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.
ȘCOALA DOUKAS Marousi-ATHENS Grecia 15 2 / 0 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360
Misiunea noastră este de a instala o tabără într-un tub de lavă lunară, în conformitate cu Acordul ONU privind Luna. Numele taberei este "PETRALONA", care este una dintre cele mai vechi peșteri folosite de omul preistoric din Europa.
Faza 1- PREGĂTIREA. Inițial, un orbitor (posibil Gateway) în jurul Lunii ar oferi o bază pentru călătorii de mai multe săptămâni cu echipaj pe suprafața Lunii într-un rover presurizat, pentru a pregăti hărți detaliate ale suprafeței și subsolului. O sondă robotică va explora intrarea, pereții și tunelul tubului Marius Hills în ceea ce privește adecvarea pentru locuirea umană, existența gheții și pentru a dezvolta logistica.
Faza 2 - Aranjament de bază. Trei zboruri cargo fără echipaj uman cu racheta Ariane 6 și unul cu echipaj uman cu nava spațială reciclabilă a ESA vor pregăti tubul de lavă și vor stabili sistemele primare: lift, habitate presurizate, sisteme de energie, de comunicații și de aprovizionare cu viață.
Faza 3 - Tabăra de auto-susținere. Fabricarea și asamblarea in situ a construcțiilor de habitat și de infrastructură. Susținerea vieții și generarea de energie in situ, extragerea regolitului, extragerea oxigenului, producția de apă, panouri solare și alte centrale electrice, sere și producția de combustibil. Pe platoul Aristarchus va fi înființată o plantație robotizată controlată de la distanță pentru extracția de gheață și elemente volatile (N, H, C), iar o conductă de 300 km o va conecta la tabăra noastră.
Faza 4 - EXTINDERE DE BAZĂ. Fabricarea și repararea in situ. Explorarea și experimentele pe Lună. Explorarea spațiului cosmic, sprijinirea călătoriilor pe Marte și a activităților comerciale.
Înființarea primei așezări umane extraterestre ca un pas inițial pentru extinderea activităților omului în sistemul solar și, în special, ca stație intermediară pentru călătoria pe Marte. Aceasta va servi ca experiment pe termen lung pentru studierea locuirii permanente pe o altă planetă cu condiții de viață neprietenoase departe de Pământ. Este o ocazie minunată de a încerca noi tehnologii în situații reale, logistica unei astfel de încercări, problemele medicale și psihologice ale astronauților. Luna oferă un laborator științific unic pentru experimente de fizică, chimie, biologie, geologie și sociologie care nu pot fi efectuate pe Pământ, privind geneza Pământului și a Lunii, protecția noastră împotriva amenințărilor spațiale și pentru observații avansate în spațiul cosmic cu ajutorul noilor telescoape. În plus, extracția resurselor lunare valoroase (inclusiv a metalelor de pământuri rare, a noilor minerale și a heliului 3), fabricarea de produse spațiale comercializabile și turismul vor face să avanseze tehnologia, vor stimula creșterea economică și vor crea perspective de locuri de muncă satisfăcătoare.
Într-un tub de lavă din regiunea Dealurilor Marius, cu un luminator (58 × 49 m și 40 m adâncime) și o grosime a acoperișului de 20-25 m, la coordonatele 14,2°N, 303,3°E. Un astfel de habitat ar fi complet protejat de radiații, de variațiile extreme de temperatură, de bombardamentul cu meteoriți, de electricitatea statică și de praful de regolit. Evitarea temperaturilor extrem de scăzute de la poli va economisi aproape 30% din energia necesară. Astfel, sunt fezabile reduceri mari de greutate, complexitate, protocoale speciale și ecranare în comparație cu habitatele de la suprafață, extinzând obiectivele și durata misiunilor științifice, permițând aterizarea unui număr mai mare de membri ai echipajului (care lucrează în condiții de rutină și cu o psihologie îmbunătățită) și a unei mase mai mari de sarcină utilă în scopuri științifice. Ecuatorul este cel mai ușor loc de aterizare și în comunicare constantă cu Pământul, deși nopțile lunare reprezintă o provocare pentru energie. Solul matur din apropierea Mariei este bogat în metale. Resursele de apă (>500-700 ppm), N, H și C sub formă de depozite piroclastice sunt semnificative pe platoul Aristarchus. Cele mai recente date au arătat o abundență răspândită de apă stocată în bile de sticlă de impact.
În timpul pregătirii se va transporta material terestru, inclusiv adăposturi auto-deplasabile, unități de producție/reciclare a oxigenului și a apei, hrană pentru o lună, panouri solare și baterii încărcate pentru perioada de noapte, module de ecluză de aer, aluminiu, fibre de carbon, macara de minerit, doi rovere robotizate, antene, imprimantă 3D, costume spațiale, cantități mici de oxigen, azot și hidrogen.
După nivelarea podelei tunelului, segmentul selectat va fi protejat de la suprafață prin etanșarea impermeabilă a luminatorului și apoi prin blocarea lumenului de dedesubt de o parte și de alta cu pereți etanși. Ferestrele deschise pe acoperiș vor fi ecranate cu ceramică transparentă din oxinitrură de aluminiu pentru iluminare naturală, împreună cu lămpi care emit lumină vizibilă și infraroșie, UV-A și UV-B pentru a imita mai bine lumina solară. Va fi creată o zonă presurizată, umplută cu aer respirabil de 1 atm.
Habitatele permanente vor fi construite cu ajutorul unor mulaje de regolit și prin imprimare 3D folosind solul lunar. Tabăra Petralona constă într-un turn central care conține un lift pentru încărcături grele și unul pentru personal, care începe de la podeaua tunelului și se extinde prin luminatorul ecranat până la suprafața lunară într-o structură în formă de dom, protejată de radiații de un strat de regolit de 2 metri grosime și cu ferestre din ceramică. Acesta este intrarea principală pentru echipaj și vehicule prin intermediul unui modul sas. Roverele pot, de asemenea, să se andocheze ermetic acolo. La suprafață se află, de asemenea, rampa de lansare, plăcile solare și un înveliș de protecție cu o rachetă pentru evacuare în caz de urgență.
Habitatele care folosesc un design ortogonal simplu și ieftin vor fi realizate din materiale ușoare și durabile, conectate între ele și cu baza turnului paralelă cu solul prin intermediul unor module de sas. Acestea includ o zonă comună de agrement și activități, camere private pentru fiecare persoană (deoarece nevoia de spațiu personal este de o importanță capitală), un centru de control și comunicații, laboratoare, facilități medicale, seră, clădiri pentru sistemele de reciclare, procesare a regolitului, electrolizator, stocare de energie, garaj de întreținere și depozit.
O rampă de la suprafață până la podeaua tunelului va fi un acces alternativ. În tunel, în afara pereților, se vor afla rezervoarele de combustibil, centrala nucleară și minele de paleoregoliți.
Pe suprafața Lunii, praful, vântul solar și electricitatea statică de sute de volți, ca în craterele polare, împreună cu temperaturile extreme alternante între 127 C și minus 173 C, vor afecta sănătatea echipajului, a dispozitivelor electronice, a panourilor solare și a altor aparate. Dacă o bază lunară este construită în interiorul unui tub de lavă, rezultă beneficii operaționale, tehnologice și economice semnificative. Tabăra noastră va fi protejată ermetic de mediul de la suprafață pentru a oferi condiții de locuit în interior, cu temperaturi blânde și constante, în jur de 17 Celsius, în comparație cu temperaturile foarte fluctuante zi/noapte de pe suprafața Lunii. În plus, întregul avanpost intern va fi umplut cu aer respirabil presurizat la 1 atm și conectat prin conducte cu o regiune bogată în apă și substanțe volatile. Acoperișul tubului de lavă selectat are aproape 25 m și, astfel, asigură o protecție absolută împotriva micrometeoroizilor, a meteoriților și a radiațiilor cosmice, deoarece scutul antiradiații convențional este doar parțial eficient. De asemenea, este sigur împotriva cutremurelor lunare și are proprietăți de rezistență. Abundența spațiului permite extinderea incrementală a bazei prin conectarea unor habitate suplimentare prin intermediul modulelor sas, iar în cazul în care o parte deteriorată ar putea fi pur și simplu izolată de restul prin închiderea trapele comune. În plus, faptul că se află în apropierea Pământului, la nivelul ecuatorului, face ca comunicarea cu Terra să fie neîngrădită, protejând echipajul de orice urgență, în special de urgențele medicale care necesită o intervenție chirurgicală robotică imediată, controlată de la distanță de o echipă specializată de pe Terra. Datorită mediului protejat și a izolației termice maxime, necesarul de energie este redus, producția de hrană va fi mai ușoară, agricultura experimentală și cultivarea regolitului fezabilă, iar necesarul de apă, aer și energie mai mic și mai economic. Lucrul în habitate convenabile, sănătoase, de mari dimensiuni, fără costume spațiale grele, face ca viața de zi cu zi să fie mai apropiată de cea de pe Pământ îmbunătățind psihologia și siguranța lor.
APĂ
punerea laolaltă a hidrogenului (din regolitul lunar, care este implantat în mod constant la 40-50 ppm de vântul solar sau este recuperat din celulele de combustibil ale landerului după fiecare aterizare) și a oxigenului.
Apa derivată din vântul solar stocată în bile de sticlă de impact pe toată suprafața Lunii (7 × 1014 kg).
Depozite piroclastice de apă extrasă de pe platoul Aristarchus din apropiere (>500-700ppm)
Gheață amestecată cu solul în regiunile permanent umbrite sau în paleoregulitul tubului de lavă
După combinarea hidrogenului cu CO2 expirat de echipaj sau cu cel obținut din capcanele reci lunare (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Reacția Sabatier).
Printr-un sistem riguros de reciclare
AIR
Instalațiile de producere a aerului respirabil (20% O2 și 80% Azot) creează oxigen.
din apă prin electroliză
de la plantele din seră prin fotosinteză
din regolitul lunar (sub formă de oxizi 40-45% de oxigen în masă) prin reducerea regolitului cu piroliză (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) sau printr-un proces electrolitic cu sare topită.
Azotul poate fi extras din bazaltul mare după încălzire, împreună cu H2 și CO și recuperat prin sisteme de reciclare.
ALIMENTE
Plantele cu creștere rapidă, cum ar fi varza, cartoful dulce, grâul, salata, castraveții, roșiile, soia, quinoa, ridichile, cresonul, ciupercile și cartofii, ar putea fi cultivate hidroponic în sera iluminată cu LED-uri.
O acvacultură cu specii cu nevoi modeste de O2, cu un randament scăzut de CO2, cu un timp scurt de ecloziune și cu cerințe energetice minime (de 5 până la 20 de ori mai mici decât cele ale mamiferelor), cum ar fi bibanul de mare, ale căror ouă vor fi trimise din pământ. Cu toate acestea, midiile și creveții reprezintă o soluție superioară din punct de vedere al ocupării spațiului și al aportului caloric pe masă.
Creșterea păsărilor - ouă
Producția de carne folosind ingineria genetică în culturi celulare in vitro
PUTERE
Un sistem de fisiune nucleară de 40KW
Energia solară. Noaptea lungă poate fi combătută prin construirea de centrale fotovoltaice în locații dispersate, astfel încât cel puțin una dintre ele să fie mereu la lumina zilei sau o centrală electrică în care lumina soarelui este constantă sau aproape constantă. Laserele vor transmite energie din zonele luminate de soare către regiunile umbrite. Sau stocarea energiei în cele 15 zile cu lumină solară.
Electrolizoarele acționate de energia solară scindă apa în oxigen și hidrogen pentru a forma combustibil sau pentru a fi recombinate în pile de combustie regenerative ca energie stocată.
Metan din reacția Sabatier și din piroliza gunoaielor de plastic și a deșeurilor de echipaj cu oxigen in-situ.
Articolele neutilizabile vor fi fabricate din materiale degradabile fotochimic după expunerea la radiațiile UV ale soarelui, în timp ce bucățile mici de gunoi vor fi procesate într-un incinerator cu ajutorul oxigenului, reducând drastic volumul deșeurilor. Toate resturile pot fi îngropate într-un crater din apropierea bazei sau într-un tub de lavă cu intrare sigilată, folosindu-l ca depozit de deșeuri.
Deșeurile ambalate pot fi aruncate în aer departe de Lună, de exemplu, în direcția Soarelui (în special în cazul celor toxice sau radioactive) sau în atmosfera Pământului pentru o reintrare distructivă planificată deasupra unei zone nelocuite.
În cadrul sistemului de susținere a vieții prin bioregenerare, plantele și bacteriile procesează toate deșeurile alimentare necomestibile, excrementele umane și alte deșeuri biologice, transformându-le într-un fel de îngrășământ. Apa de igienă, transpirația insesizabilă, apa de toaletă amestecată cu fecale și urină sunt reciclate cu ultrafiltrare în apă pentru a fi turnată în seră. Dioxidul de carbon expirat de cabină combinat cu hidrogenul va recupera apa și va produce metan (Reacția Sabatier).
Pe Lună, antenele de unde radio au întotdeauna nevoie de contact vizual direct. Sateliții de pe orbita lunară facilitează acest lucru și, de asemenea, cooperează pentru sistemul de navigație GPS. Sistemele avansate care utilizează Klystrons pe partea apropiată a ecuatorului vor fi în comunicare permanentă cu sistemul de stații terestre de pe Pământ, inclusiv cu antenele din spațiul cosmic. Long-
comunicarea pe distanțe mari cu roverele sau cu alte tabere se realizează, de asemenea, prin intermediul sateliților, în timp ce cea pe distanțe scurte se realizează prin intermediul unor antene dipolare mici, care pot trimite doar până la zece kilometri. Comunicarea internă a bazei poate fi realizată prin cabluri ethernet.
Tehnologia LTE/4G sau 5G va fi testată pentru comunicațiile de pe suprafața lunară, deoarece peisajul lunar este, în general, un teren deschis, iar undele electromagnetice se propagă chiar și fără atmosferă.
Comunicațiile optice bazate pe laser între Pământ și Lună sau între sateliți vor fi stabilite cu ajutorul telescoapelor optice ca dispozitive de extindere a fasciculului, permițând transferul mai multor date într-un timp mai scurt, cum ar fi transmisiunile video 4k sau intervențiile chirurgicale robotizate, controlate de la distanță de pe Pământ, în funcție de timp.
TOPICS:
Astronomie, Știința spațiului, Biologie, Biotehnologie, Seismologie, Vulcanologie, Inginerie, Robotică, Informatică, Sociologie
EXPERIMENTE:
Telescoape integrate cu algoritmi avansați de prognoză de mare complexitate pentru detectarea timpurie a coliziunii asteroizilor cu Pământul.
Radio-telescop care utilizează partea îndepărtată ca platformă stabilă pentru a studia radiațiile din Universul timpuriu, protejat de emisiile radio terestre și de alte perturbații atmosferice (de exemplu, nori, lumina lunii, umiditate).
Telescoape cu oglinzi lichide de joasă temperatură, amplasate la ambii poli, care observă, fără fond termic, universul în infraroșu, pentru a studia originile, evoluția și proprietățile universului.
Fizica astroparticulelor (de exemplu, netrino de înaltă energie, antiparticule etc.)
Laserul lunar testează relativitatea generală și cercetează natura materiei întunecate.
Prelevarea de probe din craterele vechi ale Lunii pentru a studia modul în care s-a format sistemul Lună-Pământ
Utilizarea vântului solar pentru producerea de energie
Folosirea colectoarelor de electricitate statică din craterele polare ca bănci de energie
Chirurgie robotică de la distanță în microgravitație pentru situații de urgență, cu răspuns imediat în timp real de la centrul medical de pe Pământ și transmitere de date de mari dimensiuni.
Materiale ultraușoare pentru aplicații spațiale
Comportamentul și mecanismele materialelor în medii extreme, în condiții de gravitație redusă și în medii cu praf electrostatic ridicat.
Robotică avansată pentru detectarea, mobilitatea, manipularea și detectarea, calibrarea și repararea automată și autonomă în medii extreme.
Fabricarea în spațiu și asamblarea autonomă a structurilor și a navelor spațiale
Levitație electrostatică cu surse de ioni ionic-lichid
Dezvoltarea motoarelor ionice multi-megawatt și a propulsiei antimaterie pentru Marte
Produceți carne în laborator folosind culturi de celule vitro derivate din proteine animale.
Seismologie, vulcanologie a tuburilor de lavă
Materiale rezistente la deteriorări și autovindecătoare
Tehnici de procesare a regulitului pentru extragerea oxigenului, apei și a altor elemente
Biosemnături de viață extraterestră, în special în tuburile de lavă
Proiectarea de experimente pentru a crea date care să fie pregătite pentru AI/ML pentru cuantificarea incertitudinii în raport cu corelațiile înșelătoare, ca ghid de soluții pentru călătorii interplanetare și noi spații de descoperire.
Cum afectează microgravitația creșterea țesuturilor și vindecarea rănilor
Producerea de sânge sintetic și de piele
Testarea tehnicilor de ecranare ridicată pentru eliminarea pierderilor termice sau de aer și a pierderilor volatile în timpul excavației
Toți membrii echipajelor, echipaje principale și de rezervă, selectați pentru Moon camp se vor antrena împreună, deoarece trebuie să se cunoască și să învețe să lucreze împreună în mod eficient și în conformitate cu rolurile și responsabilitățile distribuite care le sunt atribuite. Toți noii candidați la funcția de astronaut, care au o pregătire și o expertiză profesională diferită, trebuie să ajungă la o bază minimă comună de cunoștințe. Aceștia trebuie să învețe medicină, limbi străine, robotică și pilotaj, zboruri spațiale și ingineria sistemelor spațiale, organizarea sistemelor spațiale, agricultură și informatică avansată.
Aceștia vor fi antrenați în medii lipsite de gravitație, în timp ce poartă costumul spațial, pentru a fi pregătiți pentru mersul pe Lună.
Aceștia vor aborda discipline tehnice, cum ar fi ingineria electrică, aerodinamica, propulsia, mecanica orbitală, materialele și structurile, pe lângă introducerea în discipline științifice, cum ar fi cercetarea în microgravitație (în fiziologia umană, biologia și științele materialelor), observarea Pământului, astronomia, precum și legislația spațială și acordurile interguvernamentale privind cooperarea mondială în domeniul spațial.
Aceștia ar trebui să fie instruiți să trăiască, să lucreze și să efectueze experimente științifice în mediul extrem de pe Lună, prin intermediul unei prezentări detaliate, practice și în realitate virtuală augmentată, a tuturor sistemelor taberei (de exemplu, structura și proiectarea habitatului, locurile de excavare, ghidare, navigație și control, control termic, generare și distribuție de energie electrică, comandă și urmărire, sisteme de susținere a vieții, operațiuni robotice generice, întâlnire și andocare, sisteme pentru activități extravehiculare, sisteme de încărcare), precum și a sistemelor principale ale navelor spațiale și ale roverelor care deservesc tabăra. Astronauții care se pregătesc să exploreze tuburile de lavă ar avea nevoie de pregătire în traversarea mediilor dezvoltate pe verticală și în explorarea peșterilor cu teren accidentat, pietre ascuțite și căderi de pietre, în timp ce mersul pe Lună este însoțit de ridicarea prafului și de electrificare.
Formarea include, de asemenea, educația pentru a face față situațiilor nenominale, analiza defecțiunilor și activitățile de recuperare/reparare. Aceste misiuni nu sunt complet independente fără prezența roboților. Acest lucru deschide o nouă cale spre interacțiunea om-robot.
CĂLĂTORIA SPRE ȘI DE PE PĂMÂNT
Aterizator reutilizabil cu aterizare verticală pentru echipaj și pentru andocare la ISS
Rachetă de marfă fără pilot
Modul de aterizare reciclabil
Pregătiți racheta pentru evacuarea de urgență.
Transportul Pământ-Lună fără rachetă cu ajutorul unui cablu fabricat din nanotuburi de carbon
VEHICULE PE LUNĂ
Rovere presurizate care se andochează la bază sau la un alt Rover.
Tractoare de teren cu lamă de buldoexcavator atașabilă în față, care transportă fie un rezervor de apă, fie o cutie de marfă, fie o cutie de eliminare a deșeurilor și care au un braț robotizat echipat cu un excavator/pale.
Macara teleoperată pentru ridicarea de greutăți,
Vehicul teleoperat de foraj și excavator de regolit.
Șine de cale ferată care utilizează levitația magnetică
Telecabine presurizate care pot acosta la bază.
EXPLORAREA LUNII
Vehicul de explorare multi-misiune cu sisteme autonome de susținere a vieții pentru 4-8 astronauți, cu o rază de acțiune de 200 km, telecomunicații independente cu Pământul, o dronă la bord, capacități de reciclare a oxigenului și a apei care măresc durata de viață până la 14 zile, un panou solar și RFC. Poate fi folosit și ca refugiu până la sosirea ajutoarelor de pe Pământ.
DRONE teleoperate, cu propulsie cu peroxid de hidrogen sau cu jeturi de gaz CO2 sau levitație electrostatică cu un propulsor ionic.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 