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.

Zenith

Özel Bahçeșehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turcia    Turcia 15, 16   6 / 3 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

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).

Scopul nostru principal este de a folosi tabăra noastră lunară ca bază pentru cercetări științifice. Ca o continuare a cercetării, explorăm Luna. Cu ajutorul roverelor noastre lunare cu și fără echipaj uman, plănuim să avem misiuni în care să colectăm și să returnăm la baza noastră mostre de sol, roci etc. de pe Lună și să facem ca aceste mostre să fie studiate pe larg de către astronauții noștri instruiți. Pentru că, așa cum spun oamenii de știință, credem că Luna ar putea fi o sursă de resurse valoroase. Pentru a sprijini aceste scopuri, așa cum am menționat, am pus la dispoziție laboratoare pentru astronauții noștri, unde aceștia vor lucra în mod activ. Mai sus menționate, laboratoarele oferă, de asemenea, un loc unde astronauții noștri pot face cercetări în domeniul astronomiei. Având în vedere că acestea sunt principalele noastre scopuri, credem, de asemenea, că în următoarele faze ale construirii acestei tabere lunare, care servește ca un prim pas, va duce la stabilirea unei prezențe permanente pe Lună.

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

Plănuim să ne stabilim baza principală (Alpha) în craterul Archimedes (39,7° N, 4,2° W), care este situat în regiunea sud-vestică a Lunii. Podeaua plană a craterului oferă o suprafață relativ stabilă pentru construirea unei baze lunare și a unei zone de aterizare pentru rachete spațiale, iar temperatura stabilă îl face un loc potrivit pentru ca astronauții să trăiască și să efectueze cercetări. În plus, craterul are surse de apă subterană care sunt esențiale pentru susținerea vieții și generarea de energie.

Deoarece lumina soarelui ajunge în cea mai mare parte pe creasta craterului De Gerlache (88,71°S, 68,7°W) timp de 14 zile pe lună, am decis să stabilim EGEC pe creastă, care se află la numai 220 de kilometri de craterul Arhimede. Culmea este ideală pentru producerea de energie cu ajutorul panourilor solare cu hidrogen, deoarece primește lumină solară timp de până la 98% din zi.

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.

Pentru a produce structurile principale ale bazei noastre, vom folosi imprimantele noastre 3D mari. După ce vom construi structura principală, plănuim să creăm un strat protector, care va fi format din regolit de lună, pentru a oferi cea mai protejată bază lunară pe care am putea-o construi.

Vom folosi regolitul lunar pentru construirea bazelor, deoarece;

  • Deoarece Luna are o atmosferă subțire și este un loc greu de locuit, regolitul lunar poate oferi un strat protector și poate fi un scut împotriva radiațiilor și a meteoriților.
  • Prin intermediul regulitului lunar și al cercetărilor sale, oamenii de știință vor putea să învețe și să înțeleagă informații specifice despre Lună, cum ar fi formarea acesteia. În plus, oamenii de știință pot lucra asupra regolitului pentru a învăța și a studia geologia și istoria Lunii.
  • Regolitul lunar poate fi de ajutor pentru agricultură în sere. Acesta poate fi amestecat cu alte minerale și apă pentru o eficiență ridicată.
  • Regolitul lunar este o sursă bună de minerale, cum ar fi oxizi, sulfuri, fosfați și metale native care vor fi exploatate prin intermediul roverului nostru minier.

În concluzie, dacă pe Lună se găsește regolitul lunar, ar fi ușor să se construiască baze cât mai repede după aterizarea astronauților.

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

Regolitul lunar, care conține fier, aluminiu și siliciu, este un protector și un absorbant al radiațiilor și are o reflectivitate ridicată, motiv pentru care am ales să îl folosim ca strat protector.

De asemenea, este un material bun pentru a fi protejat de meteoriți, acționând ca o barieră care va rezista împotriva meteoriților și va preveni orice deteriorare care ar afecta baza și echipamentele. În plus, este capabil să absoarbă impactul meteoriților, care ar fi periculos pentru habitatul lunar.

În plus, asigură izolarea termică a bazei și a echipamentelor de pe suprafața Lunii. Cu ajutorul stratului pe care îl asigură, poate absorbi și elibera căldură și, de fapt, ajută la reglarea temperaturii.

În ceea ce privește protecția în fața unui posibil pericol, avem două căi și un plan de urgență pe care îl vom aproba.

În primul rând, vom folosi un sistem de avertizare timpurie care va detecta meteoriții care se apropie de Lună și de bază. În funcție de viteza meteoritului, de mărimea acestuia și de locul în care se găsește, astronauții se vor deplasa în funcție de circumstanțe; din acest motiv, ei au două căi posibile:

Planul 1: Dacă meteoritul este suficient de mic pentru a nu ne deteriora baza, astronauții vor fi evacuați de la bază către adăpostul care va fi sub baza noastră, astfel încât să fie înconjurat de regolitul lunar gros care le va oferi siguranță. După ce pericolul a trecut, astronauții vor detecta daunele pe care baza le-a luat, iar apoi vor începe să repare baza prin intermediul roverelor.

Planul 2: Dacă meteoritul este mare și se află în apropierea bazei noastre, vom activa planul de urgență care constă în a merge la baza Bravo prin intermediul roverelor cât mai repede după evacuare.

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?

Pentru a furniza apă, plănuim să colectăm apă rece în jurul locurilor acoperite de umbră. Pentru a evita orice infecții, această apă rece colectată va fi topită și filtrată. Ultimul produs, apa filtrată, va fi depozitat în rezervoare de apă pentru nevoi viitoare. În plus, sistemul alternativ de susținere a vieții microecologice (MELISSA) va fi folosit pentru a avea apă curată de la utilizarea zilnică (urină, utilizări igienice etc.).

 

Pentru asigurarea surselor de hrană vom folosi agricultura fără sol (agricultură hidroponică). În acest sistem, care garantează produse chiar și în condiții agricole nefavorabile, nevoile de apă și nutrienți ale plantelor sunt satisfăcute în mod controlat. În agricultura fără sol, riscul bolilor care apar din sol este eliminat în mod direct, se reduce nevoia de muncă suplimentară și se obțin mai multe produse prin acest proces. Unul dintre principalele sale avantaje este faptul că sistemele hidroponice utilizează doar 10% din apa folosită în agricultura normală. În plus, se intenționează producerea unor suplimente alimentare bogate în proteine, vitamine și minerale, folosind un anumit tip de alge verzi numite "Chlorella" în biodomeniul nostru.

 

Atunci când va fi nevoie, oxigenul va fi furnizat prin intermediul panourilor solare cu hidrogen și al biodomei. Pe lângă purificarea apei prin intermediul MELISSA, plănuim să transformăm Co2 în O2 prin intermediul microalgei. Conform unor estimări, 1 kg de alge poate produce între 1 și 2,5 kg de oxigen. Având în vedere că consumul zilnic de oxigen al unui om mediu este de 0,75 kg, deși această metodă nu este un mod curent în care se utilizează în prezent al doilea, este un mod deosebit de eficient de a produce oxigen.

Ca surse de energie, vom folosi trei metode diferite: panourile solare cu hidrogen, reactoarele de fuziune și energia obținută prin arderea deșeurilor. Explicațiile detaliate ale acestor metode utilizate sunt prezentate în secțiunea "Vizualizator extern".

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

Avem în plan să ne ocupăm de deșeuri prin mai multe soluții:

Primul mod de a le trata este compostarea. Deșeurile organice de pe Lună pot fi transformate în sol prin compostare și pot fi folosite pentru creșterea plantelor și agricultură.

A doua modalitate de tratare a deșeurilor este arderea lor cu oxigen. În timpul acestui proces, deșeurile organice din resturi sunt arse și, ca rezultat al acestui proces, se va elibera energie care este planificată să fie folosită ca resursă pentru baza noastră, pe lângă panourile solare cu hidrogen și reactoarele de fuziune. Pe de altă parte, în timp ce această opțiune ne oferă energie, ea poate provoca și unele dezavantaje. Pentru a preveni aceste posibile consecințe, ar trebui să se acorde atenție conținutului materialelor care urmează să fie compostate, iar gazele care pot apărea după procesare trebuie să fie controlate astfel încât să nu dăuneze atmosferei.

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

Pentru a asigura comunicarea cu alte baze, se folosesc sateliți care operează în banda VHF din spectrul undelor radio. Satelitul, care este conceput pentru a asigura această comunicare, are un design de catarg pentru a imobiliza satelitul la sol și a reduce pierderea puterii semnalului. Deasupra acestei structuri se află structura corpului, care conține circuitul electronic și antena mobilă de satelit, care va reduce, de asemenea, pierderea puterii semnalului prin orientarea antenei către un alt satelit.

În afară de acestea, pentru a asigura comunicarea cu Pământul, am planificat să folosim satelitul din baza noastră principală pentru a comunica cu un satelit care orbitează în jurul Pământului. Principalul motiv pentru care am ales un satelit care se află în afara atmosferei pentru a asigura comunicarea este acela de a preveni o eventuală pierdere de semnal.

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.).

În lumea noastră se desfășoară numeroase studii științifice. Efectuarea acestor studii pe Lună ne poate oferi multe avantaje. De asemenea, credem că unele cercetări pot fi efectuate mai complet pe Lună. De exemplu:

Astronomie: Lipsa atmosferei și poluarea luminoasă redusă fac din Lună o locație excelentă pentru observații astronomice.De asemenea, terenul gol ne permite să construim telescoape mari și laboratoare cu care să lucrăm. Cu ajutorul telescoapelor noastre de înaltă tehnologie, putem observa stelele, galaxiile și multe altele cu o vedere mai clară.

Geochimie: Această ramură a științei ne oferă șansa de a observa îndeaproape procesele chimice care alcătuiesc Luna și mineralele din resursele subterane. Aceste informații pot constitui surse pentru cercetări și experimente viitoare.

Teren de testare pentru viitoarele tehnologii: Datorită terenurilor libere și a lipsei de activitate umană, viitoarele proiecte pot fi testate fără consecințe grave. Acest lucru ne poate ajuta să experimentăm în mod liber cu tehnologia noastră și să o dezvoltăm mai rapid, având în vedere rezultatele.

Noi domenii de resurse: Este un fapt obișnuit că resursele Pământului sunt limitate, ceea ce ne conduce la o nouă problemă: "Unde putem găsi noi resurse pe care să le folosim?". Aici intervine suprafața Lunii, bogată în elemente și compuși, care ne este de folos. Putem colecta și stoca aceste resurse și le putem folosi în alte experimente sau nevoi ale noastre.

Seismologie lunară: Seismologia lunară poate fi definită ca fiind mișcarea solului, cum ar fi cutremurele lunare și evenimentele de mișcare de la suprafața Lunii. Deși au fost deja instalate mai multe sisteme de măsurători seismografice, acestea prezintă încă limitări și lipsă de informații. cu ajutorul unor așezări adecvate și al unor examinări mai atente, credem că se pot găsi mai multe. Noile descoperiri pot duce la noi modalități de obținere a energiei folosind cutremurele lunare

Și se pot face mai multe cercetări.

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

După selecția astronauților, aceștia vor urma un program de pregătire de cel puțin trei-patru ani, așa cum este implementat în cadrul ESA, înainte de a merge pentru prima dată în spațiu.

Ca prim pas, vor avea parte de o pregătire de bază care durează 12 luni. În acest timp, astronauții vor învăța toate sistemele Stației Spațiale, vehiculele de transport și principiile operațiunilor robotice. În plus, vor învăța cum să înființeze o tabără lunară, panouri solare cu hidrogen sau să aibă oxigen în biodome etc. Ei vor fi informați despre principiile sistemului de care vor avea nevoie. De asemenea, ei se vor obișnui să trăiască fără gravitație și să își controleze corpul în mediu fără gravitație.

După pregătirea de bază, aceștia vor avea o pregătire înainte de repartizare, în cadrul căreia vor învăța mai multe și își vor dezvolta cunoștințele despre sistemele Stației Spațiale și vor participa la cursuri speciale în mai multe locuri, cum ar fi Houston din SUA, Star City din Rusia, Centrul JAXA Tsukuba din Japonia și Saint-Hubert/Montreal din Canada.

După acești pași de pregătire, astronauții sunt gata să fie repartizați într-o misiune, iar instruirea cu privire la misiunea la care au fost repartizați începe. În timpul acestui proces, aceștia vor fi antrenați împreună cu echipajul lor pentru a-i face să se obișnuiască unul cu celălalt. În plus, aceștia își învață responsabilitățile și cum să lucreze împreună. În plus, vor fi informați despre ce trebuie să facă într-o situație de urgență și despre planurile de evacuare.

După sosirea lor pe Stația Spațială sau pe Lună, ei își vor continua antrenamentul prin comunicații în direct între Pământ și videoclipuri. De asemenea, ei vor învăța în continuare operațiunile roboților și ale navelor spațiale încercându-le în direct și prin simulare.

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.

Există 3 rovere concepute pentru ca astronauții să-și ducă la bun sfârșit misiunile pe Lună. Principalele sarcini ale acestor rovere sunt construcția, forarea, depozitarea și transportul astronauților. Unul dintre cele mai importante elemente în proiectare a fost reprezentat de roțile roverelor. Roțile roverelor sunt inspirate de roata mecanică și de roțile roverelor Mars Perseverance. Caracteristicile principale ale acestor roți sunt că sunt rezistente la dificultățile care pot fi întâlnite pe suprafața lunară și facilitează transportul. Mai exact, caracteristica roților Mecanum este că se pot deplasa în orice direcție. În același timp, inspirația de la mars perseverance rover a făcut ca vehiculul să aibă o rotire completă de 360 de grade. Pe de altă parte, având în vedere transportul către și de pe Pământ, am folosit biomimetismul picioarelor de lăcustă pe modulul lunar pentru a facilita aterizarea și decolarea mai rapidă a acestuia.

Alte proiecte: