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.

Moonadocia

Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun - Turcja    Turcja 16, 17, 15   6 / 5 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Umiejscowiliśmy bazę na górze Malapert, w przeciwieństwie do zwyczajowej lokalizacji. Powodem naszego wyboru była obecność energii słonecznej na północnym zboczu bazy, która mogłaby zapewnić energię słoneczną, a naszym celem było zabezpieczenie jej przed ryzykiem promieniowania i meteorytów, które mogłyby pochodzić z zewnątrz, poprzez panoramiczne wykorzystanie zbocza księżyca. Przy podziale bazy na wewnętrzne komory przyjęliśmy strukturę, która rozszerza się od wewnątrz na zewnątrz, inspirowaną diagramem Woronoja. Ponadto obserwatorium na szczycie zostało zainspirowane kształtem kopuły bajkowych kominów. Rozkład podłogi w podstawie został zainspirowany gniazdami mrówek ze względu na wydajność organizacyjną. W doborze materiałów wykorzystano lokalną glebę księżycową zarówno w zewnętrznej strukturze bazy, jak i w jej wewnętrznych komponentach. Potrzeby żywnościowe bazy są zaspokajane przez hydroponiczny system pionowego rolnictwa. W produkcji energii wykorzystano metody pozyskiwania paliwa płynnego z odpadów, produkcji energii przy użyciu sprzętu na boisku sportowym, pozyskiwania energii z helu-3 oraz produkcji energii z betonu termoelektrycznego. Rozważano wykorzystanie elektrolizy wody, fotosyntezy glonów i metod kriogenicznej separacji powietrza.

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

Budując naszą bazę, naszym głównym celem jest przyczynienie się do działalności naukowej i utrzymanie komfortu naukowców na najwyższym poziomie. Uważamy, że nasza baza może skupić się na biologii, geologii i astronomii. Mówiąc bardziej szczegółowo o każdym z nich: nasze laboratoria do badań biologicznych umożliwią astronautom kontynuowanie badań na naszych obszarach rolniczych z pewnością, w badaniach geologicznych, ze względu na lokalizację bazy, nacisk zostanie położony na zbieranie próbek i badanie zebranych próbek w laboratorium.

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

Lokalizacja jest najważniejszą cechą obozu księżycowego i uważamy, że szczyt góry Malapert na biegunie południowym Księżyca jest odpowiednim regionem. Jak wiadomo, biegun południowy jest regionem najbardziej zasobnym w wodę. Dzięki wysokości 5000 metrów, góra Malapert ma dominujący punkt nad biegunem południowym, co może być przydatne dla przyszłych misji w tym obszarze. Północne zbocze Malapert otrzymuje roczne nasłonecznienie 87-91% i jest dość produktywne dla energii słonecznej. Ponadto można zbadać strukturę geomorfologiczną Malapert, aby lepiej zrozumieć geologiczną przeszłość Księżyca. Jednak transport między powierzchnią a Malapert jest trudny ze względu na średnie nachylenie góry, ale użyjemy bezpiecznej trasy, aby dotrzeć do powierzchni księżyca. Malapert znajduje się z dala od trudnych warunków na powierzchni i w stabilnej lokalizacji, co ułatwia astronautom stworzenie środowiska do życia. 

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.

Ponieważ warunki na powierzchni Księżyca są trudne, w instalacjach naszego obozu księżycowego planowane jest użycie ramion robotycznych przystosowanych do trudnych warunków. Na łazikach muszą znajdować się urządzenia umożliwiające komunikację. Ponadto ramiona robotyczne będą wykorzystywane podczas procesu budowy. Narzędzia do kopania będą dostępne, ponieważ góra Malapert wymaga wiercenia w zależności od projektu bazy księżycowej. Panele słoneczne zostaną wykorzystane do utrzymania maksymalnego poziomu energii podczas procesu budowy. Gleba księżycowa zostanie wykorzystana do produkcji materiałów. Ponadto zainspirowały nas bajkowe kominy w Kapadocji, które możemy zobaczyć w Turcji,  Armenia, Piekarnia Serbia, Japonia, Tajwanw naszym projekcie. Inspirowaliśmy się nie tylko kształtem kapelusza, ale także jego właściwościami samoodnawiania i trwałą strukturą. Wykorzystaliśmy ziemię księżycową do produkcji naszych mebli wewnętrznych.W tym samym czasie stworzyliśmy układ pomieszczenia za pomocą diagramu Woronoja, który pozwala nam wydzielić przestrzeń w najbardziej efektywny sposób. Jeśli chodzi o wystrój wnętrz, zwróciliśmy również uwagę na prywatność i indywidualną przestrzeń. Z tego powodu przy projektowaniu wnętrz zadbaliśmy o to, aby poszczególne osoby miały własne, prywatne pokoje. Jednocześnie zadbaliśmy o to, aby elementy wyposażenia wnętrz były modułowe, miały wiele funkcji, a jednocześnie były wysokiej jakości.

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

Fundamenty materiału budowlanego naszej bazy są oparte na glebie księżycowej i stopie metalu uzyskanym z gleby księżycowej. Ekstrakcja stopu metalu z gleby księżycowej nazywana jest "elektrolizą stopionego regolitu". W strukturze bazy znajdują się metale takie jak żelazo, magnez, tytan, aluminium i krzem. Baza, która ocenia wytrzymałość swoich materiałów bazowych, jest wysoce chroniona przed czynnikami zewnętrznymi. Obóz będzie również posiadał ochronę góry, ponieważ wybrane części obozu zostaną umieszczone we wnętrzu góry Malapert przy użyciu techniki rzeźbienia. Ponieważ w podstawach niektóre części znajdują się wewnątrz góry, ochrona jest wysoka. Zdajemy sobie sprawę, że na powierzchni księżyca mogą występować wysokie poziomy ciepła, nasza baza jest przed nimi bezpieczna, ponieważ znajduje się w miejscu położonym wyżej niż powierzchnia księżyca. Lokalizacja obserwatorium na najwyższym piętrze obozu została zainspirowana "bajkowymi kominami", a powodem tego są bajkowe kominy w Turcji,Armenia, Piekarnia Serbia, Japonia, Tajwan nie zostały zniszczone do dziś. Ponadto wykorzystanie lokalnych zasobów jako surowców w meblach wewnętrznych naszej bazy, podobnie jak w bajkowych kominach, również umożliwiło trwałość wnętrza. W zewnętrznej konstrukcji podstawy, jako dodatkowe wsparcie dla podstawy, zastosowano figurę geometryczną frustum, która jest bryłą składającą się z dolnej części stożka lub piramidy, której wierzchołek został odcięty płaszczyzną równoległą do podstawy.

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

Woda: system będzie oparty na lodzie wodnym na Księżycu. Nasz obóz znajduje się na Malapert, w pobliżu zasobów wodnych, będziemy potrzebować specjalnych łazików do wydobywania i transportu wody. Za pomocą tych łazików przeprowadzimy również badania terenowe w poszukiwaniu nowych zasobów wody. Ze względu na niedobór wody, cała zużyta woda zostanie poddana rafinacji w celu ponownego wykorzystania, aby stworzyć samowystarczalne i obiegowe źródło wody dla obozu. 

Żywność: Zdrowa i zbilansowana dieta jest bardzo ważna dla astronautów i badaczy w bazie księżycowej, dlatego skorzystaliśmy z hydroponicznego systemu uprawy, który jest jedną z bezglebowych metod uprawy w naszej bazie księżycowej, a wydajność jest znacznie wyższa niż w przypadku rolnictwa glebowego. Dzięki temu systemowi możliwa jest produkcja takich produktów jak groch, soja i soczewica, które są niezbędne w codziennej diecie astronautów.

Powietrze: Elektroliza; energia elektryczna jest stosowana, a tlen jest oddzielany. Kolejną zaletą tej metody jest to, że po zakończeniu procesu stop metalu można wykorzystać do innych potrzeb bazy. Inną metodą jest kriogeniczna separacja powietrza, która usuwa czysty azot i tlen z powietrza. Trzecia metoda wykorzystuje spirulinę platensis. Produkcja tlenu będzie wykorzystywana w wyniku fotosyntezy przy użyciu świateł ledowych. Wreszcie, wyprodukowane natlenione powietrze zostanie przekazane do nadrzędnego systemu wentylacji.

Zasilanie: Zastosowano zintegrowaną metodę pirolizy, powszechnie stosowaną technikę przekształcania odpadów z tworzyw sztucznych w energię w postaci paliw stałych, ciekłych i gazowych. Energia jest pozyskiwana ze sprzętu sportowego w sali sportowej w obozie za pomocą falownika. Energia helu-3 pozyskiwana jest z helu uzyskanego w wyniku wydobycia pyłu księżycowego. Góra Malapert jest bardzo wydajna pod względem energii słonecznej, zwiększyliśmy uzysk energii poprzez zwiększenie powierzchni paneli słonecznych za pomocą diagramu voronoi w ogniwach słonecznych.

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

Zarządzanie odpadami ma ogromne znaczenie w naszej bazie księżycowej. W tym celu musimy prawidłowo oddzielać odpady, których używamy od pierwszego dnia. Odpady organiczne możemy przekształcić w ciepło i amoniak za pomocą metody kompostowania zwanej kompostowaniem beztlenowym, a metan można wykorzystać jako paliwo rakietowe w systemie grzewczym bazy. Kiedy prawidłowo przetwarzamy odpady, takie jak metal i plastik, można je wykorzystać jako filamenty w drukarkach 3D i wykorzystać do produkcji naszych nowych potrzeb. Co najmniej tak samo ważne, jak prawidłowe przetwarzanie naszych kliknięć, będzie właściwe planowanie w celu uniknięcia odpadów i wykorzystania materiałów, które mamy przez długi czas.

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

Ważne jest dla nas, aby wskazówki, które będą przekazywane światu w bazie księżycowej i odbierane ze świata, były płynne i zrozumiałe. Z tego powodu użyliśmy komunikacji Ziemia-Księżyc-Ziemia (EME), znanej również jako "skok księżycowy", aby komunikacja była płynna. Zdecydowano się użyć tej techniki, wykorzystując funkcję odbicia sygnału Księżyca. Ważne jest dla nas, aby wskazówki, które będą przekazywane do świata w bazie księżycowej i będą odbierane ze świata, były płynne i zrozumiałe. 4 ogólne metody generalnie zapewniają komunikację Ziemia-Księżyc-Ziemia. Komunikacja odbywa się za pośrednictwem reflektorów zainstalowanych na Księżycu, stacji nadawczej na Ziemi, sygnałów odbitych od reflektorów i stacji odbiorczych po stronie Ziemi.

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.)

W naszym obozie na Księżycu uważamy, że bycie wszechstronnym jest naprawdę ważne i kierujemy naszą pracą zgodnie z tym mottem. Wspomnieliśmy, że nasza baza będzie gościć badania pięciu astronautów w normalnych warunkach. Astronauci są podzieleni na grupy zgodnie z ich dziedzinami nauki. Dwóch astronautów będzie zajmować się geologią, dwóch astronomią, a jeszcze jeden medycyną. Ponieważ nasz obóz księżycowy znajduje się na górze zwanej "Malapert Mountain", będziemy mieli okazję spotkać wiele różnych rodzajów skał metamorficznych. Skały zebrane przez łaziki podczas rzeźbienia góry zostaną zebrane przez naszych astronautów i zabrane do naszego laboratorium geologicznego w celu przeprowadzenia badań. 

Wspomnieliśmy, że nasza baza jest również inspirowana kominami wróżek pod względem wyglądu zewnętrznego. Na najwyższym piętrze bazy znajduje się centrum obserwacji kosmosu z różnicami strukturalnymi, podobnie jak na szczycie bajkowych kominów. Ponieważ centrum obserwacji kosmosu zajmuje ogromne miejsce w naszym obozie księżycowym, możemy śmiało powiedzieć, że astronomia jest dziedziną nauki, której nadano duże znaczenie. Nasi dwaj astronauci, którzy mają wysoki poziom wiedzy z zakresu astronomii i obserwacji kosmosu, będą prowadzić swoje działania w obserwatorium.

Zdajemy sobie sprawę z tego, jak dużą wagę należy przywiązywać do kwestii takich jak rozprzestrzenianie się epidemii w przestrzeni kosmicznej. W naszym obozie na Księżycu znajduje się pomieszczenie do kwarantanny przeznaczone specjalnie do tego celu. Aby móc pracować zarówno w tym pomieszczeniu, jak i w ambulatorium, jeden z naszych astronautów będzie pogłębiał swoją wiedzę w dziedzinie medycyny.

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

Podobnie jak astronauci powinni mieć program treningowy podczas misji księżycowej, muszą oni również przygotować się do wejścia na Księżyc z poważnym harmonogramem treningowym. W pierwszej kolejności należy odbyć kilka podstawowych szkoleń, takich jak: nauka procedur awaryjnych, systemów statku kosmicznego i technik spacerów kosmicznych. Po zapoznaniu się z tymi technikami na profesjonalnym poziomie, mogą oni pogłębić swoją wiedzę w konkretnych dziedzinach nauki, takich jak astronomia czy medycyna. Astronauci są również testowani przed wybraniem ich do misji księżycowej pod kątem tego, czy są fizycznie i psychicznie zdolni do wykonania zadań. Istnieją eksperci, którzy sprawdzają ich warunki fizyczne, a niektórzy psychiatrzy mówią o astronautach, czy są gotowi, czy nie. Astronauci powinni zostać przeszkoleni, aby uzyskać poważne działania zespołowe, ponieważ nie będą sami w misji księżycowej, nie mogą też tęsknić za domem. Ponieważ nasz obóz znajduje się na górze "Malapert", astronauci powinni zostać przeszkoleni w zakresie życia na wyższych obszarach. Astronauci muszą starannie wybrać kilka małych przedmiotów, które zabiorą ze sobą na Księżyc, przedmioty te mogą mieć dla nich jakieś znaczenie emocjonalne lub mogą po prostu służyć do spędzania czasu w kosmosie. Po wylądowaniu na Księżycu astronauci muszą trenować co najmniej dwie godziny dziennie, aby zapobiec utracie masy kostnej i mięśniowej podczas życia w warunkach mikrograwitacji. Mogą wykonywać ćwiczenia cardio na bieżni, rowerze lub podnosić ciężary. Ponadto po zakończeniu misji na Księżycu astronauci muszą przejść rehabilitację, która pomoże im przyzwyczaić się do życia na Ziemi.  

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.

Urządzenia, które mają być używane, powinny być preferowane zgodnie z potrzebami i życzeniami działalności naukowej, która ma być prowadzona na stacji. Pojazdy, które będą pracować w dziedzinie biologii i nauk o ziemi, mają ramię robotyczne do zbierania próbek i zbiornik do przechowywania próbek. Ważne jest, aby pojazdy, które będą pobierać wodę, były specjalnie zaprojektowane i posiadały miejsca do przechowywania. Łazik, który będzie skanował powierzchnię Księżyca, również powinien być częścią zespołu naukowego. Podczas sprowadzania pojazdów na Księżyc na świecie, będą one łatwo transportowane i montowane na Księżycu ze względu na ich modułową strukturę. W przypadku uszkodzenia w dowolnym punkcie pojazdu, naprawa będzie łatwa, ponieważ części są modułowe.