moon_camp

Moon Camp Pioneers Galeria 2019-2020

W Moon Camp Pioneers misją każdego zespołu jest zaprojektowanie w 3D kompletnego Moon Camp przy użyciu Fusion 360. Muszą również wyjaśnić, jak wykorzystają lokalne zasoby, ochronią astronautów przed niebezpiecznymi warunkami panującymi w przestrzeni kosmicznej oraz opiszą pomieszczenia mieszkalne i robocze.

Zespół: Floreat Kendricka

Kendrick Grammar School  Bracknell    Zjednoczone Królestwo 17-18 lat

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

[42]

Opisz swój projekt Moon Camp.

Nasz projekt Moon Camp to baza zlokalizowana na Księżycu, która mieści do trzech osób. Wykorzystuje ona lokalne zasoby Księżyca, aby zapewnić oddychające powietrze, czystą wodę, żywność oraz ochronę przed promieniowaniem i meteorami. Zaprojektowaliśmy nasz obóz na Księżycu tak, aby był zrównoważony i ekonomiczny, a jednocześnie zapewniał astronautom bezpieczeństwo i pełne wyposażenie dla wszystkich ich potrzeb, zarówno w zakresie przetrwania, jak i badań. Wierzymy, że nasz obóz mógłby być również wykorzystany jako potencjalna baza naziemna dla projektu bramy księżycowej NASA (w przypadku nagłego wypadku na pokładzie bramy księżycowej i wymagają zaopatrzenia z obozu). Należy również zauważyć, że nasz projekt w Fusion 360 został przeskalowany 80 razy, aby był wygodny do druku 3D.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Nasz Moon Camp założymy na północnym brzegu krateru Peary, ponieważ to właśnie tutaj znajdują się cztery górskie regiony. Te nienazwane "szczyty wiecznego światła" są naszą wybraną lokalizacją, ponieważ posiadanie stałego światła słonecznego oznaczałoby, że miejsce to kwalifikuje się do farmy słonecznej, która miałaby niezawodne źródło energii. Chociaż nasze panele słoneczne i kopuła rolnicza będą znajdować się na powierzchni gór, będziemy kopać pod ziemią dla naszej głównej bazy (w tym naszych pomieszczeń mieszkalnych, laboratoriów, siłowni). Zaletą podziemnej bazy jest to, że będziemy chronieni przed meteorytami i promieniowaniem. Ponadto, przebywanie na szczytach wiecznego światła będzie oznaczało, że temperatura będzie stosunkowo stabilna (wynosiłaby średnio -50 °C; porównywalna do warunków zimowych w miejscach takich jak Syberia czy Antarktyda).

Jak planujesz zbudować swój Moon Camp? Opisz techniki i materiały, których byś użył.

Pierwszy zaproponowany przez Larry'ego Beyera z Uniwersytetu w Pittsburgu to Lunarcrete, materiał budowlany podobny do betonu, wykonany z regolitu. Nasza baza będzie zbudowana głównie z tego materiału i aluminium. Lunarcrete jest idealnym materiałem, ponieważ będzie łatwo dostępny w obozie księżycowym, a ponadto ma mniej więcej taką samą gęstość jak aluminium (~3g/cm³), co oznacza, że będzie w stanie wytrzymać ciężar ziemi nad nim. Śluza powietrzna będzie na powierzchni, aby umożliwić łatwy dostęp do i z bazy, a nasza farma rolnicza będzie zanurzona w taki sposób, aby sufit był wystawiony na działanie promieni słonecznych, ale był również chroniony. Astronauci będą poruszać się między pomieszczeniami za pomocą tuneli, a każde pomieszczenie będzie miało śluzę powietrzną, tak aby w przypadku, gdy w jednym z pomieszczeń zostaną wyrządzone jakieś szkody, cała baza nie była zagrożona. 

Woda
Żywność
Energia elektryczna
Air

Wodorowe ogniwa paliwowe mogłyby zapewnić zarówno wodę pitną, jak i zapasowe magazyny energii inne niż panele słoneczne. Są one niewielkie jak na ilość produkowanej energii elektrycznej. Przy tym potrzebowalibyśmy dostaw tlenu (można go uzyskać z pyłu księżycowego/farm) i wodoru. Dodatkowo, ponieważ nasza baza znajdowałaby się na księżycowym biegunie północnym, prawdopodobnie moglibyśmy wykorzystać jego księżycowy lód jako źródło wody. Za pomocą kropli chloru można ją sterylizować, aby zabić patogeny i musiałaby być odpowiednio filtrowana, aby usunąć wysokie stężenie chemikaliów.

Uprawy byłyby uprawiane w medium hydroponicznym. Hydroponika jest wykorzystywana przez rolników komercyjnie, ponieważ produkuje zdrowe rośliny w krótszym czasie niż tradycyjne metody, nie trzeba ich stale podlewać, ponieważ woda może być ponownie wykorzystana i można kontrolować poziom składników odżywczych poprzez rozpuszczanie ich w wodzie. Uprawa różnych roślin oznacza potrzebę różnych warunków do ich uprawy, więc farma miałaby piętra wystawione na działanie promieni słonecznych, ale z kontrolowaną temperaturą i wilgotnością. Przygotowanie żywności odbywałoby się w bazie, a energia elektryczna byłaby dostarczana przez panele/ogniwa paliwowe.

Jak już wcześniej wspomniano, nasza lokalizacja ma niesamowitą zaletę - znajduje się w strefie wiecznego słońca. Panele słoneczne umieszczone na powierzchni naszej bazy miałyby stałe źródło energii (dzięki byciu na szczytach wiecznego słońca) i byłyby w stanie zapewnić niezawodne źródło energii pozwalające na sprawne działanie bazy. Źródłem energii, które będziemy mieli jako zapasowe, są wodorowe ogniwa paliwowe, które łączą wodór z tlenem i uwalniają energię, gdy to robią. Ich jedynym produktem odpadowym jest woda, która będzie używana do gotowania, czyszczenia itp.

Tlenownia ESA wydobywa tlen uwięziony w pyle księżycowym, a więc będzie naszym głównym źródłem tlenu. Rośliny będą wtórnym źródłem tlenu dzięki fotosyntezie, pomagając podtrzymać część tlenu. Będziemy starali się dopasować ciśnienie powietrza do ziemskiego ciśnienia podziemnego, aby zapobiec implozji. Atmosfera będzie składać się z 30-40% tlenu i reszty azotu, który będzie transportowany jako ciekły azot. Aby zapobiec gromadzeniu się odpadów i toksycznych gazów, wapno sodowe będzie używane do pochłaniania dwutlenku węgla, a filtry z węgla aktywnego do usuwania metanu z systemów wentylacyjnych.

Jak zamierzasz zbudować swój Moon Camp? Jakich materiałów użyjesz?

[54]

Środowisko na Księżycu jest bardzo niebezpieczne dla astronautów. Wyjaśnijcie, jak Wasz Moon Camp będzie ich chronił.

Lunarcrete ma taką samą wytrzymałość na rozciąganie jak beton ziemski, co czyni go mocnym materiałem zdolnym wytrzymać ciężar otaczającego go gruntu. Ponieważ baza jest zbudowana pod ziemią, będzie dobrze chroniona przed meteorytami i promieniowaniem. Panele słoneczne i dach farmy nie będą zbudowane z komercyjnego szkła, ponieważ jest ono zbyt kruche. Szkło księżycowe zapewni ochronę panelom słonecznym i farmie, ponieważ dzieli wiele właściwości z włóknem szklanym, ale ponieważ jest wykonane z regolitu, obniża koszty transportu włókna szklanego na Księżyc. Ponadto, dzięki swojej przezroczystości, nadal pozwala na dotarcie światła słonecznego do farmy w celu przeprowadzenia fotosyntezy. Poprzez zapewnienie astronautom wysokiego standardu higieny dla siebie i bazy, będą oni chronieni przed wszelkimi mikrobami, które mogły zostać zmutowane przez promieniowanie poza bazą.

Opiszcie dzień na Księżycu dla waszej załogi astronautów z Moon Camp.

Astronauci budzą się za pomocą alarmu ustawionego na GMT po 8 godzinach snu. Po odświeżeniu się, jedzą wysokobiałkowe śniadanie przed odlotem, aby rozpocząć dzień.

Codzienne kontrole systemów podtrzymywania życia, w tym maszyn, regulatorów (utrzymują stały skład atmosfery) i filtrów (utrzymują szkodliwe cząstki na zewnątrz) są wykonywane, aby zapewnić wszystkie warunki są bezpieczne. Astronauci muszą ćwiczyć w siłowni przez 2 godziny dziennie; mniejsza siła jest potrzebna do poruszania się ze względu na mniejsze natężenie pola grawitacyjnego. Jeśli nie przestrzegają tego ścisłego reżimu treningowego, stracą masę mięśniową i gęstość kości, co byłoby szkodliwe dla ich zdrowia po powrocie na Ziemię. 

 

Astronauci przebierają się w kombinezony w obszarze kopuły, śluzy powietrznej z dwoma drzwiami, aby zapobiec ucieczce powietrza wewnątrz stacji. Kombinezony są pod ciśnieniem i zaopatrzone w czysty tlen (pomaga w detoksykacji płuc) oraz 1,9 litra wody dostępnej do picia przez rurkę, co pozwala na długie spacery po Księżycu. Po wyjściu na zewnątrz astronauci zbierają próbki księżycowe do przeprowadzania eksperymentów i badań. Jeśli muszą podróżować do innych obszarów Księżyca (np. kraterów lub obszarów księżycowego lodu), używany jest księżycowy pojazd obrotowy wyposażony w systemy nawigacyjne. Jeśli pracują w pobliżu obozu, astronauci wracają na obiad przygotowany w kuchni. 

 

Dzienne harmonogramy jedzenia mogą być nieregularne, ponieważ eksploracje na stopach lub łazikach mogą trwać 5-8 godzin na raz. Mogą jeść pełne posiłki tylko przed spacerem kosmicznym i po nim. Astronauci mogą nieść owoce lub batony zbożowe (jedzone natychmiast po otwarciu, by zapobiec unoszącym się w powietrzu okruszkom) jako przekąskę podczas długich spacerów księżycowych. Posiłki w ciągu dnia składają się ze świeżych produktów uprawianych na farmie oraz suplementów diety. Dostępna kuchnia pozwala na podgrzewanie i gotowanie posiłków podobnie jak na Ziemi. Zebrane próbki są transportowane do laboratorium, gdzie są analizowane pod kątem składu chemicznego przy użyciu różnych urządzeń, takich jak spektrometry. Dane są przetwarzane cyfrowo, a następnie wysyłane na Ziemię w celu dalszych obliczeń i zapisów. Astronauci używają obserwatorium z kilkoma potężnymi teleskopami do astronomii, aby badać główne gwiazdy, galaktyki i planety, które są lepiej obserwowane z Księżyca. Po długim dniu na Księżycu wracają do obozu i odwiedzają farmę, aby uprawiać rośliny na kolację. Kilka godzin po kolacji spędza się na relaksie, wykonując czynności rekreacyjne, takie jak gra w karty, trening lub łączenie się z rodziną.



← Wszystkie projekty