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.

Moon Glow Industries

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    România 18, 17   3 / 2 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



Youtube Video Link:


1.1 - Descrierea proiectului

Moon Glow Industries va deveni coloana vertebrală a unei noi economii și a unui mod de viață inovator pentru omenire. Este prima mare fabrică lunară care se străduiește să industrializeze heliu - 3, beriliu, litiu. Resursele extrase vor fi trimise pe Pământ, unde vor fi prelucrate și vândute, banii fiind reinvestiți în viitoarele misiuni spațiale.

Propunerea noastră de structură este definită de 11 module de două dimensiuni diferite, inclusiv 3 dormitoare, 3 ferme de alge, 1 centru de comunicații și o sală de sport. Pe lângă modulele din aluminiu, vom utiliza o imprimantă 3D pentru a crea tunelurile din regolit.

Echipajul va fi format din 12 membri, fiecare cu atribute specifice, de aceea punem accent pe producția de apă, oxigen și hrană.

Echipa va fi schimbată o dată la 4 luni, asigurându-se că baza este în permanență activă. Deoarece baza noastră este în principal automatizată, ne bazăm pe roboți, există o nevoie vitală de o sursă de energie definitivă, care va fi asigurată de mai multe panouri solare și de un reactor nuclear.

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).

Luna are o cantitate imensă de resurse valoroase și rare care pot fi folosite pentru a impulsiona economia umană și progresul industrial. Prin intermediul așezărilor noastre pe Lună, ne străduim să facem mai accesibile materialele lunare, heliu-3, beriliu, litiu, astfel încât să putem dezvolta mai bine industria de imagistică medicală, reacții nucleare, propulsie spațială. Datorită structurii modulare, intenționăm să extindem în viitor Moon Glow Industries pentru a ajunge într-o zi la eficiența unei fabrici terestre. Mai mult, ne imaginăm perspectiva de a dezvolta tabăra noastră lunară într-o rețea de stații industriale care să coopereze cu ajutorul unor potențiale investiții și a profiturilor acumulate. Moon Glow Industries poate fi un punct de plecare pentru alte eforturi coloniale.

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

Baza noastră va fi construită în craterul De Gerlache, situat la 30 km de polul sud al Lunii. Am ales acest loc datorită suprafeței sale relativ plane și a abundenței resurselor. Craterul conține o zonă extinsă de umbră permanentă în centru și mai multe PSR-uri mai mici în jurul marginii craterului, care pot adăposti depozite de regolit de gheață, o altă resursă, pentru consumabilele echipajului, scuturile de protecție împotriva radiațiilor și propulsoare.

Astfel, baza noastră este înconjurată de resurse terestre vitale pe care le putem exploata pentru a susține viața umană pe Tabăra Lunară. Craterul de Gerlache nu abundă în mod natural în heliu-3; extragerea materialelor se va realiza prin intermediul unor roboți care se vor deplasa și vor extrage radioizotopul din regiunile copernicane ale Lunii.

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.

Având în vedere faptul că suprafața clădirii este acoperită de un strat de praf lunar, primul pas în construirea taberei noastre este trimiterea de roboți care să curețe până când ajung la primul sediment stabil din punct de vedere geologic. Aceștia vor îndepărta, de asemenea, orice teren zimțat care ar putea interfera cu stabilitatea bazei și vor lua măsuri de precauție suplimentare pentru a asigura integritatea structurală a acesteia. Al doilea pas în construcție este aducerea modulelor spațiale cu ajutorul a 15 nave spațiale Orion. Încăperile vor fi conectate prin tuneluri imprimate 3D realizate din regolit, iar cele 8 module mai mari vor fi asamblate cu ajutorul unor roboți, iar camerele vor fi mobilate corespunzător. Toate unitățile sunt dotate cu ferestre realizate din sticlă de silicat de bariu pentru a permite fluxul de lumină naturală. Conductele de oxigen, dioxid de carbon și apă realizate din cupru sunt, de asemenea, instalate de roboți. În cele din urmă, după ce baza este instalată, echipajul va ateriza cu restul proviziilor, cum ar fi apa și hrana, și va începe producția de oxigen prin intermediul celor trei ferme de chlorella, fiecare cu două instalații de 3,85 m fiecare.2 rezervoare cu o capacitate de 5 m3. Membrii vor planta culturi și vor instala laboratorul și centrul de comunicații. Robotul minier principal va fi transportat și pregătit pentru a fi folosit de către specialiștii în robotică. În acest moment începe misiunea noastră spațială.

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

O altă provocare este mediul lunar dur, care expune baza lunară la micrometeoroizi, radiații solare și furtuni de praf. Aceste pericole pot deteriora echipamentele, pot amenința sănătatea astronauților și pot perturba operațiunile misiunii. În primul rând, radiațiile din spațiul cosmic reprezintă o preocupare pe Lună din cauza atmosferei aproape inexistente a satelitului.

În acest sens, baza noastră lunară este echipată cu un set de pereți groși de 60 cm care au o structură de tip sandwich. Din exterior în, peretele conține un strat de aluminiu, apoi carbon carbon armat, aer, carbon carbon armat, un spațiu din instalații precum țevi, aerogel și, în final, un alt strat de aluminiu izolator | spațiu interior, care protejează echipajul de radiațiile beta și de fluctuațiile de temperatură. Acest lucru ajută, de asemenea, la atenuarea daunelor în cazul unui impact cu un meteorit. După cum s-a menționat anterior, sticla este, de asemenea, un blocant eficient al radiațiilor.

În al doilea rând, trebuie să luăm în considerare temperaturile extreme prezente în emisfera sudică a Lunii. Baza noastră este echipată cu un sistem de încălzire centrală care intervine atât în răcirea bazei în timpul perioadelor cu temperaturi ridicate, cât și în furnizarea de căldură atunci când în regiune este frig. În al treilea rând, pentru protecția împotriva prafului lunar, care se poate dovedi letal, vom folosi costume spațiale de înaltă calitate și un sas pentru a preveni contaminarea. În cazul unui accident intern, ușile etanșe vor opri incendiul sau explozia, protejând dormitoarele echipajului.

În cele din urmă, contactul cu Pământul este esențial în caz de accident, de aceea centrul de comunicații va fi imediat izolat de restul bazei, protejând camera cât mai mult posibil. Două module mari sunt separate de tabăra principală, și anume garajul pentru roboți și camera de depozitare. Acestea nu sunt conectate la conductele de oxigen pentru a preveni orice posibile scurgeri. În acest sens, baza oferă, de asemenea, două ieșiri care fac ca evacuarea să fie sigură și eficientă pentru echipaj.

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 nu abundă în interiorul craterului ales de noi; totuși, Polul Sud conține particule de gheață prinse în regolit. Roboții noștri exploatează în zonele bogate în aceste particule și livrează materiile prime în laboratorul Taberei Lunare, unde gheața este separată, transformată în apă, purificată și apoi introdusă în sistemul bazei. Facem ca baza noastră să fie sustenabilă prin reciclarea apelor reziduale printr-un sistem bazat pe osmoză.

Alimente

O dietă sănătoasă și echilibrată este esențială pentru menținerea performanțelor maxime ale astronauților pe durata misiunii. Baza noastră include trei module agricole distincte, dintre care unul utilizează tehnologia aerofonică pentru a cultiva diferite tipuri de salată. Celălalt conține două rezervoare în care cultivăm orez, iar ultimul prezintă șase cutii în care vom planta cartofi. În primele etape ale misiunii, în timp ce fermele produc primul lot de hrană, ne vom baza pe diverse provizii aduse de pe Pământ.

Aer

La început, vom rezolva problema lipsei de oxigen prin extragerea regolitului și topirea acestuia la temperaturi ridicate. Rocile lunare conțin oxizi din care se poate elibera oxigenul. Odată ce se va asigura în acest fel o aprovizionare constantă cu oxigen, algele din baza noastră vor transforma dioxidul de carbon din nou în aer respirabil. Asigurăm fluxul de gaz în toată tabăra lunară prin intermediul unei rețele extinse de conducte care conectează modulele la instalația de oxigen.

Putere

Baza noastră are nevoie de un timp de funcționare energetică completă pentru a-și îndeplini în mod corespunzător rolul industrial. Rețeaua electrică a bazei noastre Moon camp este dublă, fiind formată atât din panouri solare amplasate într-o regiune bine luminată a sitului, cât și dintr-un microreactor nuclear care să servească drept rezervă în cazul în care panourile solare nu furnizează suficientă energie, sunt deteriorate sau sunt programate pentru întreținere și înlocuire.

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

Ne imaginăm o bază sustenabilă prin reciclarea cât mai multor deșeuri posibil. După ce apa este folosită în baie sau în bucătărie, este transportată înapoi în laborator, unde este purificată și reintrodusă în alimentarea cu apă curată pentru a fi folosită în continuare. Resturile de mâncare sunt colectate și transformate în îngrășământ care este folosit ulterior în ferme. Dioxidul de carbon este transformat în oxigen cu ajutorul celor trei module de alge care reprezintă sursa sistemului de ventilație. Aerul respirabil este o sursă vitală, iar cu ajutorul unui program de oxigen intenționăm să limităm cantitatea cât mai mult posibil. Acest lucru implică faptul că, atunci când un anumit modul este gol, sistemul de conducte este programat să oprească fluxul de oxigen în acea cameră specifică.

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

Toate misiunile spațiale, cu excepția taberei noastre pe Lună, necesită un mijloc rapid și eficient de comunicare cu Pământul. În acest scop, proiectul nostru va utiliza o serie de sateliți pe orbită geostaționară și stații pe Pământ, care permit transmiterea de date în masă și chiar de imagini de înaltă rezoluție. Deoarece tabăra noastră pe Lună este prima etapă în marea lucrare de expansiune umană către spațiul cosmic și către Lună, am proiectat rețeaua noastră de sateliți cu gândul la scalabilitate - aceasta poate fi extinsă cu ușurință pentru a acoperi întreaga Lună. În cazul unei situații de urgență pe Lună, acești sateliți vor asigura comunicarea în timp real, care este important de menținut, deoarece putem găsi cea mai recomandabilă cale de acțiune împreună cu echipele de pe Pământ prin brainstorming.

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.).

Principalul scop al bazei noastre este industrial, având ca scop extragerea eficientă a heliului-3. Cu toate acestea, datele pe care le vom aduna în urma operațiunilor noastre în condițiile reale de pe Lună vor fi primele de acest fel și vor avea o valoare mult mai mare decât ceea ce a fost descoperit în prezent în medii experimentale idealizate. Vom măsura efectele pe termen lung ale mediului lunar asupra anatomiei umane în ceea ce privește degradarea oaselor și a mușchilor, care reprezintă principalul impediment al unei așezări cu adevărat permanente pe Lună, și vom trage concluzii cu privire la modul în care ne putem îmbunătăți în acest domeniu. Fermele noastre vor fi primele de acest fel și vom efectua, de asemenea, experimente pe ele pentru a găsi modalități de a crește randamentul culturilor pentru viitoarele misiuni pe Lună. Observarea eficienței proceselor noastre cu heliu-3 reprezintă, de asemenea, un punct de interes, deoarece ar putea duce la progrese tehnice în tehnologiile utilizate pentru extragerea izotopului din regolit.

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

Programul nostru va pregăti membrii echipajului cu abilități de gândire critică și de luare a deciziilor, chiar și sub presiunea timpului, precum și cu familiarizarea cu elementele de bază ale operării bazei Moon Camp. Aceasta include cunoștințe despre toată infrastructura de susținere a vieții, sistemele de încălzire și de apă, elementele de bază ale agriculturii aeroponice și procesele industriale pentru a ajuta fiecare astronaut să înțeleagă întreaga amploare și obiectivele proiectului. Vom începe cu o etapă de pregătire de bază, în care fiecare astronaut, fie că este junior sau veteran, va avea ocazia să se familiarizeze cu elementele fundamentale, cum ar fi structura Taberei lunare, desfășurarea activităților într-o navă spațială sau în timpul unei ieșiri extravehiculare, precum și cu sistemele existente pentru orientarea pe Lună, comunicarea și suportul de viață. Apoi va începe pregătirea specializată, deoarece fiecare membru al echipajului va fi informat cu privire la rolul său în cadrul misiunii și va fi instruit în domeniile respective. De asemenea, aceștia vor fi învățați cum să reacționeze în timpul unei situații de urgență conform protocoalelor și vor fi supuși unei pregătiri psihologice, deoarece șederile prelungite pe Lună prezintă riscuri de stres și sentiment de izolare.

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.

Baza noastră lunară are două vehicule diferite. Cel mai important dintre ele este robotul nostru Carrier, cu dimensiunile unui autobuz, care se alimentează singur cu ajutorul panourilor solare încorporate. Acesta este operat de doi membri ai echipajului care călătoresc cu el și funcționează prin trimiterea unor roboți mai mici pentru a recolta din mai multe zone diferite deodată. După ce mini roboții își termină sarcina de extracție, se întorc la robotul principal cu materialele. Resursele extrase sunt depozitate ulterior în depozitul nostru Moon Camps. Pista de aterizare, care are și rol de rampă de lansare, este situată la mai puțin de 100 de kilometri de baza principală și oferă posibilitatea de a transporta ușor materialele cu o rachetă de pe Lună pe Pământ și înapoi. Tabăra noastră lunară va transporta atâta heliu-3 cât ne vor permite navele spațiale.