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: CAMS Nova

Kalifornijska Akademia Matematyki i Nauki  Carson    Stany Zjednoczone 17-18 lat Trzecie miejsce - państwa niebędące członkami ESA

Zewnętrzna przeglądarka dla projektu 3d

Opis projektu

[42]

Opisz swój projekt Moon Camp.

Nasz projekt Moon camp składa się z 8 głównych struktur, z których każda służy ważnemu celowi. Celem naszej szklarni jest zapewnienie żywności dla astronautów. Astronauci prowadzą badania i pracują nad projektami w naszym laboratorium, które zawiera również skrzynki z mączniakami. Mamy 5 modułów mieszkalnych połączonych z częścią wspólną. Więcej modułów mieszkalnych może zostać zbudowanych przy użyciu naszej drukarki 3-D i regolitu z naszego zakładu przetwarzania regolitu. Centrum Systemów Filtracji Powietrza rozprowadza i reguluje przepływ powietrza do budynków. Innym naszym budynkiem jest Zakład Oczyszczania i Ekstrakcji Wody, który dostarcza wodę z mikrofalowania lodu księżycowego. Nasz obóz księżycowy posiada również Stację Sztucznej Grawitacji Centripetalnej, którą astronauci mogą regularnie odwiedzać, aby ćwiczyć w ziemskiej grawitacji. Główne źródło energii dla obozu księżycowego pochodzi z Pola Paneli Słonecznych, które dostarczałyby energię przez 75-99% dnia.

Gdzie chcesz zbudować swój Moon Camp?

Wybraliśmy do budowy naszej bazy księżycowej biegun księżycowy, ponieważ ma on najbardziej zrównoważone środowisko dla astronautów. Temperatury na biegunach księżycowych są znacznie mniej surowe niż na pozostałej części Księżyca. Bieguny są oświetlone światłem słonecznym przez około 86-89 procent czasu, a ze względu na prawie stałe światło słoneczne, temperatury wahają się mniej drastycznie. Dzięki temu łatwiej jest regulować warunki życia w optymalnej dla astronautów temperaturze. Księżycowe bieguny są również miejscem występowania wielu zasobów, w tym lodu księżycowego, który jest możliwym źródłem wody. Znajdują się one w trwałych cieniach Księżyca, które zostały znalezione tylko na biegunach. Ponadto w wybranym przez nas miejscu znajduje się wiele kraterów i jaskiń. W tych miejscach można budować podziemne budynki zwiększając ochronę przed ciśnieniem powietrza, uderzeniami asteroid i zmianami temperatury.

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

Struktury naszego Moon Camp będą częściowo zbudowane na Ziemi, ale nie zmontowane. Wiele z naszych struktur, w tym kopuły geodezyjne, które tworzą naszą przestrzeń mieszkalną i laboratorium, zostały zaprojektowane tak, aby można je było złożyć/rozłożyć na części w celu łatwiejszego transportu i zachowania przestrzeni. Przemysłowe maszyny budowlane, które są przystosowane do wydajnej pracy na powierzchni Księżyca, przybędą przed strukturami i astronautami, aby oczyścić teren Księżyca. Zaprogramowane miękkie roboty będą pomagać w budowie obozu na Księżycu. Ponieważ miękkie roboty są wykonane z materiałów zgodnych, są elastyczne, mogą wykonać szerszą gamę zadań i są bezpieczniejsze dla ludzi do pracy wokół. Roboty te będą nadal pomagać w naprawie konstrukcji po wybudowaniu Obozu Księżycowego. Nowe budynki będą budowane szybko przy użyciu wytwarzania addytywnego, ponieważ przywieziemy gigantyczną przemysłową drukarkę 3-D do budowy struktur z obficie dostępnego regolitu.

Woda
Żywność
Energia elektryczna
Air

Ponieważ woda jest istotnym zasobem niezbędnym do przetrwania człowieka, zdecydowaliśmy się założyć obóz na biegunach księżycowych, które zawierają źródła wody. Lód księżycowy zostanie stopiony za pomocą modułów mikrofalowych, aby zapewnić wodę dla naszego systemu hydrologicznego, która będzie wykorzystywana do rolnictwa, nawodnienia, higieny, energii i badań. Wodorowe ogniwa paliwowe, które wspomagają generatory w produkcji energii elektrycznej, sprawiają, że woda ulega fotolizie, tworząc cząsteczki tlenu i jony wodoru do paliwa rakietowego. Nadmiar wody, który powstaje jako produkt odpadowy, jest zbierany i łączony z wodą pochodzącą z perkolacji szklarni i dopuszczalnymi ściekami ludzkimi w celu recyklingu.

Nasz obóz będzie utrzymywał zrównoważony plan posiłków zawierający wiele źródeł żywności. Wysoce odżywcze rośliny uprawiane w szklarniach, które wykorzystują wodę i glebę z recyklingu, dostarczą węglowodanów.Szklarnia jest wzmocniona przez kieszonkowe struktury metalowe, które chronią przed kolizjami z meteorytami, jednocześnie pozwalając na wejście światła, i jest przystosowana do akwaponikowania w przypadku, gdy gleba stanie się rzadka. Aby zapewnić astronautom wszystkie składniki odżywcze, których potrzebują, laboratorium produkuje suplementy witaminowe i tłuszcze. Oprócz upraw szklarniowych, hodowla mączników dostarcza astronautom bardzo potrzebnego białka, ponieważ mączniki szybko się rozmnażają i są bardzo pożywne.

Obóz wykorzystuje energię słoneczną na biegunach Księżyca, które mają irradiację słoneczną większą niż 1367,6 W/m^2, używając pola paneli słonecznych, które poruszają się w kierunku słońca. Część energii elektrycznej jest przechowywana w akumulatorach do wykorzystania podczas zaćmień Księżyca. Energia elektryczna jest również produkowana przez generatory elektromechaniczne, które są wiecznie zasilane przez Stację Kosmiczną Centripetal Force. Stacja nieustannie wiruje i dostarcza energii mechanicznej, tworząc jednocześnie sztuczną grawitację. Obracanie Stacji jest niezwykle wydajne; siła wymagana do rozpoczęcia wirowania przy odpowiedniej prędkości obrotowej w celu symulacji grawitacji jest obniżona dzięki zmniejszonej grawitacji Księżyca.

Kluczowe jest zapewnienie atmosfery optymalnej dla warunków życia człowieka. Tlen będzie dostarczany z wielu źródeł w obozie, w tym z fotosyntezy roślin w szklarniach. Ponadto generatory tlenu będą wykorzystywać dwutlenek węgla i wodę do produkcji większej ilości tlenu. Centrum Systemów Filtracji Powietrza rozprowadza i reguluje stały przepływ powietrza w różnych budynkach i utrzymuje prawidłowy procent azotu, tlenu, argonu i innych, co zapobiega uduszeniu przez dwutlenek węgla. W Centrum Systemów Filtracji Powietrza znajdują się również zbiorniki z algami, które dostarczają składników odżywczych do spożycia, jak również wspomagają produkcję tlenu.

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.

Na Księżycu panuje surowy klimat, w którym panuje ekstremalne ciepło i zimno. Aby chronić astronautów przed warunkami panującymi na Księżycu, nasze obiekty mają kontrolowaną temperaturę. Niski poziom grawitacji prowadzi do tego, że astronauci doświadczają utraty kości i mięśni. Nasz obóz księżycowy posiada salę sztucznej grawitacji ze sprzętem do ćwiczeń, którego astronauci mogą używać, aby zapobiec poważnym uszkodzeniom ich układów mięśniowych i kostnych. Budynki Obozu Kosmicznego mają kształt kulisty, zbudowany tak, aby wytrzymać uderzenia mikrometeorytów. Struktury takie jak kopuła geodezyjna są używane, aby moduły były bezpieczne i trwałe. Życie na Księżycu naraża Cię na ciągłe promieniowanie. Astronauci mieszkający na naszej stacji kosmicznej będą chronieni przez generator pola elektromagnetycznego, który blokuje promieniowanie. Część mieszkalna, zbiorniki magazynowe, centrum filtracji powietrza, moduł ekstrakcji wody mikrofalowej i wodorowe ogniwa paliwowe znajdują się w podziemnym tunelu, co dodatkowo chroni astronautów przed promieniowaniem, klimatem i meteorytami.

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

Dzień astronauty w Moon Camp zaczyna się około 6 rano i kończy około 9 wieczorem. Ich harmonogram jest wzorowany na rutynie astronautów mieszkających na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Mieszkańcy naszego obozu na Księżycu mają trzy posiłki dziennie i są zobowiązani do rejestrowania dwóch godzin ćwiczeń w stacji kosmicznej o sztucznej grawitacji. Życie w środowisku niskiej grawitacji uszkadza masę kostną i mięśniową, przy czym 1-2% masy kostnej pogarsza się w ciągu zaledwie miesiąca. Ćwiczenia w warunkach ziemskiej grawitacji zapobiegają długotrwałemu osłabieniu ciała astronautów. W ciągu dnia członkowie załogi pracują zgodnie ze swoją dziedziną, a naukowcy nadzorują ich projekty i analizują dane. Naukowcy, którzy otrzymali zgodę na prowadzenie projektów w obozie, spędzają czas na zbieraniu danych dotyczących odżywiania, zdrowia, Układu Słonecznego, lodu księżycowego, właściwości gleby księżycowej i innych. Członkowie załogi udają się na ekspedycje badające i mapujące powierzchnię Księżyca, jak również testują nowe powierzchnie i tunele pod kątem bezpieczeństwa, aby pomóc w podjęciu decyzji, w jakim kierunku obóz będzie się rozwijał. Konserwacja i budowa jest wykonywana przez ludzi obok miękkich robotów, które są znacznie bezpieczniejsze w pobliżu, ponieważ są wykonane z materiałów zgodnych z normami i wypełnione powietrzem, a nie twardym metalem jak większość robotów. Z powrotem w laboratorium astronauci pracują nad projektami takimi jak badanie złóż pary wodnej w glebie księżycowej. Przykładem projektu badawczego na naszym obozie jest badanie składu chemicznego regolitu, który, jak niedawno stwierdzono, zawiera mikrometrowej wielkości ziarna mineralne otoczone cienkimi amorficznymi obwódkami, co sugeruje, że został wystawiony na działanie wiatru słonecznego. Obecnie panuje błędne przekonanie, że amorficzne brzegi są wynikiem uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem, jednak mikroskopia elektronowa pokazuje, że amorficzne brzegi składają się z materiału osadzonego w postaci pary wodnej, pochodzącego z uderzeń mikrometeorytów w Księżyc. Oprócz pomieszczeń, w których znajduje się sprzęt i materiały do prowadzenia badań, w laboratorium znajdują się skrzynki z mączniakami, które stanowią dobre źródło składników odżywczych i białka. Mieszkańcy Moon Camp mogą korzystać z teleskopu zbudowanego w laboratorium i oglądać inne części układu słonecznego.



← Wszystkie projekty