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: Temná strana syra

UTC Portsmouth  Portsmouth    Spojené kráľovstvo 16

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Naša misia na lunárnu základňu bude rozdelená do 4 počiatočných etáp:

V etape 0 by bol vyslaný malý tím, ktorý by pred návratom domov nastavil automatizovanú 3D tlačiareň na laserové spekanie, vyrobil tehly potrebné na stavbu základne a v samostatnej misii nastavil malý jadrový reaktor s niekoľkými špecialistami.

Fáza 1 bude zahŕňať 2 rakety, z ktorých jedna vyšle stavebné zdroje (rámy, stany a vzdušné zámky) a druhá privezie počiatočnú posádku - pomocou ľahko postaviteľných rámov a tlačených tehál (priebežne vyrábaných medzi misiami) môžu postaviť 3 počiatočné stredové kupoly. 

Fáza 2 bude obsahovať viac stavebných materiálov na výrobu 3 väčších vonkajších kupol na rozšírenie základne, tiež zdroje na udržanie posádky a na výskum - v tretej a poslednej rakete fázy 2 príde viac ľudí na doplnenie kompletnej posádky. 

V 3. etape bude vyslaná pomocná posádka, ktorá nahradí pôvodnú posádku, ktorá sa vydala na cestu v 1. etape, ako aj akékoľvek vybavenie alebo materiály, ktoré si posádka vyžiada - toto užitočné zaťaženie bude pôsobiť ako reakcia na akékoľvek problémy alebo potreby, ktoré môže identifikovať len posádka, aby sa zabezpečilo, že všetky nepredvídané problémy budú mať miesto v pláne na riešenie. 

Všetky užitočné náklady budú vynesené raketami Arian 5, pretože majú ideálnu kapacitu a funkčnosť dvojitého užitočného zaťaženia, keď sa okrem členov posádky posiela aj vybavenie.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Naša lunárna základňa sa bude nachádzať v blízkosti Stöflera, čo je kráter v Južnej vysočine. Na južnú stranu dopadá väčšinu dňa slnečné svetlo, ktoré nám poskytuje energiu prostredníctvom solárnych panelov, ako aj svetlo na vykonávanie úloh počas celého dňa. Vďaka kráterom v neustálej tme je tu prístup k mesačnému ľadu, ktorý je dôležitým zdrojom najmä v neskorších fázach fungovania základní (na výrobu raketového paliva). Keďže konečným cieľom našej základne je stať sa základňou na odpaľovanie rakiet), umiestnenie na južnej strane umožňuje raketám vykonávať manéver s prakom okolo Zeme, keď sa vydávajú na cestu do slnečnej sústavy. Tým sa dosiahne veľké zvýšenie rýchlosti lode bez veľkej spotreby paliva, čím sa štarty stanú ešte efektívnejšími.

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

Náš mesačný tábor bude modulárny, aby sa pri rozširovaní základne mohli ľahko pridávať nové štruktúry. Každá štruktúra sa skladá z 3 vrstiev (zobrazenie v našom modeli s analýzou rezov) a vzdušných zámkov pre východy a vchody. Vnútorná vrstva bude z polyesteru potiahnutého PVC (inšpirovaného horolezeckými stanmi a vzduchotesnými skleníkmi), pretože sa dá ľahko pripnúť k vrstve 2 a je úplne vzduchotesná - takže môže byť natlakovaná a stať sa obytným priestorom pre posádku. 2. vrstva bude kovový rám z trojuholníkov vytvárajúci kupolu, pretože oblúky sú najpevnejším tvarom a trojuholníky sú robustné a ľahko sa konštruujú. Kovový rám môžu členovia posádky v skafandroch ručne postaviť z hliníkových tyčí s priemerom 50 mm. Treťou a poslednou vrstvou bude kamenná kupola z tehál vyrobených z lunárnej zeminy, ktoré sa budú dať ľahko zostaviť so vzájomne sa prekrývajúcimi tvarmi a budú sa podopierať mimo kovového rámu - budú ich vyrábať automatizované roboty SLS Regolith Printing naprogramované na ich výrobu, pričom po etape 0 zostanú na Mesiaci, aby boli tehly pripravené na etapu 1. Po úvodných 4 etapách bude 6 kupol s priemerom 6 m a 3 s priemerom 12 m. Malých 6 bude určených pre: Kuchyňa, kontrola energie a kyslíka, obytné priestory, telocvičňa, komunikačné centrum a ošetrovňa. Väčšie 3 budú každá rozdelená na polovicu polymérom (takže vzduchotesné), pričom polovica každej bude určená pre riasy a hydropóniu a zvyšné 3 polovice budú dielňa, laboratórium a skladovací priestor.

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

Prioritou číslo 1 pri navrhovaní mesačnej základne je bezpečnosť posádky. Konštrukcie základne sú vyrobené z kupol, ktoré sú prirodzene najpevnejšie, aby zabezpečili dlhú životnosť, ako aj ochranu členov posádky pred prípadnými spŕškami asteroidov alebo vesmírneho odpadu. Vnútorný materiál stanu je pevný a potiahnutý polyesterom, aby sa zabezpečilo, že sa neroztrhne ani nepretečie. Úroveň žiarenia na povrchu Mesiaca je približne 200-krát vyššia ako na Zemi, pretože chýbajúca atmosféra blokuje CMBR - preto je vonkajšia vrstva kupoly taká hrubá, ako je (500 mm), pretože pohltí väčšinu žiarenia a akékoľvek ďalšie žiarenie zastaví stan (ktorý bude reflexný). A nakoniec je to absolútna absencia zlyhania jedného bodu - všetky kupoly majú viacero prístupových ciest, solárnu energiu s jadrovou zálohou, systém výroby kyslíka a riasy - žiadne zlyhanie jedného bodu by nemohlo systém narušiť.

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

Väčšina vody bude pochádzať zo systému na regeneráciu vody (WRS), ktorý zhromažďuje vodu z okolia (kondenzát a vlhkosť), ako aj moč. Voda sa vytvára aj v Sabatierovom systéme; kombináciou vodíka vyrobeného v OGS (pozri 2.4 D) s oxidom uhličitým sa vyrába voda (teplo a metán). Táto voda sa teraz môže použiť na ľubovoľné použitie. Teplo sa môže použiť na vykurovanie základne a uložený metán sa môže použiť ako palivo. Ďalšia voda pre jazierka s riasami, čerstvá zásoba vody, ktorá sa bude miešať do systému a neskôr sa použije na výrobu vodíka a kyslíka pre raketové palivo; bude pochádzať z nánosov ľadu na Mesiaci.

V počiatočných fázach misie budú astronauti žiť z prídelu potravín, ktoré im pošlú zo Zeme. Tieto zásoby sa budú dopĺňať pri ďalších pristátiach potrebných na misiu. V prvej fáze sa na Mesiaci vytvorí jedna z troch "agrodómov". V nich sa budú nachádzať hydroponické priestory (okrem iného), v ktorých sa budú pestovať potraviny potrebné na zásobovanie lunárnej základne. V ďalších etapách sa vytvorí infraštruktúra potrebná pre ďalšie dva zálivy. Naďalej však bude potrebné pravidelne dovážať prídel zo Zeme, aby sa zabezpečila bezpečnosť a doplnili minerály a soľ pre astronautov. Hydropónia umožňuje astronautom a pozemným tímom takmer úplne kontrolovať rast plodín, načasovať úrodu a zabezpečiť živiny pre plodný rast. Pestované plodiny budú geneticky modifikované tak, aby rástli väčšie a rýchlejšie ako prirodzene sa vyskytujúce plodiny; maximalizujú produkciu potravín.

Väčšina vesmírnych operácií je napájaná solárnymi panelmi, sú vynikajúce. Vo vesmíre sú tiež účinnejšie ako na Zemi, pretože tam nie je atmosféra, ktorá by znižovala intenzitu svetla. Po dokončení bude naša lunárna základňa využívať tri sústavy solárnych panelov spolu s malým jadrovým reaktorom, reaktorom s rýchlymi neutrónmi (FNR), ktorý využíva chladivo Na-K-C. Keďže funguje spoľahlivo (vo vesmíre), eliminuje riziko SCRAM (alebo roztavenia). Poskytuje ďalšiu vrstvu ochrany pred stratou energie v prípade poruchy, a to nad rámec troch samostatných polí solárnych panelov. Rovnako ako zabezpečenie základnej potreby energie. Bude umiestnený v neďalekom kráteri, ktorý bude v prípade havárie slúžiť ako štít, ale zároveň udrží reaktor v tieni, čo napomôže jeho chladeniu. V čase, keď bude potrebné nahradiť reaktor FNR, majú nové technológie, ako napríklad hybrid jadrovej energie, batérie a reaktora, potenciál byť ešte účinnejšie.

Väčšina vzduchu sa recykluje pomocou systému na výrobu kyslíka (OGS). Tento systém využíva elektrolýzu na štiepenie vody na kyslík a vodík. Vyrobený vodík sa používa v systéme WRS (pozri 2.4 A). Tento systém sa používa na ISS a v ponorkách sa používa už viac ako 50 rokov. To znamená, že je vyskúšaný, otestovaný a všetky jeho hlavné nedostatky, ktoré sa prejavujú až v praxi, boli odstránené. Systémy nikdy nemôžu byť dokonalé a určite sa vyskytnú straty vzduchu, ktoré ISS rieši dodávkami kyslíka zo Zeme. Kyslík však budeme dopĺňať pomocou nádrží s riasami na základni. Oba tieto systémy budú spolupracovať, aby posádke zabezpečili dostatočné zásoby dýchateľného vzduchu. Ak dôjde k narušeniu základne, netesné miesta sa dajú izolovať, pretože všetky dvere sú vzduchotesné.

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

Cieľom našej misie je vytvoriť na Mesiaci sebestačnú základňu, ktorá je predpokladom pre vesmírnu stanicu na dopĺňanie paliva. V budúcnosti sa budeme snažiť dostať čoraz ďalej do našej galaxie, aby sme mohli skúmať, objavovať a prípadne obývať nové nebeské telesá vo vesmíre. Počas vesmírnych ciest (napríklad štarty na Mesiac a Mars) sa väčšina paliva spotrebuje na únik z atmosféry Zeme, čo výrazne znižuje dolet vesmírnej lode. Naša základňa bude slúžiť na zastavenie a doplnenie paliva po úniku zo Zeme pred opätovným štartom a cestou tam, kam loď smeruje. Preto je naša konštrukcia základne vysoko modulárna, aby sa po úvodnej štvorstupňovej misii mohla rozšíriť na väčší prístav s tankovacími zariadeniami.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Naším cieľom je, aby deň na Mesiaci pre našu posádku presne zodpovedal pracovnému dňu na Zemi, aby sa posádka ľahšie a rýchlejšie prispôsobila novému prostrediu a aby sa znížil pocit abnormality z ich pozemského života. Dni sa začnú cvičením v telocvični - ktorá bude obsahovať bežecký pás s bungee postrojom na simuláciu silnejšej gravitácie - po ktorom budú nasledovať raňajky, aby sa ľudia nabrali energie na celý deň. Potom by každý člen posádky dostal rannú úlohu alebo úlohy, ktoré by záviseli od jeho individuálnych úloh V prvej fáze misie budú 4 členovia posádky: Veliteľ, ktorý sa špecializuje aj na botaniku, medik a 2 inžinieri - príkladom práce by mohlo byť zriaďovanie nových štruktúr pre ďalšie etapy, údržba základne alebo zariadení alebo monitorovanie hydropónie (v neskorších etapách). V 2. etape sa posádka doplní o ďalšieho (špecializovanejšieho) botanika (keďže veliteľova vodcovská úloha je jeho hlavnou prioritou), výskumného vedca a ďalšieho inžiniera, keďže výstavba a údržba zariadení je pre misiu veľmi dôležitá. Po dopoludňajších úlohách bude obed a nejaký voľný čas v závislosti od toho, koľko /ako naliehavých úloh je počas daného dňa. Potom by prišli popoludňajšie úlohy, ktoré by (rovnako ako dopoludnia) záviseli od jednotlivých úloh členov posádky. Výskumné úlohy by boli dôležité, pretože naša základňa bude musieť vykonať rozsiahle testy, aby splnila svoj účel ako predpoklad zastavenia vesmírnej lode, ale aj skupiny z celého sveta, ktoré majú záujem o výskum Mesiaca, ako napríklad univerzity, by mohli predkladať žiadosti o testy a vzorky podobne, ako ISS podporuje globálny výskum, a zároveň poskytuje sekundárny zdroj financovania projektu lunárnej základne. Máme v úmysle, aby tento deň zostal konzistentný, avšak sme pevne presvedčení, že rozhodnutia o plánovaní by sa mali prijímať od prípadu k prípadu, pretože reagovanie na nový a nepredvídaný vývoj je tak nevyhnutné pre prosperitu mimo planéty, takže prestávky a iné časové intervaly môžu byť obetované a v prípade potreby neskôr nahradené. Po skončení denných úloh budú mať členovia posádky večeru a voľný čas na oddych a zábavu pred spaním.



← Všetky projekty