moon_camp

Moon Camp Explorers Galéria 2019-2020

V hre Moon Camp Explorers je úlohou každého tímu navrhnúť 3D kompletný mesačný tábor pomocou programu Tinkercad. Musia tiež vysvetliť, ako budú využívať miestne zdroje, chrániť astronautov pred nebezpečenstvom vesmíru a opísať obytné a pracovné priestory.

Tím: Betta tím

Gytool  Olomouc    Česká republika

Externé prepojenie pre 3d

Popis projektu

Náš mesačný tábor pozostáva zo 6 pyramíd:

1/ pyramída kozmonautov - kozmonauti tam spia, jedia, pijú

2/ laboratórium určené na vykonávanie vedeckých experimentov

3/ pyramída služieb obsahuje systém C.O.W. na výrobu kyslíka, hlavné batérie, prívod vody a recyklátor

4/ garáž na parkovanie roverov a vesmírnych lietadiel pripojených k základni, aby bol systém podpory života funkčný

5/ skleník domy rastliny produkujúce kyslík navyše, pripomína astronautom domov

6/ posilňovňa sa nachádza cvičebné zariadenie, ktoré astronauti denne používajú na zníženie vplyvu nízkej mesačnej gravitácie na ich telo.

Základňa keď je plne funkčná, je vybavená 2 rovermi a 2 kozmickými lietadlami, ktoré sa používajú na prílet a odlet. Umiestni až 6 astronautov. Vesmírne lietadlá majú na palube aj náhradné palivo, ktoré umožňuje prieskum akejkoľvek oblasti na Mesiaci, kde sa môžu vykonávať rôzne experimenty.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Blízko mesačných pólov

Prečo ste si vybrali toto miesto?

Naša základňa sa nachádza v blízkosti južného pólu na okraji krátera, pretože je tam takmer neustále slnečné svetlo, ktoré umožňuje efektívne využívať otočné solárne panely, a sú tam miesta s trvalou tmou (t. j. dná kráterov) - ideálne pre systémy náchylné na prehriatie. Minimálna zmena teploty znižuje energetické nároky na ohrev/chladenie základne a umožňuje použitie niektorých materiálov s nižším bodom topenia, napr. lítia. Sondy, napr. sonda Lunar Reconaissance Orbiter, zistili značné množstvo ľadu, ktorý sa dá použiť ako núdzový zdroj vody a kyslíka (ak sa elektrolyzuje).

Voda
Potraviny
Elektrina
Vzduch

Naša základňa vyrába vodu pomocou systému C.O.W., ktorý filtruje CO2 vznikajúci pri dýchaní a mení ho na pevnú látku. Po jeho oddelení prebieha Sabatierova reakcia CO2+4H2→CH4+2H2O. Vodík, ktorý sa používa ako palivo pri výstupných letoch, sa čerpá do komory s teplotou 400 ºC a zvýšeným tlakom, kde reaguje s CO2 za vzniku metánu, ktorý sa používa v kozmických lietadlách ako palivo pri pozemských letoch. H2O sa elektrolyzuje, vyrobený vodík sa čerpá späť do komory, aby reakcia pokračovala, a kyslík sa vypúšťa a používa na dýchanie. Je tu aj robot, ktorý ťaží vodu z ľadu. Spracovateľ moču opätovne využíva už vyrobenú vodu.

Náš skleník je hlavným zdrojom potravy, pestujú sa v ňom prevažne strukoviny, pretože obsahujú veľa bielkovín, sacharidov a vlákniny, teda vecí nevyhnutných pre ľudský organizmus. Aby sa zachovala rozmanitosť potravín, pestuje sa aj ovocie a zelenina. Kozmonauti občas jedia mäso, ryby, čokoládu a iné pochúťky privezené zo Zeme v dehydrovanej forme. Skleník je navrhnutý tak, aby bola základňa udržateľná bez akýchkoľvek potravín dodávaných zo Zeme. Obytný modul obsahuje 6-dňové núdzové zásoby, t. j. batérie, dehydrované potraviny, malú vodnú nádrž na zásobovanie vodou a prívod vzduchu zo systému C.O.W.

Naša základňa má dva hlavné zdroje energie - sústavu otočných solárnych panelov s rozlohou 125 metrov štvorcových, naprogramovaných tak, aby sledovali Slnko a produkovali čo najviac energie, umiestnenú na okraji krátera v blízkosti základne, a 12 rádioizotopových termoelektrických generátorov (RTG), ktoré sú umiestnené v kráteri v trvalej tme, aby sa znížilo ich prehrievanie a aby sa dosiahol väčší teplotný rozdiel medzi horúcimi a studenými koncami obvodov, a preto produkujú viac energie vďaka silnejšiemu Seebeckovmu efektu. V prípade zlyhania oboch systémov majú obytná aj servisná pyramída batérie, ktoré udržiavajú základňu v chode, kým príde záchranná služba.

C.O.W. produkuje veľa kyslíka, vody, metánu a vodíka. Na udržiavanie tlaku a teploty pre Sabatierovu reakciu, na čerpanie vody, na privádzanie vzduchu do systému, na jeho ochladzovanie, aby sa oddelil oxid uhličitý, a na vracanie kyslíka späť do vzduchu je potrebný veľký výkon. Keď je potrebné znížiť spotrebu energie, systém C.O.W. sa môže vypnúť, okrem prívodu vzduchu a výstupu kyslíka. Funguje v núdzovom režime pomocou superoxidových peliet draslíka:
4KO2+2H2O → 4KOH+3O2
2KOH+CO2 → K2CO3+H2O
4KO2+2CO2 → 2K2CO3+3O2
Tým sa výrazne znižuje spotreba energie. Obytný modul obsahuje 6-dňové zásoby kyslíka.

Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Aké materiály by ste použili?

Na povrch posielame 2 robotických staviteľov, oceľové a titánové pyramídové segmenty, RTG, kyslík (na stlačenie modulov) a solárne panely pomocou padákového mostíka. Prvý robot zostaví pyramídy, solárne panely a RTG, druhý vykopáva bloky regolitu, ktorými pokrýva boky pyramíd. Regolit sa roztopí, aby ich chránil pred mikrometeoroidmi a radiáciou. Vnútorné vybavenie je vyrobené z hliníkových zliatin alebo plastu. Roboty zostávajú v blízkosti základne na budúce použitie. Prvé dve expedície, každá s tromi kozmonautmi, dokončia základňu a otestujú systémy. Ďalšie expedície prinesú vedecké experimenty a začnú prieskum.

 

Prostredie Mesiaca je pre astronautov veľmi nebezpečné. Vysvetlite, ako ich váš mesačný tábor ochráni.

Základňa ich ochráni vďaka vrstve roztaveného (teraz studeného a pevného) regolitu na pyramídach, ktorá spolu s oceľovou konštrukciou chráni väčšinu žiarenia a prežije aj malé nárazy mikrometeoroidov. Vrstva tiež znižuje teplotné zmeny, čím ďalej znižuje energetické nároky. Všetky pyramídy majú aspoň 1 prechodovú komoru, t. j. kozmonaut so skafandrom EVA sa môže z ktorejkoľvek časti pyramídy vydať na EVA alebo späť na základňu. Početné prechodové komory znižujú riziko uviaznutia na EVA (neexistuje funkčný modul s funkčnou prechodovou komorou) a zjednodušujú operácie s ťažkými alebo veľkými predmetmi.

Opíšte deň na Mesiaci pre jedného z astronautov vášho Moon Campu

Bežný deň kozmonauta sa začína o 7:30. Po skončení rannej hygieny nasledujú raňajky z rastlín zo skleníka na základni a približne o 9. hodine sa začína pracovný deň. Ak je naplánovaný prieskum nejakej inej časti Mesiaca, kozmonauti sa môžu vydať na EVA, odviezť rover na miesto a zostať tam celý deň a vykonávať experimenty, alebo, ak je miesto vzdialené od základne, povedzme blízko lunárneho rovníka, letieť tam jedným z raketoplánov. V tomto prípade sa kozmonauti vrátia nasledujúci pozemský deň. Ak nie je naplánovaný žiadny prieskum, namiesto toho sa na základni alebo v jej blízkosti vykonajú rôzne experimenty - to zaberie celý čas do poludnia. Na pozemské poludnie si kozmonauti v obytnom module môžu vychutnať obed, ktorý sa pripravuje zo skleníkových rastlín rovnako ako raňajky, ale z rôznych druhov rastlín, aby sa zachovala určitá pestrosť. Popoludnie je venované oprave pokazených systémov a servisu tých funkčných, čisteniu, a to zvnútra aj prostredníctvom EVA, a po skončení servisu ešte nejaké experimenty. Neskoro popoludní kozmonauti cvičia na cvičnom prístroji, aby znížili vplyv nízkej mesačnej gravitácie na svoje telo. Približne o ôsmej hodine sa podáva večera, po ktorej majú kozmonauti voľný čas. Môžu používať internet, cvičiť, hrať hry, čítať alebo robiť čokoľvek iné, čo nepredstavuje riziko pre nich alebo základňu. Zákaz vychádzania je o desiatej hodine.


← Všetky projekty