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: Proiectul ZLE

Liceul King Kekaulike High School  Pukalani    Statele Unite ale Americii 16, 17

Vizualizator extern pentru proiect 3d

Descrierea proiectului

Am proiectat o tabără lunară cu intenția de a avea o instalație extrem de sigură, în mare parte modulară și de ultimă generație, care ar putea deschide o nouă eră a experimentelor lunare. În esență, am creat o bază având ca primă prioritate siguranța. Aproape fiecare sistem este triplu redundant, astfel încât, doar pentru că un aspect se defectează, așa cum se întâmplă adesea în explorarea spațială în noua eră, întregul sistem poate continua să funcționeze fără erori. Apoi, ne-am propus ca întregul sistem, nu doar hab-urile, să fie complet modular, dar și sigur. Am luat acest lucru în considerare și am proiectat totul pentru a fi ușor interschimbabil în amenajările interioare și exterioare, putând fi asamblat și dezasamblat doar cu ajutorul unui simplu burghiu. În cele din urmă, am încorporat unele dintre cele mai avansate modele din industria spațială în ceea ce privește energia și punctul culminant al apei, precum și am proiectat unele dintre tehnologiile noastre proprii pentru a face față suprafeței dure a Lunii.

Unde doriți să vă construiți Tabăra Lunii?

Am ales să ne construim tabăra lunară pe marginea Polului Sudic, în craterul Shackleton. Am ales această locație pentru că:

1) Este situat suficient de departe de polul adevărat pentru a reduce efectele de mediu ale stabilirii unei baze la pol, cum ar fi radiațiile, vânturile, schimbările de temperatură și cutremurele lunare. 

2) Marginile acestui crater au parte de o lumină solară aproape constantă, ceea ce permite fermei noastre solare să funcționeze la capacitate maximă cât mai mult timp posibil, bazându-se pe alte surse de energie de rezervă doar atunci când este absolut necesar.

3) Fundul craterului are o temperatură extrem de scăzută, unde ar putea exista apă înghețată sub suprafață, acționând ca una dintre cele câteva posibile surse de apă pentru baza noastră.

4) Explorarea în regiunea "veșnic întunecată" din centrul craterului ar putea duce la descoperiri științifice importante.

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

Plănuim să ne asamblăm tabăra lunară lansând componente de pe Pământ și asamblându-le odată ajunși pe suprafața Lunii. Plăcile de bază hexagonale din oțel, suporturile și pereții din plumb și compozit din fibră de carbon pentru fiecare hab ar fi împachetate în filamente rezistente la căldură și lansate împreună, prin aruncare de pe navele spațiale care orbitează în jurul Lunii. Coborârea lor ar fi încetinită cu ajutorul unor propulsoare similare cu cele utilizate în SkyCrane de la NASA. Odată ajuns ferm pe suprafața lunară, pachetul și-ar marca locația, semnalând că este gata pentru interacțiunea și asamblarea umană. Un lander care ar transporta astronauții ar ateriza apoi la o distanță de 50 de metri de locație, permițând unei echipe de astronauți de sprijin, asistați de roboți și unelte electrice, să asambleze pereții bazei și să presurizeze și să oxigeneze cel puțin un modul, unde s-ar putea regrupa și pregăti pentru extinderea ulterioară a bazei, în funcție de necesitățile misiunii.

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

Pentru noi, siguranța a fost mai presus de toate în procesul de proiectare. În aproape fiecare aspect al proiectării noastre, avem cel puțin două soluții de rezervă, în cazul în care un prim aspect eșuează. Am creat, de la zero, un sistem de suspensie de tip coilover pentru a susține întreaga bază. Scopul principal din spatele acestui design ar fi acela de a oferi o amortizare în cazul cutremurelor de lună, dar și de a crea o suprafață nivelabilă în interiorul hab, în cazul în care baza ar trebui să fie plasată ușor înclinată. De asemenea, am ales să creăm un perete compozit, folosind în principal materiale ușoare, cum ar fi fibra de carbon și fibra de sticlă, cu un strat exterior de plumb, pentru a reflecta radiațiile. Deoarece nu ne aflăm direct pe pol, preconizăm că acest lucru va fi suficient pentru a împiedica orice radiație lunară să pătrundă în hab, iar dacă, în cadrul testelor practice, se va dovedi că nu este cazul, la exteriorul bazei ar putea fi adăugate straturi suplimentare de vopsea cu infuzie de plumb sau filament.

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

Pentru a le furniza apă cercetătorilor noștri, baza noastră are nevoie de o rezervă de apă care să fie adusă de pe Pământ pentru început. Cu această rezervă, plănuim să folosim un proces de distilare și de dezumidificare a atmosferei pentru a recupera apa. La fel ca și procesul utilizat pe Stația Spațială, acest proces ar trebui să fie eficient 99%, astfel încât doar cantități mici de apă trebuie trimise de pe Pământ. În plus, gheața lunară va fi colectată și reasigurată, astfel încât gheața lunară să poată fi filtrată și utilizată ca sursă alternativă de apă. Un recuperator de apă poate filtra suficientă apă pentru 6 persoane pe zi și există 3 recuperatoare pentru o redundanță triplă.

Având în vedere că trimiterea în spațiu costă $10.000 de lire sterline de încărcătură utilă, reducerea cantității de produse care ar trebui expediate a fost imperativă pentru noi. Pentru a profita la maximum de fondurile noastre, va trebui să cultivăm cât mai multă hrană în bază. Unul dintre cele mai ușor de cultivat alimente care furnizează cele mai multe calorii este cartoful, așa că avem o secțiune de cultivare a culturilor desemnată în hab-ul nostru care va avea toate cerințele pentru a cultiva alimente.

Alimentarea cu energie este una dintre cele mai importante părți ale oricărui habitat spațial și, pentru a rezolva această problemă importantă, am analizat opțiunile care ar produce cea mai mare cantitate de energie folosind cel mai puțin spațiu. Cele două metode pe care le-am ales au fost energia solară și energia nucleară, împreună cu bateriile de litiu de mare capacitate, precum cele utilizate pe Stația Spațială Internațională. În continuare, pentru a ne da seama de câte din fiecare proces de producție am avea nevoie, am calculat câtă energie necesită baza într-o configurație implicită de 7 HAB. Ne-am gândit că dacă baza noastră este de aproximativ două ori mai mare decât ISS, atunci va trebui să fie capabilă să producă de două ori mai multă energie. Dacă ISS este capabilă să producă 120 de kilowați de energie la sarcină maximă, trebuie ca baza noastră să fie capabilă să producă 240 de kilowați. Am ajuns să avem nevoie de 24 de generatoare nucleare (8 reactoare) și 32 de generatoare solare (8 panouri), precum și de 48 de baterii (16 grupuri).

Pentru a furniza oxigen habitaclului, avem un sistem de oxigenare triplu redundant, care creează 12lbs de oxigen pe fiecare oxigenator. Această configurație poate susține confortabil 6 persoane. Oxigenatoarele creează oxigen absorbind CO2 și transformându-l în O2.

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

Tabăra noastră lunară este concepută să fie modulară, ceea ce înseamnă că ar putea poate fi configurat pentru a se adapta la multe circumstanțe sau scopuri diferite. În modul în care este configurată acum, tabăra lunară este destinată exclusiv utilizării științifice, deoarece o mare parte din echipamentele de la bord sunt extrem de sensibile și ar necesita o pregătire specială pentru a fi manipulate sau operate în siguranță.

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

Pentru a începe o zi în tabăra noastră, cei trei cercetători din fiecare ciclu de somn (grup) se trezeau și, în drum spre bucătărie, făceau verificări ale echipamentelor esențiale de menținere a vieții și de oxigenare. După ce au mâncat, fiecare cercetător se ducea la sarcina care îi fusese atribuită, în primul rând pentru a se asigura că toate sistemele cruciale sunt normale, dar și pentru a cultiva culturile, a cerceta specimene, a repara echipamentele stricate sau orice altă sarcină pe care o putea aduce ziua. După ce primul grup a terminat și cel de-al doilea grup se trezește, ambele echipe ar conversa despre succesele și provocările zilei, iar pe baza acestor informații, cea de-a doua echipă ar termina tot ceea ce prima echipă nu a putut face și ar continua în acest tip de ciclu.



← Toate proiectele