Team: Lunar Base Design from Thessaloniki

Kategoria: 2 miejsce - Państwa członkowskie ESA | 2. miejsce - Państwa członkowskie ESA | Kordelio, Saloniki - Grecja |  II Liceum Ogólnokształcące "Kordelio

Opis projektu

2.1.a. Gdzie zlokalizowałbyś swój schron na powierzchni Księżyca?
Blisko biegunów księżycowych

2.1.b. Uzasadnij swój wybór z pytania 2.1. 
Blisko biegunów Księżyca, a dokładniej na północnej krawędzi krateru Peary. Powodem, dla którego wybraliśmy to miejsce, jest fakt, że znajduje się ono w prawie ciągłym świetle słonecznym, a jednocześnie jest blisko potencjalnego źródła wody. Stale nasłonecznione obszary zapewniłyby kluczową energię słoneczną dla każdej przyszłej osady na Księżycu. Ponadto, woda w pobliżu mogłaby być użyta do picia lub do produkcji paliwa rakietowego. Ponadto, temperatury nie wahają się pomiędzy piekącym upałem a niezgłębionym zimnem.

2.2.a. Gdzie zbudowałbyś schron: na powierzchni czy pod ziemią? 
Pod ziemią

2.2.b. Wyjaśnij swój wybór do pytania 2.2.
Pod ziemią. Ponieważ potrzebujemy osłony przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym i wiatrami słonecznymi, musimy chronić naszą bazę przed mini meteorami, które spadają na Księżyc, zachowując przy tym niską cenę i wagę.

3.1. Jaka będzie wielkość waszego Moon Camp? 
Najwyższy do najniższego punktu ma różnicę 14,786 metrów. Główna konstrukcja mierzy dokładnie 21,886 metrów długości w osi y-z i 22,927 metrów długości w osi y-x. Cała architektura bez problemu zmieściłaby się na obszarze o objętości 7590 m^3 i potrzebowałaby podziemnej przestrzeni o długości około 17,392 metrów. Sferyczne wejście, które pełni również rolę ochronną dla astronautów ma średnicę 7,40 metra. Natomiast korytarze śluzy powietrznej mają długość około 4,654 metra każdy. 'Zielony dom' lub inaczej komora wzrostu żywności ma wysokość 6,135 metra i tworzy eliptyczny dach. Każde pomieszczenie w projekcie wnętrza ma wymiary około 4×4×2,20. Łazienki są mniejsze : około 1,5×1,5×2,20 w wymiarach.

3.2.a. Ile osób pomieści Wasz Moon Camp?
3 - 4 astronautów

3.2.b. Wyjaśnij swój wybór na pytanie 3.2.
Uważamy, że 4 astronautów wystarczy do wykonania zadań, takich jak codzienna praca i eksperymenty. Podczas gdy 5 lub więcej osób miałoby trudności z komunikacją i zrozumieniem siebie nawzajem. Dodatkowo, więcej osób to więcej potrzebnego jedzenia, więcej potrzebnego tlenu, więcej potrzebnej energii i oczywiście więcej potrzebnej przestrzeni. Z drugiej strony 2 lub mniej osób nie posiada specjalnych umiejętności i wiedzy, z którymi doskonale poradziłaby sobie grupa 4 osób.

3.3.a Z jakich lokalnych zasobów Moona byś skorzystał? 
Lód wodny
Regolit (gleba księżycowa)
Światło słoneczne
Inne

3.3.b. Wyjaśnij swój wybór na pytanie 3.3.
W naszej misji księżycowej z pewnością wykorzystamy lód księżycowy jako źródło wody. Nie będziemy tylko przetwarzać już istniejących zapasów wody z Ziemi, ale będziemy zbierać lód z biegunów, ponieważ tam jest mnóstwo wody zmagazynowanej w środku. Po drugie, regolit mógłby stać się budulcem misji obozu księżycowego, ponieważ możliwe jest wydrukowanie całej bazy za pomocą dużej drukarki 3d. Ponadto słońce mogłoby być największym źródłem energii, ponieważ prawie zawsze pojawia się na niebie biegunów. Dostarczając nam energii elektrycznej potrzebnej do działania naszych robotów,pojazdów i systemu cieplnego. Ponadto, Hel-3 powinien zostać zbadany dla przyszłych misji, ponieważ jest dobrym źródłem energii jądrowej. Wreszcie, wykorzystamy każdy inny element na powierzchni Księżyca do eksperymentów.

3.4. Wyjaśnij, jak planujesz zbudować swój projekt na Księżycu. Powinieneś zawrzeć informacje o materiałach i technikach budowlanych, których planujesz użyć. Podkreśl unikalne cechy swojego projektu. 
Do budowy naszego projektu będą włączone roboty .Wyślemy statek kosmiczny z robotami i maszynami przemysłowymi do kopania terenu (np. wiertarka), aby zbudować podziemną część naszego obozu księżycowego wewnątrz dziury, którą stworzą. Następnie za pomocą dużych drukarek 3d zbudujemy ściany bazy księżycowej od dołu do góry. Materiałem do druku 3d będzie wykopany już regolit, ponieważ sprowadzanie materiałów z Ziemi w dużych ilościach kosztowałoby sporo pieniędzy i czasu. Oczywiście, będziemy potrzebowali kilku materiałów z Ziemi, takich jak aluminium, teflon i tytan, aby zbudować osłonę przed promieniowaniem wokół wejścia. Kilka podróży z Ziemi wystarczy, aby przywieźć wszystkie potrzebne rzeczy. Zewnętrzna część szklarni będzie wykonana ze wzmocnionego (choć przezroczystego) szkła. Nasz projekt ma kilka unikalnych cech, takich jak spirala klimatyzacyjna, która pomoże rozprowadzić tlen po pomieszczeniach. Tlen może być produkowany wewnątrz szklarni i rozprowadzany pomiędzy pomieszczeniami za pomocą rur. Część konstrukcji nad powierzchnią ma kształt półkuli, ponieważ krawędzie powodowałyby problem z ciśnieniem atmosferycznym wewnątrz i na zewnątrz. W projekcie znajduje się również mały "garaż" dla pojazdów oraz 5-metrowe urządzenie do transmisji laserowej, które pomoże astronautom komunikować się z Ziemią z naprawdę dużą prędkością. Każda rzecz została zaprojektowana w swojej oryginalnej wysokości, długości, szerokości itd. Dwa warte uwagi elementy to pojazd i spirala klimatyzacji (a.c.h.). Astronauci potrzebują środka transportu na Księżycu, więc zaprojektowaliśmy pojazd księżycowy z działającą mechaniczną kierownicą. Drugi z nich (a.c.h.) ma działający mechanizm przekładni stożkowej, co jest całkowicie warte zobaczenia.

3.5. Opisz i wyjaśnij projekt wejścia do Twojego Moon Camp.
Wejście do naszej bazy księżycowej jest starannie dobrane, aby miało okrągły kształt, tak aby nie było krawędzi, która mogłaby powodować problemy związane z ciśnieniem atmosferycznym wewnątrz i na zewnątrz. Wejście jest jak korytarz z dwoma drzwiami. Konstrukcja wejścia jest podobna do śluzy powietrznej, więc powietrze zostaje uwięzione w środku i nigdy nie przedostaje się do wnętrza. Gwarantuje to, że cenny tlen nie znajdzie się w przestrzeni życiowej astronautów.

3.6. Wyjaśnij, w jaki sposób obóz księżycowy zapewnia ochronę astronautów.
Miejsca pracy i życia będą pod ziemią, więc niebezpieczne promieniowanie słoneczne nie dociera do skóry astronautów.Dodatkowo, wejście w kształcie półkuli będzie zawierało warstwy teflonu i aluminium, ponieważ są to elementy, które nie przepuszczają szkodliwego promieniowania.Co więcej, meteoryty nie będą w stanie zniszczyć wzmocnionej górnej części bazy, więc astronauci będą bezpieczni w środku.

3.7. Opisać położenie i organizację miejsc do spania i pracy. 
Pomieszczenia do spania i pracy znajdują się w dolnej części projektu, ponieważ promieniowanie słoneczne nie dociera tam w dół. Sala sypialna znajduje się obok laboratorium sali konferencyjnej i siłowni, natomiast laboratorium i sala komputerowa znajdują się po drugiej stronie projektu. W pokoju sypialnym znajdują się 4 łóżka i klimatyzator. Sala konferencyjna zawiera krzesła, stół i duży ekran. Siłownia zawiera wiele różnych urządzeń, takich jak rowery, ciężarki i bieżnie gimnastyczne. W tej części projektu znajduje się również toaleta i prysznic, a każdy pokój ma swoje własne oświetlenie ledowe. Po drugiej stronie części podziemnej (sala komputerowa, laboratorium) znajdują się 4 komputery w jednym pomieszczeniu oraz 2 drukarki 3d w drugim. Ponadto w pobliżu drukarek znajduje się kilka butelek do eksperymentów. W zestawie znajduje się również toaleta. Na koniec ponownie znajduje się kilka świateł ledowych i spirale klimatyzacji.

4.1. Opisz, co będzie źródłem zasilania dla schronu. 
Źródłem energii, które będziemy wykorzystywać jest energia słoneczna, to rozumie się samo przez się, jest to jeden z głównych powodów, dla których wybraliśmy lokalizację naszego schronu. Jest przystępna, niezawodna i łatwa do osiągnięcia. Jesteśmy jednak ambitni co do przyszłości i w zależności od stanu fuzji jądrowej w tym czasie moglibyśmy również spróbować wykorzystać obfitość helu-3 na Księżycu w późniejszych misjach. (Panele słoneczne będą śledzić ruch Słońca, a my będziemy mieć ogniwa paliwowe do przechowywania energii do wykorzystania podczas zaćmień Księżyca).

4.2. Opisz skąd będzie pochodzić woda.
Wybraliśmy lokalizację naszej bazy w pobliżu źródła wody w pobliżu biegunów księżycowych. Będziemy używać podgrzewanych wierteł do rozbijania zamarzniętej gleby i pozyskiwania z niej wody, a także, gdy rozpoczniemy naszą misję, przywieziemy trochę wody z Ziemi i użyjemy systemu odzyskiwania wody podobnego do tego z ISS, dlatego prawie nic nie będzie się marnować.

4.3. Opisz, co będzie źródłem pożywienia.
Będziemy uprawiać nasze własne jedzenie w księżycowych szklarniach. Postawimy na zbilansowaną dietę składającą się z wysoce odżywczych roślin zawierających wszystkie składniki odżywcze potrzebne do przetrwania. Na pierwszym piętrze naszej szklarni mogłyby rosnąć zwykłe warzywa na ziemi przywiezionej z Ziemi. Na drugim piętrze moglibyśmy zastosować aeroponikę lub hodowlę wodną, ponieważ nie będzie to tak kosztowne.

5.1. Co chciałbyś zbadać na Księżycu? 
Powierzchnia Ziemi zachowuje niewielką ilość informacji o jej odległej przeszłości, ciągła aktywność tektoniczna przekształciła skorupę ziemską i przesunęła lądolody. Poważne warunki pogodowe, takie jak powodzie, burze lodowe itp. spowodowały, że przez miliardy lat powierzchnia Ziemi straciła swoje właściwości. Jest jednak miejsce, do którego możemy się udać, aby dowiedzieć się więcej o przeszłości naszej własnej planety: Księżyc! Badając skład chemiczny skał i gleby na naszym naturalnym satelicie, możemy dowiedzieć się więcej o geologicznych początkach Ziemi - w tym o powstaniu życia. Według pomiarów, każdego roku Księżyc oddala się od Ziemi o około 1,5 cala. Oznacza to, że w końcu wpływ Księżyca na naszą planetę będzie zupełnie inny niż teraz, co wymaga dalszych badań, aby zagwarantować, że zmiany te nie będą szkodliwe dla nas samych lub samej planety. Innym ważnym zjawiskiem, które należy badać na Księżycu jest jego wpływ na ziemskie pływy. Największa różnica między wysokim i niskim pływem występuje w okolicach nowiu i pełni Księżyca. Podczas tych faz Księżyca pływy słoneczne zbiegają się z księżycowymi, ponieważ Słońce i Księżyc są ustawione w jednej linii z Ziemią, a ich siły grawitacyjne łączą się, aby przyciągnąć wodę w oceanie w tym samym kierunku. Jest to oczywiście ważne dla nas, ponieważ gdy pływy są niskie, połowy będą słabe w tym obszarze. Jeśli przewidzimy, kiedy pływy się zmienią, będziemy mogli odpowiednio przekazać tę informację rybakom, aby mogli skutecznie wykonywać swoją pracę. Ponadto ambitnym celem różnych agencji kosmicznych jest stworzenie kolonii na bliskim Ziemi ciele niebieskim. Organizacja takiej misji jest złożona i jednym z kluczowych wyzwań, które należy podjąć, jest właściwe odżywianie osób zaangażowanych w misję i kolonię. Rozwiązaniem, które jest proponowane jest stworzenie szklarni, która będzie zawierała odpowiednią technologię do uprawy warzyw, które są niezbędne w żywieniu człowieka. Jednak aby móc zrealizować taki projekt musimy zdobyć więcej informacji o Księżycu,np. jego temperaturę, jasność, ciśnienie itp. Podsumowując, badając Księżyc możemy znaleźć wiele informacji na temat wczesnych etapów powstawania Ziemi, jej wpływu na naszą planetę i życia na Księżycu.