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.
Locul I - Statele membre ESA
Gimnaziul Nad Aleji Praha-Praga Republica Cehă 13, 15 2 / Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Una dintre contribuțiile ESA la programul Artemis ar putea fi un mic satelit lunar. adăpost, care va fi transformată ulterior într-o bază lunară. Prezentăm un astfel de adăpost lunar pentru doi astronauți.
Principalul criteriu a fost că învelișul ar putea fi transportat pe Lună cu ajutorul EL3, care are o sarcină utilă de 1,5 tone pe Lună. Nu am reușit să respectăm în totalitate această limită de greutate, dar nu este nerealist că limita va fi respectată după modificări și dezvoltări ulterioare ale designului. Având în vedere o greutate atât de mică, echipamentul adăpostului este foarte elementar, dar își poate îndeplini bine scopul în etapele inițiale ale explorării lunare.
Adăpostul este format dintr-un spațiu închis modul și un dispozitiv neetanșat verandă. Modulul găzduiește majoritatea echipamentelor, iar echipajul locuiește și lucrează în el. Deasupra modulului se află o verandă care servește drept depozit pentru echipamentele exterioare, probele care nu sunt destinate analizei la fața locului etc. Echipajul merge de la modul la adăpost și apoi la suprafață printr-un sas amplasat neconvențional pe tavanul modulului. Acest lucru facilitează construirea scutului antiradiații și simplifică designul general.
Colonizarea Lunii ne va aduce multe beneficii. Ea va deveni o trambulină pentru explorarea sistemului solar. Descoperirile și tehnologiile dezvoltate în timpul construirii bazei de pe Lună ne vor ajuta și pe Pământ.
Scopul adăpostului nostru este de a avea o bază pe Lună în jurul căreia să se poată construi alte așezări. Toate tehnologiile necesare pentru construirea altor module vor fi testate pe el.
În viitor, intenționăm să folosim baza în principal în scopuri științifice și tehnice. Acolo vor fi dezvoltate tehnologii pentru călătoria pe Marte. Cu ajutorul ISRU putem construi sonde întregi pe Lună și le putem trimite în sistemul solar. Putem lucra la noi sisteme avansate de susținere a vieții sau putem face astronomie în infraroșu. Utilizarea comercială va fi, de asemenea, importantă, ceea ce va asigura finanțarea bazei în viitor.
Adăpostul este construit pentru maximum 5 zile de întuneric, astfel încât opțiunile de amplasare a bazei sunt de fapt foarte limitate la câteva zone de la Polul Sud, și anume marginea craterului Shackleton. Dacă ar sta în întuneric mai mult de cinci zile, ar îngheța. Având o înălțime de 18 m, panoul solar va fi luminat chiar mai mult timp decât restul bazei.
Iluminarea este singurul criteriu limitativ pentru amplasarea adăpostului în sine, dar trebuie să se ia în considerare și dezvoltarea ulterioară care va necesita acces la gheață de apă în regiuni permanent umbrite. Din fericire, marginea craterului Shackleton îndeplinește și acest criteriu.
Adăpostul va fi adus în întregime de pe Pământ. Va fi lansat cu Ariane 6 + EL3, sau mai degrabă Ariane NEXT + EL3 (sau un succesor al EL3). După lansare și survolarea Lunii, EL3 va ateriza împreună cu adăpostul și apoi va fi descărcat din EL3. Nu am proiectat încă mecanismul exact de descărcare a adăpostului, deoarece nu știm cum va arăta exact EL3.
Singurul lucru folosit pentru a "construi" adăpostul va fi regolitul lunar ca scut împotriva radiațiilor. În cele din urmă, 16 saci de regolit vor fi plasați în jurul adăpostului, asigurând o protecție împotriva radiațiilor de 0,5 metri. Sacii vor fi umpluți cu ajutorul excavatorului RASSOR. Acesta deplasează până la 700 kg de regolit pe zi. Fiecare sac conține 1200 kg de regolit. În timpul primei misiuni, vor fi umpluți doar patru saci din jurul camerelor de dormit, ceea ce va dura 7 zile. RASSOR colectează întotdeauna regolit și apoi urcă pe rampă până la partea superioară a sacilor, unde aruncă regolitul. Echipajul va trebui să relocalizeze rampa după ce fiecare sac este umplut. Restul se va desfășura în mod autonom.
În ceea ce privește construcția adăpostului, am folosit în principal un compozit de carbon ușor, dar rezistent, care ne-a permis să reducem greutatea totală.
În viitor, pungile nu vor mai fi folosite pentru a proteja împotriva radiațiilor, ci mai degrabă pentru imprimarea 3D din regolit. Acesta poate fi folosit pentru a face garaje pentru rovere și poate fi folosit pentru a crea protecție pentru habitatele gonflabile.
Pe Lună, întâlnim mai multe tipuri de radiații, și anume GCR, SPE și radiații secundare create în urma interacțiunii GCR sau SPE cu materiale. Având în vedere durata scurtă a misiunii (14 zile), doza primită de la GCR este acceptabilă (după cum știm datorită misiunii Apollo). Problema ar fi dacă echipajul din interior ar fi lovit de SPE. Deși probabilitatea este scăzută, ar putea avea consecințe fatale. Prin urmare, în timpul primei misiuni, se va adăuga 0,5 m de scut de regolit în jurul camerelor echipajului și va fi completat în jurul întregului adăpost în timpul misiunilor ulterioare. Acest lucru va fi suficient pentru a proteja împotriva furtunilor solare mai mici. Pe măsură ce misiunile vor fi mai lungi, va trebui să se adauge scuturi suplimentare împotriva furtunilor mari.
Micrometeoroizii sunt mai puțin obișnuiți în spațiul lunar, iar resturile orbitale nu sunt deloc prezente, așa că 3 mm de compozit de carbon și MLI îi vor opri. Adăugarea unui scut de regolit crește și mai mult siguranța.
O verandă servește ca protecție împotriva prafului. Interiorul său va fi semicurățat și servește, printre altele, ca spațiu de depozitare pentru lucrurile care nu se află în modul. Astronauții se vor curăța cu grijă înainte de a intra în pridvor. Praful care pătrunde în interior este filtrat de un sistem de revitalizare a atmosferei, mai exact de un filtru amplasat în fiecare recipient de hidroxid de litiu. Ieșirea sistemului de revitalizare a atmosferei se află în cabina echipajului.
Un alt aspect este mediul termic. În timpul șederii echipajului în lumini, sistemele adăpostului vor avea o putere de intrare de 8 kW care trebuie să fie radiată. Vom folosi un radiator de 10 m lungime pentru a radia căldura în exces. În timpul celor cinci zile de întuneric, când echipajul nu este prezent, adăpostul va pierde 48 kWh, care trebuie să fie alimentat de baterii litiu-ion pentru a împiedica sistemele să înghețe.
Aerul curat este furnizat de sistemul de control al atmosferei. Oxigenul este furnizat din rezervoare sub presiune la o presiune de 40 MPa. Pentru misiune sunt necesare 23 kg de oxigen, cu o rezervă de 35 kg de oxigen în rezervoare. Acesta este dozat în secțiunea de revitalizare a aerului, astfel încât concentrația în atmosferă să fie de 21%. CO2 este eliminat cu ajutorul LiOH. Echipajul produce 29 kg de CO2 pe misiune, pentru care sunt necesare 32 kg de LiOH pentru captare, după adăugarea unei rezerve de 48 kg.
Va fi necesară completarea azotului din cauza scurgerilor din sas 10% pe ciclu. Va exista o rezervă de 20 kg în capac.
Alimentele sunt importate de pe Pământ. În fiecare zi sunt pregătite 3 mese, pentru un total de 84 de mese pe misiune. Fiecare masă cântărește 0,8 kg.
Apa este singura marfă care este reciclată. Fiecare membru al echipajului consumă 4,4 kg de apă pe zi. Se produce mai multă apă decât se consumă, deoarece aceasta se formează în timpul reacției LiOH cu CO2 și în timpul respirației. Sunt necesare 8,8 kg de apă curată pe zi și se produc 12,7 kg. Apa care va fi curățată provine de la toaletă (urină) sau de la schimbătorul de căldură (condensat atmosferic). Condensatul are o concentrație suficient de scăzută de substanțe pentru a putea fi curățat direct prin osmoză directă. Urina este mai întâi distilată în vid. Ceea ce rămâne după osmoza directă se curăță din nou prin distilare în vid. Eficiența sistemului este de peste 80%, astfel încât se produce întotdeauna mai multă apă decât se consumă.
Puterea sistemelor de bază este de 8 kW, ceea ce reprezintă jumătate din ceea ce poate oferi IROSA. În condiții de gravitație parțială nu poate fi utilizat fără modificări, dar este folosit ca referință.
Deșeurile de pe Lună sunt o problemă delicată, deoarece nu le putem lăsa să ardă în atmosferă, ca în cazul ISS. De asemenea, este mai costisitor să aducem lucruri pe Lună, așa că trebuie să le gestionăm în mod judicios. Echipajul produce aproximativ 20 kg de deșeuri cu un volum de 0,2 m3 pe misiune. Deși adăpostul actual nu le poate recicla în niciun fel, le depozităm în containere și le depozităm în pridvor pentru utilizare ulterioară. Deșeurile vor consta în principal din ambalaje din hârtie și plastic sau resturi de mâncare, din care se poate obține carbon, care este rar pe Lună. Putem folosi plasticul care poate fi ulterior reciclat și folosit pentru imprimarea 3D. În același mod, sunt stocate deșeurile solide de la toaletă, care vor fi valoroase pentru cultivarea plantelor în viitor. Urina este reciclată în apă potabilă.
Vom folosi constelația Moonlight pentru comunicații, prin intermediul căreia vor fi trimise în principal datele de la adăpost. În ciuda acestui fapt, scutul va avea capacitatea de a comunica direct cu Pământul într-un mod limitat. De asemenea, vom folosi lumina Lunii pentru a determina poziția. Va exista întotdeauna posibilitatea ca un astronaut sau un rover să comunice direct cu adăpostul, dar alegerea de bază este Moonlight, și pentru că orizontul de la înălțimea unui om se află la doar 2,4 km pe Lună.
Așa cum am precizat la început, scopul principal al acestui adăpost este de a avea o fundație în jurul căreia să construim mai departe, astfel încât echipamentul științific este mai degrabă minimalist. Prin urmare, principalele domenii de interes includ geologia și posibilitățile de utilizare a resurselor locale. Cunoștințele obținute vor fi folosite în timpul așezării ulterioare.
Adăpostul adăpostește un laborator care dispune de o cutie de mănuși pentru examinarea mostrelor de suprafață și pregătirea lor pentru experimente ulterioare. Cutia de mănuși include un microscop cu fluorescență pentru studierea probelor. Cutia de mănuși este construită astfel încât probele să nu intre deloc în contact cu interiorul adăpostului. O altă parte a laboratorului este camera de creștere, unde se studiază cultivarea plantelor în mediul lunar. De exemplu, poate fi explorată cultivarea în regolit. Laboratorul are, de asemenea, un cuptor mic și o presă, care vor fi folosite pentru a testa sinterizarea regolitului în diferite condiții și rezistența sa ulterioară. Acest lucru va furniza date valoroase care pot fi utilizate în continuare pentru dezvoltarea imprimării 3D din regolit.
Uneltele concepute pentru EVA includ ciocane, clești, cernere, burghie de carotaj și alte echipamente de explorare geologică. De asemenea, vor fi disponibile spectrometre pentru analiza rapidă a rocilor. În exteriorul bazei pot fi amplasate instrumente pentru măsurarea meteorologiei spațiale sau a impactului micrometeoroizilor.
În viitor, vor fi adăugate dispozitive medicale, alte instrumente pentru studiul rocilor, cum ar fi microscopul electronic, și instrumente pentru studiul fizicii și chimiei în gravitație parțială. Mai târziu, la baza noastră va începe să se facă astronomie.
Formarea va implica în primul rând învățarea cu sistemele individuale ale adăpostului. Este necesar să înveți cum să te comporți în cazul unei defecțiuni și cum să o repari. Apoi, vor fi instruite operațiunile individuale. Printre obiectivele principale ale primei misiuni se numără crearea unui scut antiradiații din regolit, astfel că se va exersa lucrul în exteriorul lunar și lucrul cu RASSOR. Ultimul domeniu de pregătire va fi cel științific. Echipajul trebuie să parcurgă un curs extins de geologie (dacă nu există un geolog la bord) pentru a obține cele mai bune rezultate din timpul limitat dedicat științei. Instruirea poate avea loc, de asemenea, în regiunile vulcanice de aici, de pe Pământ. O parte din pregătire se va face, de asemenea, în timpul zborurilor parabolice pentru a simula gravitația redusă.
Adăpostul va fi transportat la suprafață cu ajutorul unei nave logistice europene de mare capacitate, care este lansată de Ariane 6. Este posibil ca Ariane NEXT să fie disponibil până la momentul în care va fi pregătit adăpostul. Echipajul va fi lansat de la sol cu Orion, care va fi lansat de SLS. Pe Lună, acesta se transferă pe nava stelară HLS, pe care o folosește apoi pentru a ateriza. Adăpostul se va afla la câteva zeci de km distanță de Starship HLS și de tabăra de bază Artemis pentru a mări raza de explorare lunară și de stabilire a oamenilor pe Lună. Echipajul se va deplasa cu ajutorul unui rover ermetic (în caz de urgență, și neermetic). La finalul misiunii, echipajul se va întoarce la Tabăra de bază Artemis cu ajutorul roverului și se va întoarce pe Pământ cu ajutorul Starship HLS și Orion.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 