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.
Colegiul Național de Informatică Tudor Vianu București-Districtul 1 România 17 6 / 2 Engleză
Software de proiectare 3D: Blender
Proiectul Selene reprezintă o piatră de hotar semnificativă în evoluția ingineriei astronautice moderne, având ca obiectiv stabilirea primei așezări spațiale cu echipaj uman pe Lună. Principalul obiectiv al proiectului în trei etape este crearea unui habitat lunar autosuficient, axat pe cercetarea științifică. Craterul Shackleton de la Polul Sud al Lunii a fost selectat ca locație ideală pentru Moon camp, având în vedere abundența resurselor, acoperirea cu radiații, siguranța locuitorilor, calitatea vieții și valoarea științifică.
Pentru a-i proteja pe astronauți de mediul dur al Lunii, Moon camp va fi construit pe sol, folosind regolitul turnat ca o barieră naturală împotriva micrometeoriților și ca izolație împotriva fluctuațiilor de temperatură. Pentru a oferi protecție împotriva evenimentelor cu radiații puternice, proiectul include o cameră dedicată, întărită cu pereți de aluminiu mai groși. Pentru a preveni efectele nocive ale regolitului atât asupra oamenilor, cât și asupra echipamentelor, vor fi utilizate costume spațiale speciale și sisteme de curățare.
Moon camp le va permite astronauților să aibă acces durabil la resurse esențiale, cum ar fi apa, hrana, aerul și energia. Apa va fi obținută prin extragerea gheții de apă de la poli și prin utilizarea osmozei inverse, în timp ce hrana proaspătă va fi produsă prin combinarea hidroponiei cu creșterea plantelor în regolitul lunar.
Din punctul de vedere al echipei noastre, o tabără lunară reprezintă un punct de plecare în evoluția astronautică modernă. Scopul final al Proiectului Selene este colonizarea habitatului lunar. Cu toate acestea, pentru a ne atinge obiectivul, tabăra lunară a trebuit să fie structurată în trei etape principale.
Din cauza costurilor mari de transport și a scopurilor de cercetare, prima fază a Proiectului Selene va consta doar din strictul necesar pentru primii coloniști, care vor fi profesioniști care vor efectua cercetări. În timpul acestei etape, inginerii și oamenii de știință vor cartografia și inspecta riguros teritoriul lunar pentru a asigura extinderea ulterioară a Moon camp-ului nostru.
Etapa 2 constă în extinderea bazei noastre și asigurarea dezvoltării generale pentru viitorii locuitori, în timp ce faza 3 presupune aducerea coloniștilor de pe Pământ. Până la sfârșitul acestei etape, Proiectul Selene va deveni o așezare turistică și comercială, păstrându-și în același timp scopul științific inițial.
După ce s-a studiat în amănunt mediul lunar, s-a stabilit că cea mai promițătoare locație este de departe craterul Shackleton, situat la Polul Sud. Pentru a lua o decizie, a trebuit să analizăm câțiva factori concludenți, cum ar fi resursele, acoperirea cu radiații, siguranța locuitorilor și calitatea vieții, dar și importanța științifică. Craterul Shackleton a depășit cu mult așteptările noastre în fiecare dintre categoriile enumerate anterior, lăsându-ne încântați de ceea ce poate realiza Proiectul Selene dacă va fi amplasat aici.
Marginea craterului primește lumină solară aproape tot timpul anului, furnizând Moon camp energie solară constantă. În plus, din cauza interiorului umbrit al lui Shackleton, gheața s-a acumulat pe fundul său, ceea ce este esențial. Prin electroliză, o moleculă de apă poate fi separată în gaze de oxigen și hidrogen. Hidrogenul obținut poate fi folosit pentru combustibil, în timp ce oxigenul este esențial pentru locuitori. În plus, pereții oferă protecție împotriva radiațiilor și a prafului lunar, care sunt ambele letale.
Planificarea și construirea taberei lunare va fi partea cea mai costisitoare în timp și resurse a întregului proiect Selene. Astfel, este extrem de important ca infrastructura lunară să permită extragerea locală a materialelor și o tranziție senină la fabricarea cantităților de bază cu o autonomie aproape completă față de Pământ. Una dintre cele mai îngrijorătoare părți ale construcției va fi menținerea etanșeității aerului în interiorul habitatelor.
Cu toate acestea, ar putea fi creată cu ușurință o nouă formă de beton din regolitul bogat în sulf, cu excepția apei obligatorii, care va fi foarte scumpă. O altă formă de geotextil cu o textură spumoasă va fi necesară pentru a sigila camerele și a crea un mediu etanș. În completarea acestor materiale, se va folosi regolit turnat, un material foarte asemănător cu bazaltul turnat de pe Pământ. Acest material se obține prin topirea regolitului într-o matriță care este răcită lent pentru a permite formarea unei structuri cristaline; un proces care este ajutat în mare măsură de gravitația scăzută a Lunii. Avantajele acestui material sunt proprietățile sale de compresiune ridicată și de rezistență la tracțiune moderată, ceea ce permite ca elementele de construcție să aibă o rezistență la compresiune și la tracțiune de zece ori mai mare decât cea a betonului de pe Pământ.
Prin urmare, în primele etape ale construcției se vor folosi în primul rând materiale de pe Pământ, construind infrastructura pentru a permite turnarea regolitului, un material foarte rezistent la eroziune și un scut ideal împotriva micrometeoriților și a radiațiilor.
Tabăra noastră lunară va trebui să protejeze astronauții împotriva numeroaselor amenințări ale mediului lunar dur: radiații, micrometeoriți, fluctuații de temperatură ridicată și praf lunar.
Prin construirea bazei noastre pe pământ, vom folosi regolitul de beton ca scut natural împotriva micrometeoritelor. Chiar și la adâncimi mici, de aproximativ 1 m, betonul lunar poate absorbi majoritatea razelor cosmice, precum și particulele solare cu energie mai mică, ceea ce va reduce drastic cantitatea de materiale necesare pentru protecția împotriva radiațiilor și, prin urmare, costul așezării noastre. Cu toate acestea, pentru a asigura siguranța astronauților în timpul evenimentelor cu radiații puternice, cum ar fi furtunile solare, o cameră dedicată, întărită cu pereți de aluminiu mai groși, va oferi un adăpost mai adecvat. În plus, datorită proprietăților sale termice remarcabile, regolitul turnat va oferi, de asemenea, un prim strat de izolație, reducând energia necesară pentru a menține temperaturi constante în interiorul habitatului, în ciuda variațiilor de temperatură de sute de grade din exterior.
În cele din urmă, din cauza structurii sale, compusă din particule foarte fine și ascuțite, regolitul este dăunător atât pentru oameni, cât și pentru echipamente, dar este, de asemenea, foarte greu de curățat, după cum au demonstrat primele misiuni Apollo. Pentru a obține o expunere minimă la praful lunar, vom utiliza o combinație de sisteme: În primul rând, se vor folosi costume spațiale speciale, conectate direct la sasuri, minimizând astfel contactul astronauților cu suprafețele contaminate. În plus, curățarea reziduurilor se va realiza cu ajutorul aspirației de aer, în timp ce particulele în suspensie rătăcite vor fi captate de sistemul de filtrare a aerului. O diferență de presiune pozitivă între atmosfera așezării și sasuri va asigura, de asemenea, că în interiorul bazei noastre lunare va pătrunde cât mai puțin praf posibil. În al doilea rând, toate probele de regolit colectate vor fi plasate în compartimente sigilate și analizate cu ajutorul unor cutii de mănuși, neintrând astfel niciodată în contact cu aerul curat al așezării.
Cu ajutorul echipamentului special necesar din cauza temperaturilor ridicate, astronauții vor putea îndepărta apa înghețată de la poli. În plus, vom genera apă potabilă sănătoasă prin utilizarea osmozei inverse pentru a elimina majoritatea contaminanților din apă prin împingerea acesteia sub presiune printr-o membrană semipermeabilă. Vom efectua acest proces de două ori pe săptămână și vom colecta apa rămasă într-un rezervor.
Ideea noastră de a produce alimente proaspete la fața locului implică o seră lunară esențială, unde vom combina hidroponia cu cultivarea plantelor în regolitul lunar, furnizând astfel exploratorilor noștri spațiali nutrienții atât de necesari. Astronauții vor furniza dioxidul de carbon prin respirație și vor extrage apa pentru plante din urină cu ajutorul sistemului de reciclare a apei. În ceea ce privește hidroponia, am realizat un experiment analog în laboratorul nostru de fizică, studiind efectele relației simbiotice dintre leguminoase și bacteria Rhizobia, care fixează azotul, asupra nodulației plantelor, variind variabile precum: culoarea și intensitatea luminii, câmpul magnetic și conținutul de Rhizobia.
Întrucât am decis să ne amplasăm baza lângă marginea craterului Shackleton de la Polul Sud, vom beneficia de lumină solară permanentă. Apoi, vom stoca energia solară în pile de combustie, care sunt mai sigure și mai eficiente decât bateriile obișnuite. Acestea vor stoca, de asemenea, energie suplimentară pentru a fi folosită în timpul eclipselor lunare, evitând, de asemenea, problema eclipselor lunare, când Pământul blochează complet lumina solară.
Înainte de a părăsi Pământul, vom face niște "provizii" cu suficient oxigen pentru primele zile pe Lună. Apoi, vom prelucra regolitul bogat în oxigen: o metodă dovedită experimental este electroliza cu sare topită, care presupune amestecarea solului lunar la temperaturi ridicate cu clorură de calciu, iar apoi, prin trecerea unui curent prin acest amestec, oxigenul se adună în jurul anodului, de unde este recoltat.
Tabăra noastră lunară va fi dotată cu un sistem special de gestionare a deșeurilor, care va putea elimina toate deșeurile generate de astronauți. În primul rând, toate deșeurile vor fi sortate în organice și neorganice, iar deșeurile organice vor fi reciclate în îngrășământ care va fi folosit în grădinile taberei. În continuare, deșeurile neorganice vor fi descompuse în particule mici și vor fi plasate în containere sigilate pentru depozitare. Pentru a se asigura că deșeurile nu contaminează mediul lunar, containerele vor fi plasate într-o zonă desemnată, departe de tabără și de activitățile acesteia. Containerele vor fi apoi colectate de un vehicul robotizat și transportate la un incinerator situat într-o zonă în care emisiile nu vor dăuna mediului. Incineratorul va fi, de asemenea, echipat cu un filtru pentru a se asigura că nu sunt eliberate substanțe periculoase.
Pentru a păstra legătura cu Pământul și cu alte baze lunare, așezarea noastră se va baza pe un sistem avansat de comunicații prin satelit. Acest sistem va permite comunicarea în ambele sensuri, permițându-ne să trimitem și să primim mesaje. În plus, vom folosi o combinație de radio pe unde scurte, radio de înaltă frecvență, comunicații prin satelit și comunicații prin laser.
Pentru comunicarea pe distanțe lungi, tabăra va folosi o combinație de semnale radio și laser pentru a trimite mesaje pe suprafața lunară, în timp ce pentru distanțe scurte, vom folosi semnale radio și satelit pentru a comunica cu alte baze lunare. Echipajul va folosi, de asemenea, sisteme de voce în interiorul bazei, sisteme de transmisie video și de date, precum și tehnologie de criptare a datelor, pentru a asigura o comunicare sigură.
În plus, sistemul va fi construit pentru a funcționa într-o varietate de medii, inclusiv temperaturi extreme, vizibilitate redusă și distanțe mari. În cele din urmă, sistemul va utiliza o varietate de antene pentru a se asigura că semnalele sunt trimise și recepționate cu cea mai mare precizie posibilă.
Pentru început, scopul taberei noastre lunare va fi exclusiv științific, temele analizate fiind împărțite astfel: Geologie, gravitație redusă și biologie; Astronomie; Robotică și tehnologie. Pentru a maximiza eficiența, echipajul nostru orbitor va fi împărțit în departamente mai mici de experți: Biologi, astronomi, ingineri sau cercetători în domeniul mediului.
În primul rând, unul dintre scopurile principale ale bazei noastre va implica o combinație între geologie și biologie, studiind astfel posibilitatea de a cultiva plante în regolitul lunar. Cu toate acestea, sera noastră include, de asemenea, experimentul hidroponic, care va fi dus un pas mai departe prin examinarea modului în care evoluează plantele în mediul cu gravitație scăzută de pe Lună, în comparație cu loturile noastre de control de pe Pământ, așa cum se explică în secțiunea Alimente.
Este de la sine înțeles că construirea unui habitat lunar implică în mod direct studierea fațetei astronomice. Prin urmare, ne propunem să explicăm în detaliu originea și evoluția Lunii și să o exploatăm la potențialul maxim.
Fiind prima așezare umană permanentă pe Lună, unul dintre obiectivele sale majore va fi acela de a deschide calea pentru colonizarea de către omenire a altor planete din sistemul nostru solar, oferind un banc de testare precis pentru noile tehnologii destinate explorării și colonizării unor noi lumi. În plus, dezvoltarea unor sisteme robotice adaptate la mediul lunar este crucială, deoarece roverele performante sunt absolut necesare în ceea ce privește transportul pe Lună.
În concluzie, echipa noastră motivată va face cu siguranță descoperiri lunare revoluționare în diverse domenii, deoarece vom implementa, fără îndoială, un număr tot mai mare de programe de cercetare pe o gamă largă de subiecte științifice, dintre care unele nu au fost investigate până acum. De exemplu, intenționăm să studiem în continuare alte subiecte-cheie (fizică, biochimie, ecologie sau zoologie) sau chiar imunologie (evaluarea transmisibilității COVID-19 pe Lună).
Pentru a asigura capacitățile echipajului, vor trebui să se desfășoare numeroase teste și programe de imersiune care îi vor pregăti pe oamenii de știință pentru menținerea primei baze lunare din istorie. Astfel, pregătirea va fi similară cu pregătirea pentru ISS, cu accent pe controlul autonom, fără a fi nevoie să comunice cu Pământul.
Va exista o pregătire la fața locului cu simulări de misiuni care pregătesc echipajul pentru dificultățile pe care probabil le va întâmpina. În plus, participanții vor fi, de asemenea, învățați abilități de gestionare a resurselor bazei lunare și vor învăța să dezvolte și să împărtășească conștientizarea situației într-un mediu de misiune complex.
În plus, vor fi adăugate în program cursuri privind dezvoltarea unor mai bune abilități de învățare activă, protocoale de comunicare și modul de ambalare a apelurilor în buclă de comunicare. Astfel, ar fi nevoie, de asemenea, să se discute operațiunile legate de Gateway, inclusiv un element necesar de teleoperare și o misiune de referință pentru locurile de aterizare și traversarea suprafeței lunare.
În plus, echipa va trebui să se familiarizeze cu unitatea de mobilitate extravehiculară de explorare pentru astronauți. În plus, va avea loc o simulare în care arhitectura operațională integrează operațiunile științifice și cele ale roverelor într-o cameră de control care va obișnui echipajul cu controlul de la distanță al roverelor de la fața locului.
Prin urmare, echipajul nostru va trebui să ia parte la un program personalizat de 3 săptămâni pentru a-i obișnui pe deplin cu modul în care Selene va fi operată și construită.
Pentru a explora eficient suprafețele vaste de pe Lună, tabăra lunară va dispune de mai multe tipuri de vehicule. Astfel, vor exista două tipuri de rovere autonome: unul destinat extragerii și transportului de gheață de apă, în timp ce celălalt va fi folosit pentru explorarea de noi terenuri. Pentru misiunile pe distanțe lungi, astronauții se vor folosi, de asemenea, de un vehicul cu echipaj. Acesta va trebui să fie echipat cu un modul presurizat capabil să găzduiască până la trei persoane și să fie complet autonom pentru mai multe zile la rând.
În ceea ce privește călătoria către și de pe Pământ, aceasta se va efectua în două etape: În primul rând, astronauții vor părăsi Pământul la bordul unei rachete care îi va duce pe orbita lunară. Apoi, capsula se va întâlni cu portalul lunar al NASA, unde echipajul se va îmbarca pe un lander pentru a ajunge pe suprafața Lunii.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 