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: Cebullion

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Poľsko 14 alebo mladší, 16, 18

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Naša základňa sa nachádza na dne krátera Shackleton, blízko južného pólu Mesiaca. Bude pozostávať z nafukovacej kupoly v tvare gule vyrobenej z kevlaru 29, ktorej polovica bude zakopaná do mesačného povrchu a druhá polovica pokrytá regolitom. Ďalšou časťou bude oblúk z lunárnych tehál, ktorý bude slúžiť ako garáž a priestor mimo základne a zároveň bude chránený pred radiáciou. Cieľom našej základne je skúmať Mesiac pre lepšie pochopenie sveta okolo nás, overiť účinky dlhodobého pobytu človeka vo vesmíre a preskúmať možnosť získavania He-3 z mesačného regolitu. Základňa má byť čo najľahšia, preto budú kupoly (gule) nafúknuté a plánovaná garáž bude vyrobená len z materiálov z Mesiaca. Základňa bude domovom pre 4 astronautov a bude pozostávať z piatich poschodí. Každé poschodie bude mať inú funkciu. Interiér základne bude štylizovaný tak, aby astronauti mali čo najväčší psychologický komfort a zároveň čo najnižšiu hmotnosť vyslanú zo Zeme, napr. plast štylizovaný na drevo. V budúcnosti má byť základňa sebestačná, aby to bolo možné, základňa sa dá ľahko rozšíriť (pomocou roverov, ktoré sú už na povrchu Mesiaca) o segmenty s väčším počtom hydroponických zariadení.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Základňu plánujeme vybudovať na južnom póle Mesiaca v Shackeltonovom impaktnom kráteri. Keďže dráha Mesiaca je odklonená od ekliptiky len o 5 stupňov, vnútro tohto krátera je vo večnej tme, vďaka čomu budú astronauti chránení tieňom kráterov pred kozmickým žiarením a radikálnymi zmenami teploty. Okrem toho sa v zatienenom kráteri nachádza voda vo forme ľadu. Veľký rovný priestor vo vnútri krátera je veľmi užitočný pre miesta pristátia, budúce cesty a rozširovanie základne. Vrcholy pozdĺž okraja krátera sú takmer nepretržite osvetlené slnečným svetlom, pričom na každom obehu Mesiaca strávia približne 80-90% vystavené slnečnému žiareniu, takže sme schopní vytvoriť solárnu farmu na nepretržité zásobovanie základne elektrickou energiou.

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

V prvej fáze sa na povrch Mesiaca dostanú dva typy roverov. Jeden na kopanie povrchu a druhý na zarovnávanie / potláčanie regolitu. Rypadlá sa postarajú o vyhĺbenie jamy pre nafukovaciu základňu alebo o úpravu jedného z menších kráterov, aby sa zmestili pod guľové štruktúry. Zároveň sa začne výstavba oblúka (garáže). Oblúk bude postavený z tehál z mesačného regolitu vypálených v špeciálnych slnečných tlačiarňach. Tieto tehly budú umiestnené na nafukovacom povrchu tak, aby vytvorili podporný oblúk (pôsobiaci ako rímske akvadukty). Keď budú všetky tehly položené, nafúknutý povrch sa odstráni, čím vznikne veľký priestor pod oblúkom, ktorý môžeme voľne využívať. Terén pod oblúkom sa tiež zníži, aby sa nám zväčšil priestor, ktorý máme k dispozícii. Samotný základ bude vyrobený z kevlaru 29 a umiestnený vo vykopanom polkruhu a následne nafúknutý tak, aby vyplnil celý priestor jamy. Guľa bude umiestnená tak, že pri opustení základne (obytnej časti) sa okamžite vstúpi do oblúka. V ďalšej fáze výstavby sa základňa a oblúk zasypú vrstvou regolitu na ochranu pred žiarením. Pochovávať ich bude rover s tlačiarňou, ktorý bude pomaly klásť ochrannú štruktúru vrstvu po vrstve. Pohyblivým tlačiarňam budú pomáhať predtým potrebné kopacie bagre.

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

Najväčšiu hrozbu na povrchu Mesiaca predstavuje kozmické žiarenie a mikrometeority. Prvým bezpečnostným prvkom je umiestnenie samotnej základne, ktorá sa bude nachádzať v hlbokom kráteri. Ďalším stupňom ochrany je hrubá vrstva regolitu na obytnej časti a garáži. Základňa je navrhnutá s ohľadom na menšiu pravdepodobnosť vystavenia astronautov radiácii, takže keď opustia obytný priestor, okamžite ich ochráni veľká strecha garáže. Garáž je miesto, kde budú môcť naši astronauti vykonávať práce, ktoré si vyžadujú veľa priestoru alebo ktoré sa musia vykonávať mimo základne, napr. údržba roverov, vybaľovanie zásob zo Zeme. V prípade núdze naši astronauti zostúpia do najnižšej úrovne základne, kde sú najlepšie chránení pred radiáciou. Slnečné erupcie sa musia monitorovať v záujme maximálnej bezpečnosti astronautov.

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

Vo vnútri krátera Shackleton nájde posádka vodu vo forme ľadu. Na získanie pitnej vody je potrebné ľad roztopiť. Voda by sa mala pripraviť v spracovateľskom závode, pretože voda môže byť znečistená. K ďalším úlohám spracovateľa vody patrí monitorovanie vody a zabezpečenie odhadovaného množstva zásob vody. Pomôže to pri riadení základných zásob. Voda sa bude recyklovať z moču a základnej atmosféry, vďaka čomu sa uzavrie kolobeh vody a takmer všetka voda sa opäť použije.

Na začiatku zriadenia základne budú stravu zabezpečovať pozemné služby. Hoci časom by sa malo množstvo potravín vyprodukovaných na základni zvýšiť, aby sa dosiahla sebestačnosť. Zdrojom potravín je hydropónia na palube základne. Výhodou tohto riešenia je veľký výber dostupných rastlín. Môžu byť vybrané špeciálne pre špecifickú stravu astronautov, aby im poskytli potrebnú výživovú hodnotu. Základňa bude vybavená aj hmyzími farmami, kde sa bude chovať hmyz na spestrenie stravy posádky a pridanie ľahko udržiavateľného zdroja bielkovín. Zloženie stravy sa bude konzultovať s dietológmi na Zemi, aby sa strava prispôsobila potrebám posádky. Vďaka tomu budú astronauti zdraví.

Elektrická energia sa bude získavať najmä zo solárnych panelov. Panely budú umiestnené na vrchole krátera, kde budú takmer vždy osvetlené (pretože kráter je na južnom póle) a so základňou budú spojené káblom, ktorý bude po celej dĺžke pokrytý vrstvou regolitu (na ochranu pred mikrometeoroidmi). Zariadenia ako rovery budú poháňané rádioizotopovými termoelektrickými generátormi (hlavne rovery, ktoré boli umiestnené pred vybudovaním solárnej farmy). Počas mesačnej noci budeme získavať energiu z batérií; vodík nahromadený ťažobným vozidlom a vodík, ktorý sa bude vyrábať elektrolýzou vody, keď budeme mať príliš veľa energie (napr. zo solárnych panelov počas dňa).

Vzduch je dôležitou súčasťou systému podpory života (LSS). Vzduch sa skladá prevažne z kyslíka a dusíka, pričom ich pomer by mal byť čo najpodobnejší pozemskej atmosfére. Aby sa dodržali pomery zmesi vzduchu, základňa bude vybavená senzormi na meranie a korekciu zloženia atmosféry základne. Spočiatku sa vzduch bude dovážať zo Zeme. V ďalších krokoch bude základňa vyrábať vzduch z vodnej elektrolyzy. Systém podpory života bude nielen dodávať kyslík a odstraňovať oxid uhličitý z atmosféry základne, ale aj zabraňovať hromadeniu plynov, ako sú amoniak a acetón, ktoré ľudia v malých množstvách vypúšťajú.

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

Cieľom našej základne je skúmať Mesiac, aby sa overili účinky dlhodobého pobytu človeka vo vesmíre a preskúmať možnosť získavania vzácneho izotopu hélia (He-3) z povrchu. Hélium-3 je potenciálne palivo budúcnosti, ktoré sa môže využívať v pokročilých fúznych reaktoroch na výrobu elektrickej energie na Zemi. Tento izotop budeme získavať pomocou lunárneho ťažobného vozidla. Vozidlo ťaží a spracúva mesačný regolit, pričom sa pomaly pohybuje po mesačnom povrchu po určenej dráhe. Ťažobné vozidlo môže za jeden rok získať približne 66 kg He-3. Funguje len počas lunárnych dní, pretože potrebuje veľa energie, ktorú naša základňa získava zo Slnka. Vozidlo získava z regolitu mnoho chemických zlúčenín vrátane H2O (na priame použitie v základni) a H2 (ako zásobu energie počas mesačnej noci).

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Deň astronauta sa začína rannou toaletou. Počas nej môže využívať bohaté sociálne zariadenia našej základne. Bude tak môcť začať pracovať čistý a svieži. K jeho denným povinnostiam patrí kontrola základne, či sa na nej nevyskytujú nejaké závady, napr. netesnosti, potom bude môcť začať pracovať na vedeckom výskume, ktorý mu bol v tom čase pridelený. Jeho ďalšími úlohami bude doplnenie chýbajúcej technickej a vedeckej dokumentácie, ktorá umožní efektívne fungovanie základne a uľahčí budúce opravy a zlepšenia. K povinnostiam posádky bude patriť aj starostlivosť o potraviny pestované na základni. Starostlivosť o stav rastlín, ich výsadbu a prípravu na konzumáciu. Na druhej strane, v hmyzích farmách sa musí dopĺňať živný roztok, čo umožní správne vyváženie stravy astronautov a posádka bude môcť prijímať čerstvé potraviny. Počas prestávok bude môcť kozmonaut odpočívať v špeciálne pripravenom priestore na základni. Takisto sa bude môcť stravovať a využívať posilňovňu na hornom poschodí základne. To mu umožní udržiavať správnu formu a kondíciu v podmienkach zníženej gravitácie. Počas pobytu bude tiež povinne sledovať zdravotný stav, aby sa neutralizovali prípadné nežiaduce účinky pobytu mimo zeme. Harmonogram posádky bude nepravidelný, pretože úlohy pre posádku nebudú zo dňa na deň podobné. Posádka bude vykonávať vedecké experimenty v mnohých oblastiach vrátane geologickej štruktúry Mesiaca, vplyvu nízkej gravitácie, možnosti získavania He-3 z povrchu, štúdia slnečného vetra atď. Kolonisti budú mať k dispozícii aj 3D tlačiareň. Tá umožní vytlačiť si potrebné nástroje a predmety v reálnom čase. Pre fungovanie budú veľmi dôležité výstupy posádky do vesmíru. To pomôže udržiavať základňu a infraštruktúru mimo základne, ako sú nádrže, ťažobné roboty a fotovoltické panely. Väčšina prác posádky bude prebiehať pod strechou, aby bola chránená pred radiáciou. Pre prvých astronautov je hlavnou úlohou usadiť sa, kontrolovať technológie a vykonávať výskum. Výskum na He-3 môže povzbudiť investorov, vďaka ktorým budú ďalšie misie osídlenie len rozširovať, aby sa Mesiac stal naším novým domovom.



← Všetky projekty