moon_camp
descoperire imagine interactivă

Galeria de proiecte Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

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

Terra Mimesis

  Locul al doilea - State membre non-ESA

Özel Bahçeșehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turcia    Turcia 14, 16, 17   6 / 3 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

Proiectată în întregime de echipa noastră, tabăra noastră lunară este poziționată între craterele Shackleton și Shoemaker pentru a găzdui 4 astronauți în timpul cercetărilor științifice. Baza principală, care a fost puternic influențată de frunzele plantelor în timpul proiectării sale, are straturi care răspund unor scopuri diferite și este formată din 6 părți diferite. Prima dintre aceste secțiuni conține zonele de lucru ale astronauților, a doua conține sistemele de electroliză și de tratare a apei, a treia are zonele personale ale astronauților, a patra include zonele comune ale astronauților, a cincea conține camera materialelor și depozitul, iar ultima este zona agricolă. În afară de baza principală se află garajul și observatorul, designul acestora fiind inspirat de carapacea unor armadillo, un modul lunar și brațe robotice cu imprimare 3D. Pentru a satisface nevoile bazei, cum ar fi apa și oxigenul, sau pentru a asigura gestionarea deșeurilor, în bază au fost amplasate diferite sisteme; a fost creat un sistem hibrid de comunicare pentru a asigura comunicarea, au fost amplasate panouri solare pe bază și în diferite regiuni pentru a furniza energie, iar roverele au fost proiectate pentru a-i ajuta pe astronauți în timpul misiunilor lor.

1.2 - De ce vrei să construiești o tabără lunară? Explicați scopul principal al taberei dvs. lunare (de exemplu, scopuri științifice, comerciale și/sau turistice).

Plănuim să facem un pas mare în călătoria umanității spre Lună cu tabăra noastră lunară proiectată. Baza lunară pe care am finalizat-o deocamdată este destinată cercetării științifice, dar acest lucru poate fi schimbat în viitor. Ideea bazei noastre produse în acest stadiu a fost dezvoltată pentru doar 4 astronauți. Acest design include laboratoare și resurse în care astronauții pot lucra la astrofizică, chimie, biologie și agricultură. Cu toate acestea, cu structura modulară a bazei noastre, este posibilă extinderea designului și creșterea razei scopului acesteia. Odată cu extinderea bazei în etapele ulterioare, baza noastră poate fi deschisă în scopuri comerciale pentru a arăta lumii cum este viața în spațiu. Odată cu etapele și mai târzii, baza noastră poate fi extinsă astfel încât să fie posibile expediții turistice.

2.1 - Unde doriți să vă construiți tabăra lunară? Explică-ți alegerea.

Plănuim să ne construim tabăra lunară la Polul Sud, mai exact între craterele Shackleton și Shoemaker. Motivul principal pentru care am ales să ne amplasăm baza între aceste două cratere este acela de a profita de ambele. Studiile arată că craterul Shoemaker conține vaste resurse de apă înghețată, hidrogen și minerale. Prin urmare, putem folosi apa înghețată pentru băut, hidrogenul pentru extragerea apei și energie și mineralele pentru cercetare științifică. Pe de altă parte, valorile de temperatură ale craterului Shackleton fluctuează mai puțin. Craterul primește lumina soarelui în mod continuu timp de aproape 2 luni și 90% din zi, ceea ce înseamnă că putem economisi mai multă energie pentru tabăra noastră lunară cu ajutorul panourilor solare. Având în vedere că distanța dintre aceste două cratere este de aproximativ 60-65 km, va fi posibil să se călătorească între ele. De asemenea, se preconizează că vremea din locația aleasă va fi parțial mai bună, iar acest lucru va reduce la minimum condițiile nefavorabile.

2.2 - Cum intenționați să vă construiți tabăra lunară? Gândiți-vă cum puteți utiliza resursele naturale ale Lunii și ce materiale ar trebui să aduceți de pe Pământ. Descrieți tehnicile, materialele și opțiunile dumneavoastră de proiectare.

Construcția taberei noastre lunare va include două misiuni diferite, denumite A și B. Misiunea A va fi realizată în mod autonom, fără ca astronauții să pășească pe Lună. Această fază va fi condusă de rovere special concepute și de brațe robotizate prin imprimare 3D, folosind materiale de construcție precum betonul și ETFE de pe Pământ. În primul rând, roverul de nivelare va face terenul potrivit pentru bază și va colecta solul lunar. Apoi, roverele autonome și brațele robotice vor începe să construiască baza. Stratul interior al bazei noastre va fi realizat din beton constituit din sol lunar. După aceea, stratul central va fi realizat cu ETFE, iar în cele din urmă, stratul exterior va fi realizat cu sol lunar care va fi transformat într-o formă utilizabilă pentru imprimarea 3D. Conturul bazei noastre va fi finalizat prin amplasarea de panouri solare pe acoperișuri. Designul general al bazei noastre a fost inspirat de frunze. Structura în trei straturi a sediului nostru a fost obținută din textura stratificată a acestora, în timp ce coridoarele bazei au fost reproduse din nervuri. În plus, designul garajului și al observatorului nostru a fost inspirat de abilitatea armadillo de a se proteja cu scutul lor. Acest design a oferit, de asemenea, o structură pliabilă, care ne-a ajutat la economisirea spațiului. În plus, designul bazei noastre a fost constituit cu privire la modularitate și longevitate, permițându-ne să ne extindem baza ori de câte ori dorim. În cadrul Misiunii B, astronauții vor ateriza și vor plasa toate proprietățile înmânate, ceea ce va reprezenta începutul vieții pe Lună.

2.3 - Cum protejează tabăra voastră lunară și cum oferă astronauților un adăpost împotriva mediului dur al Lunii?

Astronauții staționați într-o tabără lunară ar fi expuși unui mediu dur care le poate pune în pericol sănătatea și siguranța. Printre cele mai importante provocări cu care s-ar confrunta se numără asigurarea protecției și a adăpostului împotriva mediului lunar extrem. Pentru a realiza acest lucru, echipa noastră a analizat și a cercetat în profunzime problemele de mediu cu care se pot confrunta în tabăra lunară. Am enumerat factorii primari care ar trebui luați în considerare, precum izolarea termică și protecția împotriva meteoriților și a radiațiilor. În această direcție, am căutat soluții pentru fiecare problemă identificată și am încorporat aceste soluții în proiectul nostru, mai exact în structura bazei noastre. Privind selecția materialelor în general, s-au căutat patru caracteristici principale. Acestea au fost stabilite ca fiind materiale reflectorizante care reflectă lumina solară pe suprafața lunară și protejează temperatura, materiale termoizolante care previn pierderile de căldură în interior, materiale durabile care vor forma straturile exterioare ale taberei și materiale ușoare care vor fi plasate pe fundație pentru a facilita instalarea bazei. Am decis ce materiale se vor potrivi fiecărei caracteristici, elaborându-le și investigându-le în continuare. Am decis să folosim solul lunar ca material reflectorizant. Cu acest strat amplasat în partea cea mai exterioară a bazei, am asigurat, de asemenea, izolarea termică și protecția împotriva meteoriților. Materialul etilen tetrafluoroetilenă (ETFE), care va forma stratul mijlociu al bazei, va crește rezistența chiar și cu un strat subțire și ușor, datorită temperaturii sale ridicate de topire și ne va favoriza, de asemenea, prin rezistența la radiații de înaltă energie, proprietățile reciclabile și de lungă durată ale acestui material. Stratul de beton cel mai interior va asigura izolarea radioactivă primară a bazei. Un strat de până la 1 metru va proteja baza de razele gamma și de razele X. Sistemele noastre de purificare a aerului și a apei vor asigura, de asemenea, siguranța astronauților din interiorul bazei.

3.1 - Cum va asigura tabăra voastră pe Lună accesul durabil al astronauților la nevoile de bază, cum ar fi apa, hrana, aerul și energia?

Apă: Apa este esențială pentru viața în tabără. La început, cantitatea necesară de apă va fi adusă de pe Pământ. De asemenea, va fi construit un sistem de gestionare a apei care să circule continuu în jurul bazei. Acest sistem va purifica urina, transpirația, umiditatea etc. Făcând purificarea, vom recicla 90% din apă. Gheața de apă lunară este o altă opțiune de a fi folosită ca resursă de apă. Gheața de apă va fi scoasă cu ajutorul roverelor și depozitată pentru a fi folosită ori de câte ori este necesar.

Mâncare: La început, astronauții vor consuma alimentele pe care le-au adus de pe Pământ. În plus, vor fi furnizate alimente proaspete prin metoda agriculturii aeroponice. Cu ajutorul agriculturii aeroponice, se va economisi 95% din apă, iar creșterea va fi de 3 ori mai rapidă decât în cazul agriculturii tradiționale. Scopul nostru este de a crea o dietă sănătoasă pentru astronauți. Am planificat să cultivăm cartofi, spanac, fasole etc., care au o valoare nutritivă ridicată și sunt ușor de cultivat.

Aer: Sistemul nostru de reciclare include un sistem de gestionare a aerului. Cantitatea necesară de apă din sistemul de gestionare a apei va fi trimisă pentru electroliză. Prin electroliză, moleculele de hidrogen și oxigen vor fi separate. Oxigenul, care a devenit potrivit pentru respirație, va fi distribuit în jurul bazei noastre. Hidrogenul rămas va fi folosit pentru a produce apă cu ajutorul sistemului nostru Sabatier. Ciclul de fotosinteză al plantelor va contribui, de asemenea, la sistemul de gestionare a aerului.

Putere: Alimentarea cu energie electrică este vitală pentru a asigura continuitatea bazei. Am planificat să plasăm panouri solare IBC de tip N care au o eficiență de 23% în partea superioară a bazei noastre. În plus, panourile solare concentrate (CSP), care transformă lumina solară în căldură și o stochează, vor fi plasate la craterul Shackleton, deoarece această locație este aproape întotdeauna expusă la lumina soarelui. Acest sistem contribuie în mod semnificativ la bază, deoarece este regenerabil și foarte eficient.

3.2 - Cum se va ocupa tabăra dvs. lunară de deșeurile produse de astronauți pe Lună?

Gestionarea deșeurilor este o chestiune esențială în baza noastră lunară. Încă de la început, planurile noastre de gestionare au fost concepute pentru a minimiza cheltuielile cu deșeurile, urmând o politică de zero deșeuri. Pe de altă parte, atâta timp cât există diferite tipuri de deșeuri, este necesar să folosim diverse metode pentru a reduce și a elimina fiecare deșeu. Deșeurile organice produse pot fi transformate în îngrășăminte. Acest lucru va furniza căldură și energie care va ieși pentru sistemul de încălzire al bazei. Îngrășămintele produse pot fi, de asemenea, utilizate pentru studii de plantare. În plus, deșeurile utilizabile, cum ar fi materialele plastice, vor fi folosite pentru a crea nevoile taberei noastre, folosindu-le pentru a furniza filamente în imprimantele 3D. Pe de altă parte, deșeurile solide neconvertibile pot ieși și ele cu diverse utilizări. Aceste deșeuri vor fi trimise în atmosfera Pământului și se va asigura că sunt distruse prin ardere.

3.3 - Cum va menține tabăra voastră lunară comunicațiile cu Pământul și cu alte baze lunare?

Pentru a îndeplini diferite cerințe în domeniul comunicațiilor spațiale, cum ar fi fiabilitatea și latența, am decis să creăm o structură de comunicații hibridă în tabăra noastră lunară, în care diferite sisteme îndeplinesc aceste cerințe. Metoda principală va fi comunicațiile radio, ca în misiunile lunare anterioare. Deoarece este mai rapid, un sistem de comunicare cu laser poate fi utilizat atunci când este necesară comunicarea instantanee. Pentru aceste sisteme, trebuie să existe o stație terestră pe Pământ și un emițător-receptor și o antenă pe Lună. Poziționarea stațiilor terestre ar trebui să fie aproape de ecuator, cu o vedere clară a cerului sudic, pentru a avea o vedere continuă a taberei. În cele din urmă, tabăra poate avea, de asemenea, un sistem de rezervă care să susțină comunicarea prin satelit, care este cea mai sigură și mai studiată metodă. Satelitul necesar poate fi poziționat pe orbita lunii, iar acest lucru poate menține comunicarea și între alte tabere lunare.

4.1 - Pe ce subiect(e) științific(e) se va(u) axa cercetarea în Tabăra Lunii? Explicați ce experimente intenționați să faceți pe Lună (de exemplu, în subiecte legate de geologie, mediu cu gravitație redusă, biologie, tehnologie, robotică, astronomie etc.).

Tabăra noastră de pe Lună ar reprezenta o oportunitate de neegalat pentru explorarea științifică, oferind un mediu unic pentru efectuarea de cercetări într-o gamă largă de discipline științifice. Conținutul care va fi inclus în studiile care vor fi efectuate în tabăra noastră lunară va include cu siguranță structura și mediul Lunii. Factorul principal în astfel de studii ar putea fi solul lunar. Se spune că solul lunar are potențialul de a fi utilizat în producția de oxigen și combustibil. Acesta ar putea fi un domeniu pe care să-l studieze participanții noștri în tabără. Prin examinarea solului și a rocilor prelevate de pe suprafața lunară, pot fi investigate minerale și substanțe similare și se pot face cercetări cu privire la modul în care pot fi folosite aceste materiale. În afară de substanțe, pot fi explorate și urme de viață. În același timp, astronauții pot analiza și descoperi mai multe detalii despre formarea Lunii. În plus, se pot face studii de plantare pe solul lunar. Mergând mai departe, poate fi examinată utilizarea diferitelor microorganisme în agricultura lunară sau pot fi studiate diferite metode pentru a face posibilă agricultura pe solul lunar și în mediul lunar. În timp ce toți lucrează în aceste domenii, se poate realiza o cartografiere recentă și dezvoltată a Lunii și a caracteristicilor sale geologice. În cele din urmă, pot fi efectuate și studii privind psihologia astronauților din bază. Schimbările și evoluțiile psihologice ale acestor indivizi, care vor trăi izolat într-un mediu diferit pentru o perioadă lungă de timp, pot fi urmărite prin comunicarea cu lumea. În același timp, astronauților li se poate oferi posibilitatea de a ține un jurnal sau un vlog în timpul perioadei petrecute în spațiu pentru a susține această activitate, creând astfel o resursă despre cum este viața în spațiu.

5.1 - Ce ați include în programul dumneavoastră de pregătire a astronauților, pentru a-i pregăti pentru o misiune pe Lună?

Într-o tabără lunară, astronauții vor intra într-un mediu necunoscut, în izolare, în timp ce vor privi cum planeta pe care și-au petrecut întreaga viață se va micșora într-o mică sferă albastră și verde. Este un fapt că aceste schimbări enorme din viața astronauților pot avea în timp efecte atât fizice, cât și mentale asupra lor. Prin urmare, astronauții trebuie să urmeze un program de pregătire pentru a se asigura că sunt pe deplin pregătiți să facă față provocărilor fizice și mentale ale vieții și muncii pe Lună. Echipa noastră a pregătit un program de probă pentru astronauți, care va dura aproximativ 3 ani pentru a fi finalizat. În prima etapă, astronauții vor avea un an de pregătire generală privind viața în spațiu. În etapele ulterioare, fiecare astronaut va avea parte de o pregătire detaliată privind specialitatea sa. Prima etapă a pregătirii va conține două domenii semnificative; sănătatea mentală și competența fizică. Prin pregătirea fizică, astronauții vor fi familiarizați cu condițiile dure de pe Lună, cum ar fi modul de adaptare la mișcare sau de reducere a pierderii musculare în condiții de gravitație redusă. Pe de altă parte, toți astronauții ar trebui să urmeze o pregătire de bază privind modul în care să se descurce cu sistemele utilizate în bază și în alte nave spațiale, antrenându-se totodată să acționeze în cazul unor posibile defecțiuni. De asemenea, toți astronauții ar trebui să cunoască primul ajutor și informațiile medicale de bază. Cu ajutorul pregătirii mentale, astronauții vor învăța să facă față izolării, învățând în același timp despre munca în echipă și îmbunătățindu-și abilitățile de comunicare și de rezolvare a problemelor, deoarece vor avea mai multe persoane în viața lor în tabără. După ce au învățat abilitățile necesare, astronauții vor urma cursuri de pregătire în specialitățile lor, cum ar fi bioingineria, ingineria chimică sau ingineria de zbor și modul în care le pot folosi pe Lună. Pregătirea astronauților nu se va încheia atunci când vor ateriza pe Lună, ci va continua prin comunicarea asigurată cu experții de pe Pământ, cum ar fi psihiatrii.

5.2 - De ce vehicule spațiale va avea nevoie viitoarea misiune pe Lună? Descrieți vehiculele găsite în Moon camp și luați în considerare modul în care veți călători spre și de pe Pământ și veți explora noi destinații pe suprafața Lunii.

Călătoria noastră în spațiu începe cu o navă spațială formată din module de comandă, de serviciu și lunar. Modulul de comandă va fi partea centrală, unde astronauții vor controla nava spațială. Modulul de serviciu va depozita motorul, combustibilul și toate echipamentele folosite pe Lună. Modulul lunar va fi folosit pentru aterizarea și decolarea pe Lună. Dacă ne uităm la vehiculele din tabăra noastră, există un rover de cercetare, un rover constructor și un rover colector. Roverul de cercetare, care are un depozit, este destinat astronauților pentru a fi folosit atunci când călătoresc și fac cercetări pe Lună. Roverul constructor are un nivelator și părți de excavator care colectează în mod autonom solul lunar în timp ce aplatizează terenul pentru bază și îl construiește. Roverul Colector colectează în principal apă lunară, gheață și alte mostre din jurul Lunii. Există, de asemenea, o dronă concepută pentru a explora luna cu un alt punct de vedere.