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: PIoneers

Colegiul Național de Informatică Tudor Vianu  București    România 15 Locul al treilea - Statele membre ESA

Vizualizator extern pentru proiect 3d

Descrierea proiectului

PIoneers (joc de cuvinte care include constanta PI) este numele care descrie cel mai bine echipa noastră, având în vedere că tabăra noastră de pe Lună va fi un centru de cercetare științifică revoluționară pentru decenii de acum încolo. Sperăm că așezarea noastră poate deveni o piatră de hotar în extinderea prezenței umane în sistemul solar prin dezvoltarea și testarea tehnologiilor cruciale necesare pentru colonizarea planetară. În primul rând, intenționăm să ne construim tabăra într-un tub de lavă din apropierea polului sud, cel mai convenabil loc de pe Lună în ceea ce privește similitudinea cu temperatura Pământului și unde se poate găsi, de asemenea, gheață de apă, o resursă esențială care permite prezența astronauților. Baza noastră va fi alcătuită din module, începând cu habitate, laboratoare științifice și stații pentru fabricarea oxigenului. În acest fel, va fi ușor de introdus noi zone. Unele dintre primele module vor fi prefabricate pe Pământ și asamblate pe Lună și, pe măsură ce vom descoperi nevoia de noi spații, vom începe să le construim cu materiale disponibile pe Lună. În plus, nu numai că minimizăm posibilele pericole prin amplasarea taberei noastre într-un tub de lavă, dar încorporăm și sisteme redundante. Resursele vitale de care oamenii au nevoie sunt apa (extrasă din gheața de la Polul Sud), hrana (produsă într-o seră lunară), energia (de la panourile solare) și aerul (prin electroliza plantelor și, de asemenea, prin utilizarea regolitului). Prin urmare, creăm un mediu în care, fără îndoială, astronauții se pot adapta și se pot concentra pe munca lor de cercetători lunari, condițiile de viață fiind cât mai asemănătoare cu cele de pe Pământ.

Unde doriți să vă construiți Tabăra Lunii?

Ne propunem să ne construim baza în apropierea polului sudic lunar, unde tuburile de lavă ar fi incinta habitatului uman. Prioritatea noastră principală a fost să găsim un loc cu condiții de trai decente pentru astronauții care vor găzdui tabăra lunară. Prin urmare, alegerea noastră s-a limitat la poli, unde temperaturile variază între -50°C și 0°C, oamenii beneficiază de lumină solară constantă și, în interiorul tuburilor de lavă, temperaturile sunt suportabile. Argumentul decisiv în favoarea polului sud a fost prezența gheții de apă din care am putea obține apă lichidă, indispensabilă pentru oamenii care vor locui în tabăra noastră lunară. În plus, craterele din zona polului sud blochează pătrunderea luminii solare în interior (un punct forte pentru ca astronauții să poată dormi bine) și conțin o fosilă de hidrogen, pe care am putea să o folosim pentru aerul respirabil, dar mai ales pentru combustibil.

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

Ținând cont de faptul că avem în vedere construirea taberei lunare într-un tub de lavă și de faptul că acestea pot avea un diametru foarte mare, ideea principală ar fi să o construim pe fundul tubului de lavă și să folosim un lift (imaginea 19) pentru a ajunge la suprafața Lunii. În mod ideal, tabăra ar trebui să fie modulară, astfel încât să fie mai ușor să integrezi noi piese. Astfel de module pot fi habitate, laboratoare de știință, stații pentru fabricarea oxigenului și multe altele. Modulele de locuit vor fi conectate cu tuburi etanșe, pentru a limita numărul de sasuri necesare. Aceste module trebuie să fie, de asemenea, etanșe și să aibă un înveliș exterior puternic pentru a le proteja de radiații și de eventualele resturi. Forma va fi o cupolă pentru a dispersa stresul. La început, baza lunară va fi prefabricată pe Pământ din materiale precum titanul pentru duritatea sa (în special învelișul), dar mai târziu ne putem extinde cu clădiri realizate din beton lunar, care este un amestec de sulf și resurse de agregate accesibile de pe Lună.

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

În primul rând, ar trebui să-i protejăm pe astronauți de praful de pe Lună, de ciclul zi-noapte de 354 de ore, de radiații, de cutremure și de exploziile de micrometeoriți. Prin instalarea într-un tub de lavă la polul sud, unde astronauții se pot bucura de lumina soarelui, depășim multe pericole. Solul este o modalitate excelentă de a-i proteja pe astronauți de radiații și micrometeoriți. Pentru că praful lunar poate cauza probleme de respirație și deteriorare dacă intră în adăpostul nostru, vom avea filtre și un flux de aer puternic pentru ca siliciul ascuțit și abundent să nu-l ajungă. În plus, va exista un sas (imaginea 8) unde astronauții vor putea curăța praful înainte de a intra în zona de locuit. Plănuim să consolidăm pereții tubului de lavă pentru a preveni o eventuală prăbușire a acestora în timpul unui cutremur. Datorită luminii solare aproape perpetue de la polul sud, putem genera electricitate într-un mod relativ ieftin, astfel încât baza noastră va avea, de asemenea, lumină artificială și un sistem de încălzire foarte necesar.

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

Apa este o resursă vitală de care oamenii au nevoie pentru a supraviețui, așa că am acordat multă atenție acestui subiect. Ideea noastră principală este că astronauții pot scoate gheața de apă de la poli pentru a coexista pe Lună, dar cu echipamentul special necesar din cauza temperaturilor ridicate, bineînțeles. Apoi, vom folosi un burghiu cu panouri solare deasupra (imaginea 13). În acest fel, unealta se va încălzi și va pătrunde în interiorul stratului gros al Lunii. Astfel, vom putea folosi alte panouri solare pentru a-l topi după ce vom extrage gheața. Cu ajutorul unor echipamente profesionale, vom putea apoi să filtrăm apa și să generăm apă potabilă sănătoasă. Intenționăm să efectuăm acest proces de două ori pe săptămână și să colectăm apa rămasă într-un rezervor (imaginea 17). De asemenea, putem folosi sistemul de reciclare a apei de pe Stația Spațială Internațională pentru filtrare.

Pe scurt, hrana este egală cu energia, iar astronauții noștri au nevoie de multă energie. În primul rând, pentru a fi cât mai eficientă posibil, mâncarea transportată în spațiu trebuie să fie ușoară, compactă, gustoasă, nutritivă și rezistentă pentru perioade lungi fără refrigerare. Cu toate acestea, indiferent cât de multă mâncare vor aduce astronauții pe Lună, tot nu va fi suficientă. Prin urmare, trebuie să producem alimente și pe Lună. Ideea noastră implică o seră lunară esențială pentru a acoperi lipsa atmosferei sau a apei naturale și pentru a proteja plantele de temperaturile ridicate. Printre plantele cultivate în interiorul serei noastre din regolit se numără cartofii și ridichile (vitamina C), roșiile (vitamina A), țelina (potasiu), Arabidopsis thaliana (o plantă cu flori), ouăle de viermi de mătase (proteine) și salata verde (calciu), care le vor oferi exploratorilor noștri spațiali nutrienții atât de necesari. Astronauții vor furniza dioxid de carbon prin respirație și vor extrage apă pentru plante din urină, folosind sistemul de reciclare a apei.

Pentru a colecta energie, am observat că există unele locuri pe Lună, cum ar fi marginea craterului Shackleton de la Polul Sud, care au lumină solară permanentă și, pentru a preveni problema nopților lunare care durează prea mult, am amplasat tabăra lunară în zona Polului Sud. Prin urmare, am putea pune acolo panouri solare (imaginea 14), dar avem nevoie și de niște rovere (imaginea 12) pentru a aduce energie la bază. Apoi, putem stoca energia solară în celule de combustibil (imaginea 16), care pot rezista 17 zile la rând atunci când sunt complet încărcate. În acest fel, evităm și problema eclipselor lunare, când Pământul blochează complet lumina solară.

Cel mai important lucru fără de care omul nu poate trăi este aerul, așa că a trebuit să ne gândim serios la această parte a proiectului. În primul rând, înainte de a pleca de pe Pământ, vom face niște "provizii" cu suficient oxigen pentru primele zile pe Lună, iar odată ajunși la destinație vom începe să îl primim (stația de oxigen: imaginea 27). Plantele sunt un mijloc de generare a aerului și pot fi folosite atât pentru aer, cât și pentru hrană. Cu toate acestea, deoarece ocupă destul de mult spațiu prin electroliză, putem folosi și apa rămasă în rezervor. În plus, putem prelucra regolitul bogat în oxigen. O metodă dovedită experimental este electroliza cu sare topită, care presupune amestecarea solului lunar la temperaturi ridicate cu clorură de calciu, iar apoi, prin trecerea unui curent prin acest amestec, oxigenul se adună în jurul anodului, de unde este recoltat.

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

Scopul de bază al taberei noastre lunare va fi științific, dar echipa noastră a proiectat așezarea astfel încât să poată fi ușor reproiectată odată ce prezența umană va începe inevitabil să crească pe suprafața lunară. După ce am luat în considerare costurile astronomice și numeroasele riscuri asociate cu misiunile inițiale pe Lună, am decis ca primii noștri coloniști să fie oameni de știință și ingineri. Credem că aceștia vor fi cei mai potriviți pentru a conduce în mod corespunzător experimentele zilnice, menținând și modernizând în același timp sistemele complexe ale așezării. Pe măsură ce vor exista din ce în ce mai multe misiuni umane pe Lună, costurile vor scădea, iar tehnologia va progresa, devenind mai eficientă și mai fiabilă. Odată ce se va întâmpla acest lucru, tabăra lunară poate fi pur și simplu extinsă pentru a găzdui mai mulți oameni, dintre care unii ar putea fi chiar turiști, extinzând astfel prezența umanității pe Lună.

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

Considerăm că este esențial să avem mereu pe cineva treaz în caz de urgență, așa că am decis ca astronauții să aibă cicluri de somn diferite. Prin urmare, echipajul va fi împărțit în mod egal în trei schimburi (care se vor suprapune timp de aproximativ două ore în scopuri sociale, întreaga echipă reunindu-se în acel moment), astfel încât experimentele să se desfășoare 24/7. Indiferent de tura în care se află astronautul, după ce se trezește, acesta își va face igiena și apoi va lua micul dejun în zona de luat masa din baza noastră (imaginea 36). După micul dejun, echipajul va merge în modulul de gimnastică (imaginea 29), unde fiecare membru va face cel puțin un minim de exerciții fizice pentru a se menține în formă, sănătos și pentru a combate efectele negative ale gravitației scăzute asupra corpului uman. Ulterior, fiecare membru al echipajului va primi sarcinile respective de la controlul de la sol (imaginea 22) și va începe să lucreze la activitatea atribuită în interiorul modulului de cercetare (imaginea 21) sau, în ocazii speciale, pot ieși afară pentru a studia mediul lunar. După jumătate din perioada de lucru, echipajul va beneficia de o pauză de prânz de o oră și va lua o masă care constă în alimente de seră (imaginea 33). Apoi, astronauții se vor întoarce la muncă până la sfârșitul programului de cercetare de 8 ore. Apoi, echipajul va lua cina, urmată de un timp liber în care fiecare va putea alege ce activități dorește să facă pentru a se relaxa (de exemplu, să vorbească cu familia sau să citească o carte). Pentru a obține mai multă unitate în cadrul echipei, o dată pe săptămână, astronauții ar putea lua parte la activități speciale, cum ar fi o seară de film și jocuri de societate în camera de zi (imaginea 37). După o zi plină, astronauții își vor face igiena (baie: imaginea 30) și se vor întoarce în cabina lor (imaginea 31) pentru a dormi aproximativ 8 ore, deoarece odihna este extrem de importantă pentru a face față stresului și condițiilor dure de pe suprafața lunară.



← Toate proiectele