moon_camp

Galeria Moon Camp Pioneers 2020-2021

În Moon Camp Pioneers, misiunea fiecărei echipe este de a proiecta 3D o tabără lunară completă folosind Fusion 360. De asemenea, trebuie să explice cum vor folosi resursele locale, cum vor proteja astronauții de pericolele din spațiu și cum vor descrie spațiile de locuit și de lucru.

Echipa: Echipa Creanga

Colegiul Național Ion Creangă  București    România 16, 15, 17

Vizualizator extern pentru proiect 3d

Descrierea proiectului

Tabăra noastră lunară este concepută ca un avanpost complet operațional pe suprafața lunară, unde se pot face explorări și descoperiri științifice pe parcursul întregului ciclu lunar. Baza este compusă din camere hexagonale modulare, care în cele din urmă vor da forma unei albine cu combinații nelimitate de camere și cu o abordare de design diferită față de cea anterioară. Tabăra lunară este special concepută pentru a găzdui șase astronauți și pentru a le susține obiceiurile normale. Fiecare cameră este pregătită cu propriul echipament și scop, cum ar fi cel medical sau de cercetare. Acest lucru ne va duce în mod concludent cu un pas mai aproape de explorarea și exploatarea spațială, Luna fiind bogată în minerale și metale precum siliciul, folosit la dezvoltarea celulelor solare, sau heliu-3, care poate fi folosit ca și combustibil. Transportând astfel de materiale pe Pământ, ne vom aproviziona planeta cu surse de energie durabile.

Unde doriți să vă construiți Tabăra Lunii?

Am dori să construim baza lunară în apropierea polului sudic lunar, mai exact pe marginea craterului Shackleton, deoarece este un loc expus în permanență la lumina soarelui și, prin urmare, ar oferi mai multe beneficii pentru tabără. Fiind mai aproape de polul sud, se va economisi energia și proviziile necesare în timpul explorărilor, deoarece distanța de parcurs ar fi mai mică. Schimbările de temperatură ar fi mai puțin drastice în comparație cu alte locuri de pe Lună, lucru care ar fi extrem de util pentru a crea un climat mai natural pentru astronauți. Datorită expunerii continue la soare, baza ar putea funcționa aproape în întregime pe bază de energie solară, astfel încât nu am avea nevoie de multe baterii pentru a cuprinde pierderile de energie. În plus, am avea acces la una dintre cele mai mari surse de apă de pe Lună, cratere pline de gheață chiar la polul sud, gheață care poate fi extrasă și topită pentru a obține apă potabilă pentru echipaj.

Cum intenționați să vă construiți Tabăra Lunii? Descrieți tehnicile și materialele pe care le veți folosi.

Pentru a construi baza, vom folosi atât piese modulare, cât și piese imprimate 3D. La scurt timp după aterizare, astronauții se vor instala temporar într-un cort gonflabil, în timp ce un mic rover va începe să scaneze mediul înconjurător în căutarea imperfecțiunilor și a obstacolelor, trimițând toate fișierele la imprimanta 3D pentru procesare și apoi va începe construcția. Podelele vor fi realizate din șase triunghiuri compozite din carbon, datorită toleranței ridicate la temperaturi ridicate și a greutății reduse. Acestea vor fi montate împreună, formând structura hexagonală. Toate încăperile sunt iluminate de șase LED-uri, câte unul pe fiecare colț, și sunt conectate printr-un sistem de holuri, modelate astfel încât să treacă între hexagoane. După ce vom stabili o fundație solidă, vom începe imprimarea 3D a pereților dreptunghiulari din titan, pentru a asigura rezistență și protecție pentru bază. Ulterior, se va aplica un strat metalic pe toți pereții interiori ai bazei, pentru a asigura o protecție suplimentară împotriva radiațiilor solare. Această structură permite cu ușurință sigilarea unei singure camere sau adăugarea a cât mai multe camere, după cum este necesar.

Mediul de pe Lună este foarte periculos pentru astronauți. Explicați-le cum îi va proteja tabăra voastră lunară.

Cei mai dificili factori pe care vor trebui să îi învingă astronauții sunt: radiațiile spațiale și mini-meteoriții, gravitația. Cu toate acestea, ei vor fi supuși și unor riscuri comportamentale. De pericolele externe, în timpul călătoriei spre Lună, astronauții pot folosi încărcătura din jurul lor ca scut de protecție împotriva radiațiilor, iar cu cât masa acesteia este mai mare, cu atât protecția va fi mai mare. La sosirea pe Lună, aceștia vor sta într-un cort gonflabil, acoperit de un strat de sol lunar protector, iar între timp robotul-imprimare 3D va construi baza. Pentru ca baza să fie sigură, am proiectat-o cu pereți groși. Pentru protecție împotriva temperaturilor ridicate, putem folosi plăci de protecție termică, realizate din fibre de siliciu. Pentru a menține sănătatea mentală a echipajului, aceștia vor rămâne în contact strâns cu familia și prietenii și, de asemenea, li se va permite să aducă 0,5 kg de obiecte personale pentru a se simți mai mult ca acasă. La dispoziția lor vor fi o sală de sport și o zonă de relaxare în interiorul bazei, ceea ce le va permite să își mențină abilitățile de socializare și starea de bine, care sunt extrem de importante pe termen lung.

Explicați modul în care tabăra dvs. de pe Lună le va oferi astronauților:
Apă
Alimente
Electricitate
Aer

Numeroase rapoarte au arătat că la polii lunari există apă sub formă de gheață, iar din moment ce am poziționat baza în apropierea craterului Shackleton, vom putea accesa sursa din regiunea sudică. Gheața va fi extrasă și transportată înapoi la bază, unde va fi pusă într-un container în exterior și lăsată să se topească sub acțiunea energiei solare. Odată topită, apa va începe să curgă printr-un sistem de conducte subterane și, în cele din urmă, într-un sistem de pompare din bază. În plus, dorim să reciclăm apa din aer și urină, creând astfel un sistem închis.

La început, astronauții vor trebui să mănânce din proviziile aduse de pe Pământ. Restul alimentelor vor fi cultivate în spații hidroponice, direct în interiorul bazei lunare, asigurând astronauților o dietă parțial vegetală în următoarea lună sau două. Până atunci, vom avea la dispoziție plante complet cultivate (precum broccoli, frunze verzi, varză de Bruxelles, fasole, cartofi dulci și altele), datorită beneficiilor nutriționale ale acestora. Pentru a-și diversifica opțiunile, astronauții vor avea la dispoziție o imprimantă 3D pentru alimente, care poate găti tot felul de feluri de mâncare. Membrii echipajului vor fi examinați de nutriționiști pentru a le determina caracteristicile metabolice, ceea ce va permite utilizarea unui plan alimentar optim, care va reduce consumul de alimente inutile.

Principala noastră sursă de energie va proveni de la panouri solare foarte eficiente. Datorită radiațiilor solare aproape constante din apropierea craterului Shackleton, nu vom avea nevoie de alte surse de energie în timpul zilei. Cu toate acestea, pe timp de noapte, va trebui să folosim baterii pentru a depăși panourile solare inactive. Una dintre soluții este utilizarea pilelor de combustie cu hidrogen. Vom obține hidrogenul din procesul de electroliză a apei, din care rezultă O2 și H2. O alternativă la aceasta ar fi arderea metanului pentru energie. Metanul poate fi obținut din reacția Sabatier, care transformă CO2 și H2 în apă și metan.

În primul rând, oxigenul poate fi obținut din electroliza apei, care poate fi combinat cu azotul pentru a crea aer respirabil (21% O2, 78% N2) pentru astronauții din interiorul bazei. Oxigenul rămas va fi stocat în containere presurizate pentru ca astronauții să îl respire în timpul expedițiilor lor în spațiu. De asemenea, oxigenul poate fi achiziționat de la suprafața Lunii, care are 43% O2, utilizând electroliza cu sare topită. Până în prezent, nu există dovezi că azotul se găsește în cantități uriașe pe suprafața lunară, așa că va trebui să folosim azot comprimat trimis de pe Pământ, cu excepția cazului în care noi descoperiri indică contrariul

Explicați care ar fi scopul principal al taberei dvs. lunare (de exemplu: scopuri comerciale, științifice și/sau turistice).

Scopul principal al taberei noastre pe Lună ar fi unul științific. Prin stabilirea echipajului pe suprafața lunară, sperăm să realizăm mai multe explorări și experimente științifice pentru a înțelege mai bine mediul înconjurător, permițându-ne astfel să construim baze spațiale mai bune și mai puternice și eficiente pentru viitoarele misiuni, generații sau chiar pentru călătorii comerciale. Cu toate acestea, o treime din echipajul bazei va fi format din turiști, care ne vor ajuta să finanțăm expedițiile și alte necesități. Unele dintre cercetările științifice ar putea consta în cunoașterea efectelor microgravitației asupra organismelor vii sau într-o mai bună înțelegere a geologiei și compoziției Lunii. Cercetătorii au subliniat faptul că solul lunar este fertil. Dacă acest lucru este corect, ar putea deschide ușa pentru dezvoltarea de noi compuși. În cele din urmă, exploatarea minieră a suprafeței lunare ne-ar duce cu un pas mai aproape de explorarea și exploatarea spațială ulterioară, ceea ce este benefic pentru Pământ, deoarece știm cu toții că resursele planetei noastre sunt limitate.

Descrieți o zi pe Lună pentru echipa de astronauți din Tabăra Lunii.

Astronauții vor lucra în trei schimburi, fiecare compus din câte două persoane, astfel încât, în orice moment, vor fi mereu doi membri ai echipajului treji, în caz de urgență. Va fi creat un ciclu artificial de zi și noapte pentru a menține ritmurile circadiene personalizate ale fiecăruia dintre schimburi.

În primul rând, după ce se trezesc, membrii echipajului pot folosi toaleta și își pot face rutina obișnuită de dimineață. După aceea, ei pot merge să ia micul dejun (făcut în imprimanta 3D pentru alimente), fie de la compartimentele hidroponice, fie din bucătărie. Dacă preferă, astronauții pot face câteva exerciții în sala de sport, pot alerga pe banda de alergare, pot ridica greutăți, pot merge pe bicicletă sau chiar pot face yoga în sala de sport.

În urma rutinei de dimineață, membrii echipajului trebuie să verifice mașinile și sistemele din întreaga bază pentru a se asigura că totul funcționează corect și că niciun sistem nu este critic. În cazul în care o componentă sau o parte a unei mașini este deteriorată, aceasta va fi coborâtă în sala tehnică, unde inginerii se vor ocupa de ea. Dacă se întâmplă ca o piesă să nu mai poată fi reparată, vor fi tipărite piese noi în 3D cât de repede este necesar. Fiecare membru al echipei a primit sarcini specifice de îndeplinit pe parcursul zilei. Botaniștii se vor ocupa de compartimentele hidroponice pentru a se asigura că membrii echipajului au suficientă hrană; principalele sarcini ale inginerilor ar putea fi repararea și susținerea sistemelor funcționale sau analiza și proiectarea de noi componente. Dacă temperatura exterioară se încadrează în intervalul de supraviețuire, astronauții pot pleca în diferite expediții. Unele dintre ele ar putea consta în extragerea de gheață de la polul sud și apoi umplerea cu ea a camerei de apă din afara bazei sau în recuperarea diferitelor roci, minereuri sau specimene de pe suprafața Lunii. De asemenea, echipajul va face cercetări pentru a spori înțelegerea noastră despre Lună, cum ar fi geologia acesteia sau efectele microgravitației asupra organismelor vii. Atât expedițiile, cât și cercetătorii ne pot ajuta la o mai bună înțelegere a mediului înconjurător, dezvoltând astfel viitoare baze sustenabile. După ce își vor termina sarcinile, membrii echipajului au timp liber pentru a se relaxa, a se juca, a asculta muzică, a viziona un film sau a-și suna prietenii și familiile. Înainte de a merge la culcare, vor trebui să ia cina și poate să folosească toaletele, după cum doresc, și să arunce o privire la Pământul nostru, în depărtare.



← Toate proiectele