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.

SARAND

IES Andrés de Vandelvira  Baeza-Jaén    Spania 18, 17   2 / 1 Castellano
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

Planificăm instalarea unei baze permanente pe Lună cu tot ce este necesar pentru a găzdui timp de cel puțin patru ani un echipaj uman de patru persoane. Obiectivul este de a folosi resursele propriului satelit ca material de construcție, suport vital auto-susținut și realizarea de studii și teste pentru o posibilă extindere a acestuia, cu scopul de a dispune de o bază intermediară pentru misiuni interplanetare. Resursele minerale de pe Lună trebuie să fie extrase, recuperate și studiate. De la bază se vor efectua expediții pe suprafață pentru a extrage materiale de construcție și mostre pentru studiu.

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).

Misiunea va avea un obiectiv complet științific, axat pe colectarea de informații pentru a crește eficiența misiunilor de lungă durată în care trebuie să se utilizeze materiale in situ. Această misiune se va axa pe explorarea și mineritul lunar și va servi drept referință și pregătire pentru viitoarele misiuni, deschizând orizonturi și contemplând deja posibilitatea de a putea coloniza alte locuri, precum Marte. Ca obiectiv secundar, de asemenea, se planifica studiul efectelor fizice și psihologice asupra astronauților care petrec perioade lungi de timp în bază. De asemenea, va fi analizată sustenabilitatea diferitelor culturi în cadrul zonelor de iarnă din bază.

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

Luna are o față permanent expusă la lumina solară și o alta ascunsă de Soare. În fața expusă, temperatura variază între -184 grade Celsius pe timp de noapte și 214 grade Celsius pe timp de zi, cu excepția polilor, unde temperatura este constantă și egală cu -96 grade Celsius. La fața ascunsă, temperatura este de -190 grade Celsius și, întrucât nu există lumină solară, nu este practic să se folosească baza lunară (măsurare a sondei chinezești).
Sonda Lunar Reconnaissance Orbiter a măsurat temperaturi de până la -238 de grade Celsius în crăpăturile de la polul sudic și -247 de grade Celsius într-un crăter de la polul nordic. Aceasta este cea mai scăzută temperatură înregistrată vreodată în sistemul solar, mai rece chiar și decât cea de pe Pluton. Din acest motiv, cercetătorii cred că poate exista gheață în aceste cratere. Recent, s-a demonstrat că există gheață într-un crater din Polul Sud numit Shackleton.
În ciuda tuturor aspectelor anterioare, baza va fi amplasată în emisfera sudică, în partea luminată dinspre acest crater, unde temperaturile oscilează între 0 și 50 de grade Celsius, un nivel foarte asemănător cu cel de pe Pământ. Astfel, astronauții vor putea avea căldură, lumină și mai multă ușurință pentru a găsi apă (de exemplu, în nava Shackleton).

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.

Se vor utiliza materialele prezente în Luna pentru a fabrica un anumit tip de mortar sau ciment pentru a fabrica blocuri de construcție. Clădirile ar trebui să aibă un strat minim de fibră de carbon pe care să fie așezate blocurile și să se aplice sistemele de acoperire.
Vom utiliza imprimante 3D pentru a fabrica elemente de construcție mai complexe. În acest fel, se reducea la minimum cantitatea de material care trebuia să fie adus de pe Pământ.

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

Baza noastră lunară este dotată cu diverse sisteme de protecție împotriva meteoriților, a radiațiilor, deoarece, în lipsa atmosferei, daunele pe care le pot genera aceste lucruri sunt mai mari, precum și protecția împotriva prafului lunar, care poate genera coroziune.
- Sistem pentru evitarea meteoriților.
Pentru a evita daunele provocate de meteoriți și micrometeoriți, baza noastră va avea o acoperire de sedimente lunare, în plus față de faptul că se află ușor sub suprafață. În cazul unor meteoriți medii sau mari, ar trebui să lipsească un sistem de evacuare prin impact care ar putea fi alimentat cu roci ale propriului satelit. Acest lucru ar trebui să se realizeze prin conectarea unei roci lunare suficient de mari pentru a genera un impact care să provoace un dezastru.
meteoriți de dimensiuni medii.
- Sistemul de protecție a locuințelor de radiații.
Pentru a reduce pericolele de radiații, se va include o acoperire de aluminiu plisat, precum cea dezvoltată de Stefan Pogatscher.
- Sistem de protecție a prafului lunar și a astronauților.
Astronauții vor avea o alimentație bogată în vitaminele A și D, pentru a se proteja de Soare. În plus, în sistemul de reciclare a aerului vor exista filtre pentru a elimina particulele din aer și aspiratoare pentru a evita ca praful lunar să intre și să se extindă în interiorul materialului.

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:
Cea mai mare parte a apei pe care o vor folosi astronauții va fi obținută în propria Lună, extrăgând-o prin filtrare, începând cu rocile colectate de roverul nostru. Gheața obținută va fi depozitată. Se va face, de asemenea, un circuit închis care va trece pe lângă holeră și va prelua și vaporii și orina, pentru a filtra apoi și a nu mai dispersa nimic. În plus, vom avea la dispoziție câteva rezervoare pentru cazuri de urgență.

Oxigen:
Aproximativ 50 % din solul lunar este compus din oxizi de siliciu sau de fier, iar aceștia, de asemenea, au aproximativ 26 % de oxigen. Acest lucru înseamnă că un sistem care extrage eficient oxigenul din pământ ar putea funcționa în orice loc unde o navă aterizează sau unde se construiește baza lunară. Pământul lunar ar fi trebuit să se vaporizeze în prezența hidrogenului și a metanului, iar apoi să fie "spălat" cu gaz hidrogen.
Gazele produse și metanul rezidual sunt trimise la un convertor catalitic și la un condensator care separă apa. În final, se poate extrage oxigenul prin electroliză. Subprodusele de metan și hidrogen sunt reciclate în sistem.
Alimente:
Vom avea rezerve pentru situații de urgență și pentru a supraviețui în timpul în care se întârzie să se monteze pe iarnă, pentru care vom avea culturi de bacterii pentru a face pământul fertil, îngrășăminte chimice și o selecție de semințe (zanahorii, roșii...) de mâncăruri care nu au nevoie de cocție. Într-o primă fază, se vor folosi bacteriile cu apă, oxigen și sol lunar pulverizat, pentru a obține pământ apt pentru cultivare, iar într-o a doua fază vom începe să plantăm broaștele obținute prin cultivarea hidropică, cu apă de la Luna. Ca sursă de proteine pentru alimentația astronauților se va lua în considerare crusta de insecte.
Energie:
Aprovechăm energia solară pe care o primim în tabără în timpul perioadei de iluminare în două moduri, unul direct și altul depozitat în baterii de mare putere pentru a avea rezerve în noaptea lunară. Pentru aceasta, vom instala panouri fotovoltaice care vor colecta energia.

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

Reziduurile solide (excrementele) vor fi desecate și folosite ca îngrășământ. Reziduurile lichide (orina) vor fi filtrate pentru a extrage apa. În cele din urmă, reziduurile de natură gazoasă (CO2) vor fi capturate în cea mai mare parte de plantele de iarnă, care vor realiza fotosinteza în prezența unor lămpi speciale care se vor încinge în cicluri de 24 de ore.

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

Având în vedere că vom amplasa baza noastră într-o zonă a satelitului care este întotdeauna vizibilă de pe Pământ, vom putea amplasa antene de comunicații și le vom putea folosi în mod direct. Se vor trimite rapoarte zilnice ale misiunii și se va menține o comunicare fluidă cu centrul de control de pe Pământ. Lumina se aprinde cu ceva mai mult de o secundă în timpul călătoriei de pe Lună pe Pământ, motiv pentru care ar fi dificil să se mențină comunicații interactive. În plus, va trebui să comunicați cu diferite baze de pe Pământ, repartizate pe tot globul, în funcție de care este aliniată în fiecare moment.

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.).

Experimento 1: BOTÁNICA
O parte dintre cercetători vor studia creșterea plantelor în condiții de gravitate redusă, cu ajutorul insectelor, prin intermediul crucilor și al polenizării manuale și cu ajutorul insectelor. Totul cu scopul de a garanta și optimiza randamentul celorlalte culturi.

Experimento 2: BIOLOGÍA
Se vor efectua diferite teste de rezistență aerogenică și anaerobică, teste de efort și o monitorizare detaliată a stării fizice și nutriționale a tuturor participanților, cu scopul de a determina posibila deteriorare a acestora.

Experimento 3: MINERÍA
Îmbunătățirea și optimizarea proceselor de extracție a diferitelor materiale din lună (oxigen, apă, materiale de construcție). Independent de faptul că se recurge la proceduri și protocoale specifice, echipajul va trebui să încerce diferite variante ale acestora pentru a le optimiza și adapta la mediul concret de lucru.

Experimento 4: ASTRONOMÍA
Căutarea de posibile locații pentru instalarea unui telescop de mare putere, profitând de absența atmosferei de pe Lună.

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

Astronauții trebuie să se pregătească pentru manevrarea navelor, inclusiv cunoștințe de balistică, navigație, reparații și întreținere a instalațiilor atât de la bază, cât și a mijloacelor de transport. În plus, trebuie să practice munca în condiții de gravitate redusă, deoarece vor fi ținute la mică gravitate în Luna și în navă, în bazine de apă pregătite. De asemenea, trebuie să aibă cunoștințe de medicină, chirurgie, chimie organică și organică și inginerie de materiale pentru a putea face față provocărilor pe care le prezintă. Un alt element fundamental este formarea psihologică și gestionarea stresului.

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.

Sunt necesare cel puțin două rovere, mai mult piesele de reparații corespunzătoare părților care prezintă cea mai mare uzură. Cu toate acestea, se va asigura că numărul maxim posibil de piese care pot fi imprimate în 3D. Unul dintre rovere va fi specializat în excavare și va conține elemente pentru perforarea și transportul materialului. Celălalt va fi orientat mai mult spre transportul de persoane și explorare, având o autonomie mai mare.
Ambele vehicule vor putea fi pilotate prin control la distanță și vor dispune de un sistem de navigație autonomă, în măsura în care este posibil. Expediția va cuprinde mai multe misiuni, primele fără echipaj și destinate
transport de materiale și instrumente. În ultima călătorie vor călători astronauții și în cea de-a doua,
dispune de elemente pentru a se întoarce pe Pământ.

Alte proiecte: