moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2020-2021

Úlohou každého tímu v projekte Moon Camp Pioneers je navrhnúť 3D kompletný mesačný tábor pomocou aplikácie Fusion 360. Musia tiež vysvetliť, ako budú využívať miestne zdroje, chrániť astronautov pred nebezpečenstvom vesmíru a opísať obytné a pracovné priestory.

Tím: I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRID)    Španielsko 16, 15

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Náš mesačný tábor je rozšíriteľná základňa, navrhnutá tak, aby sa dala zväčšiť, keď sa zvýši počet členov posádky alebo sa zväčšia ekosystémy v skleníku. 

Voda je rozhodujúcim zdrojom pre naše ľudské obydlia, preto sa tábor nachádza pri malom kráteri, v ktorom sa nachádza vodný ľad, pretože je v ňom stále tieň. Vodný ľad sa bude z týchto tmavých zón získavať a premieňať na kvapalinu riadeným sublimačným procesom.

Osada je rozdelená do rôznych modulov, z ktorých každý má svoj vlastný účel, dizajn a materiály, pričom tieto návrhy sú založené na troch rôznych štruktúrach:

Po prvé, skladacia konštrukcia skleníka, ktorá umožňuje mechanicky meniť jeho rozmery, aby sa v ňom mohli nachádzať ekosystémy rôznych veľkostí.

Po druhé, nafukovacie obytné priestory pre obytné priestory, sklad, jedáleň alebo telocvičňu, ktoré sa dajú nafúknuť na mieste, aby ich objem bol primeraný posádke.

Po tretie, pevné konštrukcie pre energetický modul, plošinu raketoplánu alebo kyslíkové nádrže.

Za základnú jednotku považujeme skleník, skladací objekt s tromi kupolami umiestnený v strede, s tromi rôznymi prostrediami dodávajúcimi kyslík a oxid uhličitý prostredníctvom fotosyntézy rastlín, potraviny prostredníctvom akvaponiky a globálnej regulácie teploty. Táto základná jednotka spája ostatné moduly prostredníctvom skladacích chodieb.

Energia sa získava prostredníctvom solárnych panelov rozmiestnených po celej veľkej ploche na povrchu tábora, pričom priestor vyhradený na tento účel je pomerne veľký kvôli širokému uhlu dopadu slnečných lúčov na povrch, takže slnečné lúče majú malú energiu a na výrobu primeraného množstva energie je potrebných veľa panelov.

Recyklačný modul pomáha astronautom získavať vodu a dusík z ich moču a výkalov.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Náš mesačný tábor sa nachádza na severe krátera Ibn Bajja, asi 200 km od južného pólu, kde teploty nie sú také extrémne kvôli vyššiemu uhlu dopadu slnečných lúčov.

Hrebeň Ibn Bajja je takmer neustále osvetlené, výhodou je osvetlenie základne a umiestnenie solárnych panelov na napájanie zariadenia. Rovnako sa vodný ľad sústreďuje na trvalo zatienených miestach na dne vo vnútri krátera.

Veľkosť krátera, približne 2000 m hĺbky, je vhodná na extrakciu vodného ľadu z tienistých oblastí vo vnútri a jeho premenu na kvapalnú vodu riadenou sublimáciou pomocou potrubia. Po extrakcii sa uskutoční proces elektrolýzy s cieľom získať kyslík na dýchanie a vodík ako palivo pre raketoplán.

Na hrebeni krátera, vysokom 450 m, je komunikácia so Zemou dostatočná, nie je potrebný žiadny ďalší satelit ako na tmavej strane Mesiaca.

 

Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Opíšte techniky a materiály, ktoré použijete.

Na vybudovanie tábora posielame modulárne diely, ktoré sa zostavujú a nafukujú na mieste, čím sa vytvárajú rôzne štruktúry.

Musíme využívať čo najmenší priestor, aby sme ušetrili energiu na chladenie priestorov a aby sme mohli efektívne stlačenie .

K základnej jednotke sú pripojené flexibilnými priechodmi pevné konštrukcie, ako napríklad modul vojnového domu, raketoplán alebo energetická elektráreň. Všetky ostatné moduly ako obytné priestory, telocvičňa a komunikačná miestnosť sú nafukovacie habitaty

Tieto habitaty sa rozširujú smerom von a vytvárajú len potrebný priestor pre posádku, v ktorom sú umiestnení astronauti a prístroje. Tvar týchto modulov je po rozšírení valcovitý v dôsledku rozdielneho tlaku medzi vákuom vonku a tlakom vo vnútri.

Materiálom týchto nafukovacích konštrukcií sú prepletené vrstvy kevlaru a mylaru.

Skleník je postavený pomocou Hobermanovho systému rozširujúcej sa geodetickej kupoly, takže konštrukcia sa bude rozširovať podľa toho, ako budú ekosystémy vo vnútri rásť. Táto základná jednotka je navrhnutá ako trojitý kopulový modul s uplatnením teorému dvojitej bubliny s cieľom pokryť maximálny priestor s minimom materiálu.

Na zakrytie vonkajšej strany jadrovej jednotky používame pneumatické panely z ETFE (Etylén tetrafluóretylén) priehľadný a naplnené vodou. Gravitácia na Mesiaci je jedna šestina gravitácie na Zemi, takže hmotnosť nepredstavuje kritický problém pre stabilitu konštrukcie.  

Táto základná jednotka je chránená dvojitou grafénovou vrstvou, ktorá štruktúre dodáva odolnosť. 

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

Hlavnými hrozbami by boli extrémne teploty, radiácia prichádzajúca z vesmíru a možnosť zásahu mikrometeoritom.

V oblasti, kde sa bude tábor nachádzať, nedochádza k drastickým teplotným zmenám, ale pre istotu môžeme teplotu vo vnútri skladacích stanovíšť meniť, pretože tlak vo vnútri je konštantný a rozvádza tepelnú energiu po celom tábore.

Na pokrytie vonkajšej strany jadrovej jednotky používame dvojitú tenkú vrstvu grafénu, ktorá chráni pred nárazmi krycie pneumatické panely vyrobené z ETFE (Etylén tetrafluóretylén) naplnené vodou. Táto voda absorbuje kozmické žiarenie a dvojitá vrstva grafénu chráni štruktúru pred nárazmi. Materiály použité na nafukovacie moduly, kevlar a mylar zabraňujú pôsobeniu žiarenia na posádku.

Vrstvy nafukovacích stanovíšť sú vyrobené z odolných materiálov, ako je kevlar a mylar, aby boli jednotlivé nafukovacie moduly tábora chránené pred žiarením a mikrometeoritmi.

Vysvetlite, ako váš mesačný tábor poskytne astronautom:
Voda
Potraviny
Elektrina
Vzduch

Ako sme už spomenuli, rozhodli sme sa získať vodný ľad z dna vnútri krátera pomocou potrubia, ktoré vykonáva riadený proces sublimácie.
V dôsledku nulového tlaku existuje voda len vo forme ľadu alebo pary. Vodný ľad vo vnútri krátera má teplotu približne -240 ºC, ale keď jeho teplota stúpne na -70 ºC, voda sublimuje vo forme pary.
Na dno krátera spustíme malé potrubie, ktoré bude ohrievať extrémnu časť v kontakte s ľadom pomocou malého ohrievača vo vnútri potrubia, čím sa zvýši miestna teplota ľadu až na -70 ºC, pričom sa vykoná sublimácia a para sa bude zbierať hore kráterom.
Po vyčerpaní sa voda rozdeľuje podľa jej využitia v závislosti od toho, či ide do skleníka, do domov alebo do iného modulu v tábore.
V mesačnom tábore je možné získať vodu aj z recyklačného modulu, kde sa recykluje moč a výkaly posádky.

Ako už bolo spomenuté, bude vybudovaný skleníkový modul na pestovanie potravín pre obyvateľov základne. Zámerom je rozdeliť plodiny do rôznych sekcií vnútri skleníka podľa vody, ktorú potrebujú na svoj rast.
Na pestovanie byliniek, zeleniny a rýb budeme používať hydroponické záhradníctvo.

Ako obnoviteľný zdroj energie nám bude slúžiť slnečné svetlo, ktoré budeme získavať vďaka solárnym panelom, ktoré umiestnime v blízkosti tábora a ktoré ho budú zásobovať energiou.
Máme generátory elektrickej energie, ktoré využívajú sublimáciu vody na otáčanie turbíny na výrobu elektrickej energie, pričom táto energia sa využíva a ukladá do batérií.
Počas obdobia, keď slnečné lúče nedosiahnu povrch Mesiaca, napríklad počas zatmenia Slnka na Mesiaci, využívame energiu nahromadenú v batériách.

Určité percento vody z tábora bude určené pre energetickú elektráreň, kde sa upraví a prostredníctvom elektrolýzy sa premení na dodávku kyslíka do tábora.
Vzduch v zemskej atmosfére sa skladá približne zo 75 percent z dusíka a 20 percent z kyslíka.
Ekosystémy v skleníku budú produkovať kyslík a oxid uhličitý, dusík sa bude získavať z recyklácie moču a výkalov v recyklačnom module.

Vysvetlite, aký bude hlavný účel vášho mesačného tábora (napríklad: komerčné, vedecké a/alebo turistické účely).

Hlavným cieľom nášho projektu je vybudovať lunárny tábor, ktorý má slúžiť ako vedecká vývojová a prieskumná základňa, kde môže posádka skúmať a bádať z bezpečného miesta, ktoré jej poskytne všetko potrebné.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Organizácia je základom pre udržanie posádky pri živote, takže denníkové úlohy súvisiace s kontrolou musia byť organizované tak, aby boli bezpečné. 

Po prvé, je potrebné kontrolovať tlak vo vnútri stanovíšť, ak dôjde k strate tlaku, pretože vzduch vychádza zo stanovíšť, ľudia môžu zomrieť v priebehu niekoľkých minút.

Ďalším dôležitým procesom, o ktorý je potrebné sa starať, je elektrolýza, pretože tento proces vytvára kyslík, ktorý dopĺňa kyslík pochádzajúci z rastlín v skleníku.

Pokiaľ ide o energiu, hoci môžeme krátkodobo používať batérie, solárne panely sú dôležité na výrobu energie na napájanie zariadení a udržiavanie tlakových čerpadiel v chode.

Posádka bude rozdelená na zmeny, aby bolo možné kontrolovať všetky predchádzajúce aspekty, bude musieť existovať nočná zmena, aby bol niekto hore v prípade, že dôjde k poruche alebo problému v systéme a bude ho potrebné opraviť.

Potom bude nasledovať denná zmena, počas ktorej bude mať každý človek inú prácu v rôznych častiach tábora.

Každá zmena bude mať prestávky na jedlo a interakciu s ostatnými obyvateľmi tábora v spoločenských miestnostiach, na oddych alebo napríklad na využitie posilňovne, pričom nesmie zabúdať na čas spánku.



← Všetky projekty