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 Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni Gdynia-Pomorskie Polska 14, 17, 18 5 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: BlenderKit
Lunar Exploration Mission (LEM) Moon Camp nosi imię pioniera gatunku science-fiction w Polsce - Stanisława Lema.
Baza będzie zlokalizowana na południowym biegunie Księżyca, na krawędzi krateru Shoemaker, aby wykorzystać zasoby in-situ. Baza jest podzielona na moduły, w tym strefę snu i relaksu, siłownię, kuchnię, kontrolę misji, zatokę medyczną i laboratorium do przeprowadzania eksperymentów. Dodatkowo, w późniejszych etapach misji zostanie zbudowana kopuła szklarni aeroponicznej, laboratorium grawitacyjne i szopa dla robotów Doglike GLIMPSE.
Celem naszej misji są badania naukowe. Przeprowadzone zostaną eksperymenty z zakresu biologii, nauk planetarnych, geologii i fizyki. Ponadto będziemy monitorować zdrowie fizyczne i psychiczne astronautów na potrzeby przyszłych eksploracji kosmosu.
LEM znacząco przyczyni się do rozwoju eksploracji Księżyca i nauki. Dzięki konstrukcji bazy, misja będzie w stanie rozwinąć się od pojedynczej bazy do kolonii księżycowej, potencjalnie dając początek kolonii księżycowej w przyszłości.
Wizją LEM Moon Camp jest eksperymentowanie ze zrównoważoną i międzynarodową eksploracją Księżyca.
Głównym celem LEM jest działalność naukowa, a mianowicie przeprowadzanie eksperymentów w dziedzinie biologii, fizyki i genetyki. Ponadto przetestujemy użyteczność zasobów in-situ, takich jak zamrożona woda, które mogą być opłacalnym rozwiązaniem dla dłuższej obecności na Księżycu. Innym naszym celem jest przekształcenie w przyszłości pojedynczej bazy w kolonię księżycową.
Naszym drugorzędnym celem jest edukacja. Astronauci będą nagrywać krótkie filmy pokazujące ich życie na Księżycu, które później zostaną wykorzystane do edukacji kosmicznej i zwiększenia popularności w mediach społecznościowych (zrobimy nawet pierwszego TikToka z Księżyca!).
Jako naszą lokalizację wybraliśmy krawędź krateru Shoemaker (około szerokości geograficznej: -88,48°, długości geograficznej: 76,20°).
Wszystkie dane pochodzą ze strony internetowej LROC: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Dostęp 18.04.23].
Materiały
Techniki i wybory projektowe
Źródła
100% projektu modelu jest naszego autorstwa. Niektóre materiały zostały pobrane z darmowej bazy danych BlenderKit.
Do plakatów używanych wewnątrz naszej bazy:
Promieniowanie
Warstwa ołowiu i ekrany elektromagnetyczne zapewnią ogólną ochronę przed promieniowaniem i zakłóceniami elektromagnetycznymi. Tunele między modułami zostaną pokryte regolitem w celu ich ochrony. Z kolei kopuła będzie wykonana ze szkła ołowiowego, które zapewnia dobrą ochronę przed promieniowaniem. Ponadto będziemy stale monitorować poziom promieniowania w bazie za pomocą liczników Geigera.
Meteoryty
Ogólne badania i statystyki pokazują, że upadki meteorytów nie zdarzają się zbyt często, a jeśli już, to są to mikrometeoryty. Warstwa chroniąca przed promieniowaniem powinna zapewnić podstawową ochronę przed nimi. Dodatkowo użyjemy specjalnych osłon dla zaawansowanej ochrony przed mikrometeorytami.
Rozpraszanie ciepła i duża różnica temperatur
Ściany podstawy muszą zapewniać wystarczającą izolację termiczną, aby utrzymać względnie stałą temperaturę wewnątrz. W przeważającej części może to być zapewnione przez warstwę chroniącą przed promieniowaniem, a oprócz tego będzie cienka warstwa izolacyjna, a także warstwa chroniąca przed przenikaniem ciepła przez promieniowanie (tj. podczerwień), Ponadto w podstawie znajdzie się system dokładniejszej stabilizacji temperatury do odpowiedniej wartości. Co więcej, półprzepuszczalne panele fotowoltaiczne zostaną umieszczone w szkle kopuły, aby generować energię elektryczną i chronić przed wysokimi temperaturami podczas księżycowego dnia.
Pył księżycowy
W celu ochrony przed pyłem księżycowym, tj. bardzo drobnymi kawałkami krzemianów i innych związków, które mogą być potencjalnie szkodliwe dla ludzi, zastosujemy system filtracji powietrza w śluzach powietrznych. Aby chronić panele fotowoltaiczne przed osiadaniem na nich pyłu, będą one mogły zmieniać kąt nachylenia i zsuwać ten pył.
Woda
Metoda "Aqua factorem" do wydobywania wody
Woda jest poddawana recyklingowi za pomocą bioreaktorów z algami i systemu MELiSSA, zapewniając zamknięty system.
Łazik przeszukuje i mapuje księżycowy lód, chemikalia i podziemne skały utrudniające wykopaliska
Spektrometr analizuje próbki gleby z różnych głębokości pod kątem obecności wody
Wierci pod powierzchnią Księżyca i wydobywa duże ilości regolitu
Łazik transportowy rozmieszcza koparkę i dostarcza regolit
Żywność
Sztuczna inteligencja monitoruje dane wewnątrz szklarni aeroponicznej (temperaturę, poziomy CO2, wilgotność, długość fali światła i cykle wzrostu), a następnie dostosowuje je w celu optymalizacji środowiska do uprawy różnych warzyw.
Dodawanie 100 mg kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) do warzyw (takich jak jarmuż Toscano) w celu zmniejszenia niepokoju.
Algorytmy technologii intercepcyjnej analizują dane (tętno, cykl snu, ćwiczenia fizyczne, zmiany masy ciała, spożycie wody) w celu obliczenia specjalistycznych indywidualnych składników odżywczych.
Żywność drukowana w 3D dostosowana do potrzeb kalorycznych i odżywczych astronautów wspomaga tradycyjne metody gotowania
Astronauci wspólnie przygotowują, jedzą i sprzątają po posiłkach, aby wzmocnić więzi.
Dzięki drukowi 3D astronauci mogą cieszyć się swoimi kulturowymi/religijnymi posiłkami.
Air
Atmosfera w bazie jest stale recyrkulowana i oczyszczana, usuwając dwutlenek węgla i uzupełniając tlen przez wspomniany bioreaktor w zamkniętej pętli.
Aby uzyskać tlen, użyjemy skoncentrowanej technologii słonecznej (będziemy potrzebować małego reaktora, uszczelki na zewnątrz i soczewki Fresnela) do stopienia regolitu. Elektrody wewnątrz reaktora oddzielają metale od tlenu i utrzymując niskie ciśnienie, wyciągamy tlen z systemu i przechowujemy go w zbiornikach gazu pod ciśnieniem.
Power
Energia elektryczna jest generowana za pomocą paneli słonecznych umieszczonych na dachu i w szkle kopuły. Energia ta jest przechowywana w zamkniętym systemie wodorowych ogniw paliwowych i akumulatorów, aby zwiększyć bezpieczeństwo i zminimalizować możliwość utraty zasilania. Wybraliśmy ogniwa paliwowe, ponieważ ich paliwo może być przechowywane modułowo w zewnętrznych zbiornikach, zapewniając lekkie rozwiązanie problemu magazynowania energii.
Odpady ludzkie
Mocz i odchody są oczyszczane i przetwarzane w jednostce zarządzania odpadami, podobnej do systemu recyklingu wody na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) i bioreaktorze, w celu wytworzenia wody i odpadów stałych, które mogą być bezpiecznie przechowywane lub usuwane.
Odchody są przekształcane w bioplastyczne narzędzia za pomocą druku 3D
Recykling
Korzystając z druku 3D, ponownie wykorzystujemy niektóre tworzywa sztuczne lub metale w nowych narzędziach
Korzystając z kompostowania beztlenowego, zamieniamy odpady organiczne w żyzną glebę, która może wytwarzać ciepło i CH4 oraz metan, który może napędzać nasze rakiety.
Przechowywanie
Materiały radioaktywne lub niebezpieczne musiałyby być przechowywane w specjalnie zaprojektowanych pojemnikach, aby zapobiec skażeniu środowiska księżycowego.
Dodatkowo, system znakowania wyjaśni, z czego wszystko jest zrobione, jak można je zagospodarować jako odpady lub jak je ponownie wykorzystać.
W bazie zostanie umieszczona antena na pasmo fal ultrakrótkich o dookólnej charakterystyce promieniowania, wykorzystywana do lokalnej komunikacji z astronautami podczas operacji poza bazą oraz do transmisji danych ze stacji pomiarowych lub innych urządzeń zewnętrznych. Ta metoda będzie używana tylko w obrębie horyzontu.
Jeśli musimy komunikować się ze stacją, łazikiem lub czujnikiem, który znajduje się poza horyzontem, użyjemy metody Księżyc-Ziemia-Księżyc. W tym przypadku Ziemia może być wykorzystana jako przekaźnik, zapewniając pokrycie prawie całej półkuli Księżyca.
Punkt, w którym znajduje się baza, umożliwia bezpośrednią stałą łączność z Ziemią za pomocą kierunkowych anten mikrofalowych. Takie łącze, ze względu na wykorzystywaną częstotliwość, jest dość odporne na zakłócenia i nie wymaga dużej mocy.
Głównym celem LEM jest badanie eksperymentów biologicznych i eksploracja rur lawowych. Zaproponowano kilka eksperymentów:
Wpływ na rośliny i grzyby. Formy życia lubią dostosowywać się do nowych warunków, więc prawdopodobnie zobaczymy pewne mutacje. Potencjalnymi okazami mogą być grzyby radiotroficzne, takie jak Cladosporium sphaerospermum lub Cryptococcus neoformans.
Bio-modyfikacja przetrwania roślin i grzybów. Wzmocnienia biologiczne mogłyby obejmować większą produkcję melaniny i testowałyby wyższość organizmów zmodyfikowanych biologicznie oraz ich wpływ na jadalność roślin.
Testowanie przechowywania DNA na Księżycu. Pewnego dnia moglibyśmy wykorzystać Księżyc jako arkę dla materiału genetycznego, ponieważ lepiej jest przechowywać ważne informacje w różnych miejscach.
Nasza baza zostałaby rozmieszczona w pobliżu potencjalnego odcinka rur lawowych, co otworzyłoby możliwość ich eksploracji za pomocą robotów GLIMPSE typu Doglike. Ta zrobotyzowana załoga rejestrowałaby promieniowanie i temperaturę wewnątrz, a także badała geologiczne aspekty tych jaskiń, takie jak struktura i skład ścian. Roboty poszukiwałyby również potencjalnej wody. Misja składałaby się z wielu robotów wykonujących różne zadania, tworząc jedną spójną jednostkę.
Eksperymenty te dostarczają cennych danych dla późniejszych misji i osadnictwa, które otworzyłyby nową gałąź gospodarki.
Ponadto przeprowadzone zostanie badanie propagacji fal elektromagnetycznych w zakresie radiowym w środowisku bez atmosfery. Eksperyment ten opiera się na zbadaniu, jak daleko fala radiowa może podróżować w środowisku, w którym nie mogą występować odbicia i załamania fali. Przeprowadzając ten eksperyment, można sprawdzić i znaleźć maksymalną odległość, w jakiej baza księżycowa może znajdować się od innej bazy lub stacji badawczej, ewentualnego przekaźnika lub pojazdu księżycowego, aby informacje mogły być stabilnie przesyłane między nimi.
Szkolenie w zakresie ochrony środowiska
Astronauci zostaną odizolowani i umieszczeni w ekstremalnych środowiskach polarnych (na przykład w zamarzniętej kanadyjskiej tundrze lub w księżycowym habitacie w szwajcarskich Alpach) na długi okres czasu, aby ćwiczyć swoje zachowania ekspedycyjne.
W dziczy będą otrzymywać spontaniczne zadania, takie jak przenoszenie obozu, zbieranie żywności i zapasów upuszczonych w losowych punktach i przynoszenie ich z powrotem do obozu.
W księżycowym habitacie, który będzie przypominał nasz obóz księżycowy, będą wykonywać codzienne czynności oparte na poprzednich misjach ESA/NASA, ale otrzymają także spontaniczne zadania, aby rozwinąć swoją zdolność do improwizacji w trudnych warunkach.
Astronauci wezmą udział w kursach ESA Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill (CAVES).
Szkolenie techniczne
Astronauci będą trenować chodzenie po Księżycu, składanie Moon Camp, zbieranie próbek regolitu i przeprowadzanie eksperymentów w basenie zaprojektowanym do symulacji niskiej grawitacji i księżycowych warunków oświetleniowych. Gleba na dnie basenu będzie naśladować grunt księżycowy.
Będą również trenować w wirtualnej rzeczywistości, aby symulować operacje robotyczne, obsługę masy i całą misję od startu do lądowania. Wirtualna rzeczywistość umożliwi im trening podczas kwarantanny przed startem.
Geologia
Astronauci wezmą udział w kursie Pangea, aby zdobyć wiedzę na temat geonauki terenowej, nauk planetarnych i astrobiologii, niezbędną do "identyfikowania i dokumentowania istotnych naukowo próbek w terenie oraz komunikowania się z kontrolą naziemną przy użyciu wydajnego i poprawnego geologicznie języka".
Szkolenie lotnicze
Astronauci będą trenować na samolotach o zmniejszonej grawitacji, aby symulować warunki niskiej grawitacji, których doświadczą podczas lotu na Księżyc.
Trening psychologiczny
Astronauci wezmą udział w treningu uważności, który pomoże im poradzić sobie z izolacją i stresem.
Zespół weźmie udział w terapii grupowej, aby pracować nad komunikacją, możliwymi obszarami konfliktu i sposobami skutecznego radzenia sobie z nimi.
Baza zostanie przetransportowana na orbitę księżycową za pomocą rakiety o średnicy co najmniej 14 metrów. Po wejściu na orbitę każdy lądownik będzie schodził na wyznaczone miejsca lądowania. Początkowo załoga będzie przemierzać powierzchnię Księżyca za pomocą zwykłych lekkich łazików, ale gdy baza osiągnie bardziej zaawansowany poziom, astronauci przesiądą się na łazik Desert RATS. Regolit do wydobycia wodoru, tlenu i minerałów będzie transportowany przez autonomiczny łazik. Dodatkowo wykorzystamy wspomniane wcześniej roboty GLIMPSE sparowane z łazikami transportowymi do autonomicznej eksploracji.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 