Team: Moon Entrepreneurs

Kategoria: 3 miejsce - Państwa członkowskie ESA | 3. miejsce - Państwa członkowskie ESA | Las Palmas de Gran Canaria - Hiszpania |  Szkoła Canterbury Las Palmas

Opis projektu

2.1.a. Gdzie zlokalizowałbyś swój schron na powierzchni Księżyca? 
Inne

2.1.b. Uzasadnij swój wybór z pytania 2.1. 
Nasz obóz księżycowy chcielibyśmy zlokalizować powyżej równika i poniżej bieguna północnego. Zostało to wybrane ze względu na istnienie podziemnych jaskiń w postaci rur, zwanych księżycowymi rurami lawowymi, w których zbudowalibyśmy nasz obóz w kształcie cylindra. Takie rury można znaleźć w Mare Serenitatis i Mare Tranquillitatis. Powierzchnia Księżyca nie będzie prawie dotknięta przez osadę, ponieważ zaprojektowaliśmy obóz (wykorzystując informacje z satelitów i innych zasobów) przed wyprawą, aby móc dostosować się do pomiarów do jaskini. Te rury mogłyby zaoferować wiele opcji dalszej rozbudowy obozu księżycowego w przyszłych wyprawach. Dodatkowo, ponieważ nie jest on położony daleko od równika, światło słoneczne będzie bardziej skoncentrowane, a przy odrobinie szczęścia, ponieważ temperatury nie są tak wysokie i są bardziej stabilne wewnątrz tych jaskiń, może tam być lodowata woda (źródła mówią o temperaturach około -22ºC), jednak zasoby są nieznane, więc mogą być ograniczone.

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

2.2.b. Uzasadnij swój wybór na pytanie 2.2.
Około 80% naszego obozu będzie osadzone pod ziemią i przykryte warstwą ziemi, ziemia ta jest utrzymywana przez siatkę umieszczoną wcześniej nad kraterem. Zostanie to wyjaśnione dokładniej w sekcji trzeciej, pytanie szóste (3.6). Na dolnej kondygnacji głównego cylindrycznego budynku będzie przymocowana komora dekompresyjna w celu umożliwienia wypraw wzdłuż księżycowej rury lawowej. Pozostałe 20% obozu będzie znajdować się na powierzchni Księżyca. Znajdą się tu dwie główne rzeczy, jedna to panele słoneczne, te będą umieszczone w kształcie koła na obwodzie krateru. W sumie zobaczymy 31 paneli słonecznych. Oprócz tego w ramach bezpieczeństwa zostanie umieszczony awaryjny pojazd ratunkowy. Kolejna komora dekompresyjna znajdzie się na zewnątrz głównego budynku, aby umożliwić wyprawy po powierzchni Księżyca. Na koniec, na zewnątrz budynku głównego zostanie również zastosowana wieża komunikacyjna. W projekcie zamieszczono model terenu, aby pokazać nasze pomysły. Próbowaliśmy również zasymulować za jego pomocą księżycową rurę lawową.

3.1. Jaka będzie wielkość waszego Moon Camp?
Obóz jest dość duży, ponieważ mamy różne elementy składające się na osadę. Główny cylindryczny budynek znajduje się w rurze księżycowej lawy. Budynek ten składa się z trzech pięter. Dolne (pierwsze piętro) służy jako magazyn. Środkowa (drugie piętro) jest obszarem roboczym, a górna (trzecie piętro) jest obszarem mieszkalnym. Średnica cylindrycznej struktury wynosi 10 metrów, a wysokość to trzy metry na piętro. Wreszcie na zewnątrz możemy znaleźć panele słoneczne, które są umieszczone koncentrycznie wokół centrum krateru zorganizowanego w dwóch rzędach. Uwaga: projekt został wykonany bardzo szczegółowo, proszę przyjrzeć się bliżej takim rzeczom jak łazik (na przykład koła... ), panele słoneczne, śluzy powietrzne, drzwi, antena komunikacyjna i wiele innych!

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

3.2.b. Wyjaśnij swój wybór na pytanie 3.2.
Trzech do czterech astronautów zostało wybranych ze względu na szeroki obszar dostępny dla bazy. Zbyt duża liczba astronautów skutkowałaby zbyt dużą ilością zasobów i znacznie większą ilością potrzebnej przestrzeni, podczas gdy proponowany obóz jest zbyt duży dla zaledwie dwóch astronautów. Ewakuacje odbywałyby się w bardziej efektywny sposób, a projekty I+D+i oraz niektóre misje byłyby realizowane w usprawniony i praktyczny sposób.

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

3.3.b. Wyjaśnij swój wybór na pytanie 3.3.
Woda z lodu będzie wydobywana z regolitu i czap lodowych (jeśli zostaną znalezione), poddawana ciśnieniu i ostatecznie filtrowana, aby mogła być wykorzystana przez astronautów. Ponadto, cała woda zostanie ponownie wykorzystana w podobny sposób, jak ma to miejsce na międzynarodowej stacji kosmicznej. Regolit będzie gromadzony i przetwarzany na cegły do budowy bazy. Proces produkcyjny z wykorzystaniem produktów i substancji opracowanych na Ziemi spowoduje reakcję chemiczną w glebie regolitu, aby uczynić ją twardą (w podobny sposób jak robimy beton tutaj na Ziemi, ale używając regolitu zamiast piasku...). Zostanie on również sprasowany w celu zabezpieczenia kawałka. Wreszcie światło słoneczne będzie naszym jedynym źródłem energii, użycie paneli słonecznych pozwoli na działanie całej naszej elektroniki. Niemniej jednak, w obozie zużycie energii zostanie zoptymalizowane tak, aby zachować i zgromadzić energię elektryczną w serii akumulatorów na pierwszym (dolnym) piętrze.

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.
W ten sam sposób budujemy na Ziemi używając małych cegiełek, nasz pomysł polega na rozszerzeniu tej koncepcji i wykorzystaniu zasobów na Księżycu do produkcji tych cegiełek i układania ich jedna po drugiej jak klocki lego. Aby zmniejszyć ilość sprzętu potrzebnego do transportu z Ziemi, produkowalibyśmy tylko jeden rodzaj i formę cegieł: łuk o długości obwodu. Zwróć uwagę w projekcie, jak te kawałki zazębiają się ze sobą. Seria robotów będzie zbierać regolit i przetwarzać go w formach i agregatach kompresyjnych, aby wyprodukować cegły. Będą one umieszczane przez roboty podobne do CANADARM2 na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej. Po zbudowaniu poziomu, niektóre lekkie metalowe belki z ziemi zostaną zainstalowane do oddzielenia pięter, a na dachu i podłodze zostanie przyklejony lekki arkusz materiału. Na dachu zostanie pozostawiona okrągła przestrzeń, ponieważ w środku trzeba zainstalować jakiś sprzęt. Podobnie jak duży spadochron jest kompresowany do części wielkości worka, grubo owinięty worek z tworzywa sztucznego będzie nadmuchiwany wewnątrz tej podłogi za pomocą pomp i rurociągów pochodzących z lądownika. W miarę nadmuchiwania tego worka, będzie on poddawany ciśnieniu i wypełniany gazami niezbędnymi do życia. Będzie on również pokrywał kształt konstrukcji. Po zakończeniu tego procesu zostanie umieszczona śluza powietrzna. Następnie umieszczone zostaną meble i więcej sprzętu. Zwinięta jak dywan, cienka lepka siatka zostanie rozwinięta na ścianach struktury. Ta siatka zawiera mikroby, które wdychają CO2 i wydychają O2, aby zredukować sprzęt potrzebny do tej przemiany chemicznej. W miarę wzrostu zapotrzebowania, więcej pięter zostanie zainstalowanych, choć idealnie 3 piętra są najlepszą konfiguracją. Piętra będą oddzielone drabiną, a składowanie elementów potrzebnych do transportu między piętrami będzie odbywać się za pomocą serii szyn. Poza główną strukturą, na powierzchni Księżyca, panele słoneczne zostaną umieszczone koncentrycznie wokół krateru w sposób podobny do tego, w jaki organizowane są skoncentrowane elektrownie słoneczne. Krater zostanie pokryty warstwą gleby podtrzymywanej przez pewne siatki zainstalowane wcześniej dla ochrony przed promieniowaniem gamma, a w środku znajdzie się masztowa antena komunikacyjna. Śluza powietrzna na powierzchni zostanie zainstalowana, a następnie przykryta ziemią, aby uniknąć kolizji z meteorytami. Obok obozu znajdą się łaziki i kapsuła ratunkowa.

3.5. Opisz i wyjaśnij projekt wejścia do Twojego Moon Camp..
Podczas powolnego lądowania na powierzchni Księżyca zobaczysz pokrytą ziemią śluzę powietrzną otoczoną dziesiątkami paneli słonecznych umieszczonych wokół zakrytego krateru. Pośrodku znajduje się duży maszt anteny komunikacyjnej skierowanej na naszą rodzimą planetę. Zbliżając się do śluzy, odkrywasz dwa krany, z których jeden prowadzi do systemu magazynowania tlenu, a drugi do systemu magazynowania paliwa. Gdy ręcznie otwierasz drzwi, zapalają się światła, a gdy drzwi się zamykają i naciskasz przycisk na ekranie dotykowym, słyszysz dźwięk silnych gazów wyrzucanych wokół ciebie, gdy śluza zwiększa ciśnienie. Teraz można bezpiecznie zdjąć skafander. Musisz teraz zejść po drabinie, aby przejść do głównego budynku po otwarciu drugich drzwi.

3.6. Wyjaśnij, w jaki sposób obóz księżycowy zapewnia ochronę astronautów.
Nasz obóz księżycowy został zaprojektowany tak, aby chronić naszych astronautów: zabójcze promienie gamma zostaną zmniejszone i zatrzymane, ponieważ pokryliśmy obóz warstwą gleby na szczycie krateru za pomocą siatek (W projekcie jest to pokazane jako warstwa gleby o nieprzezroczystości 70%). Wewnątrz tych rur lawowych temperatura staje się znacznie bardziej stabilna i łatwiejsza do kontrolowania. Ponieważ jesteśmy chronieni przed słońcem sprzęt dotyczący osady (poza panelami słonecznymi) jest również chroniony. Pokazy meteorytów zostają przerwane dzięki ochronie jaką daje wspomniana wcześniej warstwa gleby. Na szczycie anteny komunikacyjnej zostanie użyty zestaw radarowy, który będzie próbował wykryć te meteoryty i ostrzec astronautów w przypadku potencjalnego zagrożenia. Kapsuła ratunkowa (nie jest to uwzględnione w przedstawionym projekcie) będzie umieszczona jak najbliżej obozu, więc w razie nagłego wypadku astronauci będą mogli szybko uciec na zewnątrz. Kapsuła ta będzie umieszczona w miejscu bezpiecznym od uderzeń meteorów, być może wewnątrz krateru (jeśli jest dostępny).

3.7. Opisać położenie i organizację miejsc do spania i pracy.
Z trzech wymienionych już kondygnacji, górna będzie stanowiła część sypialną i mieszkalną. Jest to bowiem obszar znajdujący się najbliżej śluzy powietrznej na wypadek wykonania procedury ewakuacyjnej. Tutaj astronauci będą mieli do dyspozycji łóżko i toaletę. Ponadto na środku podłogi znajdzie się stół, przy którym będzie można rozmawiać o misjach. Umieszczony zostanie sprzęt do komunikacji z Ziemią, aby astronauci mogli rozmawiać ze swoimi rodzinami oraz z dyrektorami operacyjnymi tutaj na Ziemi. Tutaj, na górnym piętrze, znajdzie się również mini-siłownia. Obszar roboczy będzie znajdował się na środkowym piętrze. W środku znajdzie się duże laboratorium, w którym będą prowadzone badania i eksperymenty. Próbki będą badane i przetwarzane na potrzeby podróży na Ziemię. Wreszcie, inne projekty I+D+i będą również wykonane. Uważamy, że te dwa obszary muszą być oddzielone, ponieważ badania wykazały, że mieszanie tych dwóch obszarów daje gorsze wyniki, jeśli chodzi o jakość snu i jakość wykonywanych zadań.

4.1. Opisz, co będzie źródłem zasilania dla schronu.
Źródło energii będzie dostarczane przez panele słoneczne. Ta energia odnawialna będzie wykorzystywana w najbardziej efektywny sposób, a akumulatory będą ją przechowywać w przypadku braku prądu lub awarii systemu oraz do nocnej konsumpcji. Wiele z nich (30-40) zostanie zainstalowanych wokół obozu na powierzchni, aby zmaksymalizować absorpcję światła.

4.2. Opisz skąd będzie pochodzić woda. 
Woda będzie wydobywana głównie z gleby, będzie to robione poprzez zwiększenie ciśnienia i temperatury do bloku regolitu tak, że lód będzie się topił do wody i będzie ona zbierana i przechowywana. Również, w podobny sposób jak w przypadku międzynarodowej stacji kosmicznej, większość wody będzie odzyskiwana z moczu, pary wodnej i innych źródeł, aby zminimalizować wyprawy wymagane do wydobycia regolitu po wodę. Może więcej wody będzie dostarczane z Ziemi, ale niewiele, gdyż nie jest to opłacalne.

4.3. Opisz, co będzie źródłem pożywienia.
Głównym źródłem pożywienia byłyby rośliny i owady, które będą hodowane w sztucznym środowisku. Rośliny byłyby uprawiane przy użyciu ogrodnictwa hydroponicznego (rośliny będą zaopatrywane w potrzebne im minerały i wodę, więc nie ma potrzeby stosowania gleby) w dolnej kondygnacji. Optymalne źródło światła o określonej długości fali i stężeniu CO2 zostanie zapewnione w celu zmniejszenia czynników ograniczających fotosyntezę. W ten sposób będzie można uprawiać różne rośliny. Wcześniej nasiona tych roślin będą modyfikowane genetycznie, aby zwiększyć plony i zmniejszyć szanse na zachorowanie. Białka będą pochodzić z owadów hodowanych w tym sztucznym środowisku. Owady oferują dużo białka, rosną w znacznie krótszym czasie i produkują dużo potomstwa. Oprócz tego będą używane niektóre pakiety żywnościowe podobne do tych, które znajdują się na międzynarodowej stacji kosmicznej.

5.1. Co chciałbyś zbadać na Księżycu?
Po znalezieniu się na Księżycu, myśleliśmy o zrobieniu dalszych ekspedycji, aby zbadać w innych możliwych miejscach lód wodny i spróbować znaleźć zamrożone życie mikrobiologiczne (chociaż jest to bardzo mało prawdopodobne...). Ostatnio odkryto słabe pola magnetyczne na powierzchni Księżyca, które tworzą "oparzenia słoneczne". Chcielibyśmy zbadać te zmiany w polu magnetycznym, aby zobaczyć, co je powoduje i jak możemy je odtworzyć, aby poprawić ochronę przed słońcem. Taka ochrona umożliwiłaby instalację większych obozów księżycowych, niekoniecznie pod ziemią, więc jest to ważna kwestia do zbadania. Zbadamy również, jak organizm ludzki reaguje na długotrwały pobyt w środowisku pozaziemskim, aby udoskonalić technologie pozwalające na bezpieczne przenoszenie ludzi dalej od naszej planety. Nowe technologie będą testowane, ponieważ mogą mieć przełomowe skutki tutaj na Ziemi. Widzimy obóz na Księżycu jako okazję dla ludzi do wypróbowania rzeczy w naprawdę surowym środowisku. Być może technologie żywnościowe mogą zostać ulepszone za pomocą CRISPR lub innych zmian genetycznych i przetestowane w tej księżycowej placówce. Druk 3D może zostać ulepszony, jak również mogą zostać opracowane inne techniki produkcyjne i konstrukcyjne. Możliwości są nieskończone.

Projekty tworzone są przez zespoły i to one biorą pełną odpowiedzialność za udostępniane treści.