie całkowicie stała ekspozycja na padające światło słoneczne.
Nasza baza rozpocznie budowę jako misja bezzałogowa - przed lądowaniem astronautów. Korzystając z robotyki kontrolowanej przez ESA, zbudujemy podstawowy szkielet, który posłuży jako tymczasowe kwatery mieszkalne dla astronautów, zanim baza zostanie w pełni skonfigurowana.
Po tej początkowej fazie budowy astronauci zamieszkają w tym podstawowym szkielecie, gdy będziemy drukować części 3D, aby kontynuować budowę pomieszczeń zarówno ręcznie, jak i przy wsparciu robotów. Jednym z wyzwań będzie budowa podziemnych obszarów bazy, co będzie wymagało znacznych prac wykopaliskowych. Zostaną one wykopane w boku krateru.
Ściany podstawy będą zbudowane w systemie trójwarstwowym, a do ich wykonania użyjemy trzech materiałów:
1) Najbardziej wewnętrzna warstwa to warstwa polifluorku winylidenu - niereaktywnego, stabilnego termicznie tworzywa termoplastycznego. Pomimo swojej wytrzymałości, tworzywo sztuczne jest bardzo lekkie, dzięki czemu można przenosić duże ilości na raz bez ponoszenia znacznych dodatkowych kosztów związanych z lotem kosmicznym.
2) Środkowa warstwa byłaby stosunkowo cienką siatką z włókna węglowego i krzemu, która jest bardzo lekka i niezwykle plastyczna, co czyni ją użytecznym materiałem o wysokiej użyteczności. Jako lekki i cienki materiał, zajmuje bardzo mało miejsca podczas transportu luzem.
3) Najbardziej zewnętrzna warstwa byłaby zbudowana z wydrukowanego w 3D regolitu księżycowego, zebranego z powierzchni przez drony Talaria. Możemy go wymieszać podobnie jak beton, aby stworzyć warstwę regolitobetonu do pokrycia zewnętrznej części bazy.
Aby chronić astronautów przed fizycznymi uderzeniami, w naszym projekcie zastosujemy dwa konkretne materiały: Cienka, ale elastyczna siatka z włókna węglowego i krzemu zostanie umieszczona między ściankami, aby chronić przed fizycznymi uderzeniami. Elastyczna natura włókna węglowego zapewnia efekt amortyzacji - znacznie wydłużając czas uderzenia mikrometeorytu, a tym samym znacznie zmniejszając wywieraną siłę. Zmniejsza to ryzyko wtargnięcia mikrometeorytu do pomieszczenia. Co więcej, siatka z włókna węglowego przewodzi prąd, dzięki czemu może być wykorzystywana jako czujnik wykrywający potencjalne uszkodzenia podstawy. Ponieważ znaczna część bazy znajduje się poniżej poziomu powierzchni, zapewnia ona również naturalną ochronę przed ziemią znajdującą się nad nią.
Jeśli chodzi o naruszenie pomieszczenia, system wentylacji bazy został zaprojektowany tak, aby automatycznie zamknąć pomieszczenie po uruchomieniu czujników wplecionych w siatkę z włókna węglowego. Oznacza to, że naruszone pomieszczenie nie straci tlenu, a dopływ tlenu do bazy pozostanie stabilny. Co więcej, zminiaturyzowany fotobioreaktor obecny w większości pomieszczeń zapewni zapasowy tlen w przypadku awarii systemu wentylacji.
W celu ochrony przed promieniowaniem UV, wewnętrzne ściany podstawy zostały wykonane z odpornego na promieniowanie UV tworzywa sztucznego - polifluorku winylidenu. Tworzywo to jest zarówno niewiarygodnie wytrzymałe (zużycie około 0,3% w ciągu 5 lat ciągłego użytkowania), jak i odporne na promieniowanie UV, zapobiegając narażeniu astronautów na szkodliwe przenikliwe promieniowanie UV.
Woda
Woda będzie wykorzystywana w systemie zamkniętym. Korzystając z farm alg i niewielkich ilości środków chemicznych, będziemy stale oczyszczać wodę, aby była zdatna do picia. Dodatkowa woda do magazynów będzie pozyskiwana z księżycowego lodu, który będziemy mogli roztopić w celu wydobycia z niego wody. Woda musi być zdatna do picia poprzez odfiltrowanie szkodliwego regolitu księżycowego, który może być uwięziony w lodzie.
Żywność
Żywność będzie początkowo pochodzić z zapasów odwodnionej żywności, która zostanie dostarczona astronautom. Pozwoli im to na okres karencji, zanim zaczną być samowystarczalni. Gdy hodowla zostanie uruchomiona, a zbiory zaczną napływać, większość żywności będzie pochodzić z uprawy roślin modyfikowanych genetycznie i ryb z systemu akwaponicznego. Hodowla będzie wykorzystywać system akwaponiczny, w którym ryby i rośliny pracują w symbiozie, rośliny oczyszczają wodę ryb, a ryby dostarczają CO2. Istnieje kilka dodatkowych odwodnionych pokarmów jako wsparcie.
Air
Tlen w bazie będzie pochodził z farmy alg. Glony - Chlorella Vulgaris - będą zużywać Co2 pompowany przez farmę i wykorzystywać go do fotosyntezy, uwalniając tlen. Nadmiar tlenu jest przechowywany w zbiornikach, wypełniając je tlenem, który można wykorzystać w sytuacji awaryjnej.
Warunki takie jak wilgotność i ciśnienie będą ściśle monitorowane i mogą być regulowane ręcznie.
Moc:
Panele słoneczne przekształcałyby światło słoneczne w energię elektryczną, podczas gdy technologia termiczna mogłaby być wykorzystywana do podgrzewania wody lub innych płynów do różnych celów, takich jak wytwarzanie pary do produkcji energii elektrycznej lub dostarczanie ciepła do siedlisk. Wykorzystując te odnawialne źródła energii, możemy zmniejszyć zapotrzebowanie na kosztowne i zawodne alternatywy, takie jak paliwa kopalne lub energia jądrowa, i promować bardziej zrównoważoną przyszłość eksploracji i zasiedlania Księżyca.
Odpady stałe będą przenoszone przez system hydrauliczny do budynku gospodarczego. W budynku gospodarczym koprofagiczne robaki będą pożerać odpady stałe, które następnie mogą zostać wykorzystane do produkcji biobetonu. Wszystkie odpady stałe będą przepuszczane przez ten system, więc nie ma potrzeby stosowania innych środków utylizacji. W razie potrzeby możemy również wykorzystać odpady stałe do nawożenia gospodarstw. Robaki mogą być również wykorzystywane do karmienia ryb w systemie akwaponicznym.
Płynne odpady będą przepuszczane przez farmę glonów. Gdy ciekłe odpady przechodzą przez rury z algami, algi usuwają z nich wszystkie odpady azotowe, w tym szkodliwe pierwiastki, takie jak amoniak. Woda ta zostanie następnie poddana obróbce chemicznej, aby nadawała się do picia, zanim zostanie ponownie wprowadzona do systemu kanalizacyjnego.
Fale radiowe były podstawową metodą komunikacji między astronautami na Księżycu a kontrolą misji ESA. Fale radiowe są falami elektromagnetycznymi - mogą przemieszczać się w próżni, co czyni je idealnymi do komunikacji kosmicznej, a także do przesyłania danych na duże odległości. Aby komunikować się z astronautami na Księżycu, ESA wykorzystuje sieć anten naziemnych i satelitów przekaźnikowych na orbicie okołoziemskiej. Anteny na Ziemi wysyłają sygnały radiowe do satelitów przekaźnikowych, które następnie przesyłają sygnały do anten w bazie. Pozwoli to na sprawną komunikację między ESA a Cosmic Oasis. Poprzednie projekty ESA i NASA wykorzystywały technologię radiową w tym samym celu. Chociaż istnieją inne technologie opracowywane do komunikacji kosmicznej, takie jak komunikacja laserowa, fale radiowe pozostaną główną metodą do tego celu w tym projekcie.
Wiatr słoneczny to strumień naładowanych cząstek, które są stale emitowane ze Słońca i mają znaczący wpływ na powierzchnię i środowisko Księżyca. Analiza tych danych zostanie przeprowadzona za pomocą urządzenia o nazwie Solar Wind Ion Reading Device (lub SWORD). W szczególności projekt skupi się na analizie ładowania powierzchni wywołanego wiatrem słonecznym i wszelkich szkodliwych skutków z tym związanych. Projekt będzie wykorzystywał symulacje komputerowe do dalszego badania mechanizmów stojących za tymi zjawiskami. Wyniki tych badań pomogą nam lepiej zrozumieć środowisko księżycowe i zapewnią wgląd w wpływ wiatru słonecznego na inne ciała bezpowietrzne w naszym Układzie Słonecznym oraz zapewnią wgląd w budowę przyszłych siedlisk księżycowych i marsjańskich.
Ponadto trudne środowisko księżycowe, z jego niską grawitacją, ekstremalnymi wahaniami temperatury oraz brakiem atmosfery i wody, stanowi poważne wyzwanie dla uprawy roślin. W związku z tym będziemy również badać wzrost różnych upraw GMO w warunkach księżycowych oraz analizować ich wzrost i plony w porównaniu z uprawami niezmodyfikowanymi genetycznie. Projekt zbada również potencjał technik inżynierii genetycznej w celu zwiększenia odporności upraw i zdolności adaptacyjnych do środowiska księżycowego. Wyniki tych badań mogą mieć znaczący wpływ na przyszłe długoterminowe misje eksploracji kosmosu i rozwój zrównoważonego rolnictwa w kosmosie. Rozumiejąc potencjał upraw genetycznie modyfikowanych w rolnictwie księżycowym, możemy utorować drogę do bardziej zrównoważonej i samowystarczalnej obecności człowieka na Księżycu i poza nim.
Procedury awaryjne: Astronauci powinni być przygotowani do radzenia sobie w sytuacjach awaryjnych, takich jak awaria sprzętu, nagłe przypadki medyczne i ewakuacje.
Trening psychologiczny: Astronauci spędzają długie okresy w izolacji i zamknięciu. Trening psychologiczny może pomóc im radzić sobie z izolacją, pracować pod wpływem stresu i utrzymywać pozytywne nastawienie.
Trening fizyczny: Astronauci muszą przejść typowy trening fizyczny ESA
Szkolenie naukowe: Obsługa systemu SWORD musiałaby być możliwa dla wszystkich sześciu astronautów. Konieczne byłoby szkolenie w zakresie jego obsługi i konserwacji.
Ze względów bezpieczeństwa konieczne będzie również szkolenie w zakresie obsługi fotobioreaktora, tak aby można było łatwo przywrócić stały dopływ tlenu.
Systemy podtrzymywania życia: Misja księżycowa wymaga samowystarczalnego habitatu podtrzymującego ludzkie życie. Astronauci powinni zostać przeszkoleni w zakresie obsługi systemów podtrzymywania życia, takich jak recykling powietrza i wody, produkcja żywności i zarządzanie odpadami
Talaria
Talaria to model drona dalekiego zasięgu, który działa w oparciu o energię słoneczną. Jest to wielozadaniowy dron, który wykorzystuje zestaw robotycznych ramion do zbierania skał i lodu księżycowego z dużej odległości. Dron jest zdalnie sterowany z pomieszczenia komunikacyjnego, z bezpośrednim przekazem wideo.
Zasilanie energią słoneczną i łączność dalekiego zasięgu oznacza, że może on spędzać długie okresy czasu poza bazą na wyprawach. Chłodzony schowek znajdujący się w jego tylnej części umożliwia powrót z materiałami docelowymi, takimi jak lód księżycowy.
Aegis
Aegis to model pojazdu dalekiego zasięgu, który działa w oparciu o akumulator. Bateria może być również ładowana przez panele słoneczne zamontowane na górze pojazdu.
Prowadzi go jedna osoba, ale w pojeździe mogą przez dłuższy czas mieszkać nawet trzy osoby, ponieważ posiada on niezbędne pomieszczenia do spania. Posiada duży zapas tlenu, a także odwodnioną żywność (i środki do jej nawodnienia).
Ponieważ Aegis posiada ludzkich pasażerów, którzy nie będą nosić skafandrów kosmicznych, jest hermetyczny i opancerzony, aby chronić przed wszelkiego rodzaju naruszeniami.
Iokheira
Iokheira to pojazd zwiadowczy krótkiego zasięgu, który może pomieścić do dwóch pasażerów. Ma otwarty dach i pozwala na bardzo szybką podróż na krótkich dystansach. Pojazd porusza się szybko, ale nie może pomieścić znacznego ładunku, używanego do eksploracji. Może być również używany do przenoszenia SWORD w celu monitorowania dużych odległości.
Talos
Talos to rakieta, która zostanie wykorzystana do powrotu na Ziemię. Po utworzeniu bazy, części Talosa będą indywidualnie drukowane 3D w celu skonstruowania rakiety zdolnej do awaryjnego powrotu na Ziemię w przypadku zagrożenia astronauty. Ponieważ baza jest samowystarczalna, nie ma potrzeby dostarczania do niej zapasów z Ziemi.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 