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: Ženský vesmírny džem

IES Cervantes  Madrid    Španielsko 17, 16

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Využívanie zdrojov in situ (ISRU) sa využije na zníženie rizika a nákladov na výstavbu a prevádzku lunárnej základne.
Náš Moon camp obsahuje rôzne moduly pre každodenný život, komunikáciu, výrobu potravín, výrobu paliva a vody, skladovanie a ďalšie zariadenia vrátane priestoru pre voľný čas.
Rôzne polosférické budovy pokryté regolitom budú tvoriť rôzne prepojené moduly. Urobili sme to preto, aby sme uľahčili pohyb astronautom, ktorí budú chránení pred slnečným žiarením. Tieto budovy tvoria geometrické štruktúry, navrstvené nad podzemnými miestami, kde budú ľudia spať vysoko chránení. V podzemí budú umiestnené aj niektoré zásoby vody a potravín.
Na jej dlhodobú prevádzku budú potrebné autonómne alebo zo Zeme riadené konštrukčné systémy vrátane roverov a robotov. Tieto zariadenia sú schopné pracovať v podmienkach zníženej gravitácie (1/10 gravitácie Zeme). Na výstavbu rozmanitých budov sa budú používať veľkoplošné 3D tlačiarne, ako aj autonómne systémy elektrolýzy na výrobu kyslíka a ďalšie systémy na komunikáciu a výrobu paliva.
Každodenný život na Mesiaci si vyžaduje výrobu potravín in situ. To predpokladá skleník na pestovanie zeleniny na obohatenej mesačnej pôde. Na výrobu vody a živín z regolitu, ako aj z ľudského moču a odpadu možno kombinovať rôzne postupy. Komunikácia so Zemou sa bude ľahko uskutočňovať vďaka odborným znalostiam a zázemiu vesmírnych agentúr. Bude to možné vďaka rôznym sondám, ktoré už boli vypustené a v súčasnosti sa pohybujú vo vesmíre.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Slnko najviac svieti na skrytú tvár Mesiaca. Ak umiestnime náš tábor na tomto mieste, vďaka veľkému množstvu slnečného svetla budeme získavať elektrinu pomocou solárnych panelov. Okrem toho by sme ho chceli umiestniť na južnom póle. Sú tam hlboké tmavé krátery plné ľadu a chemických prvkov, z ktorých by sme mohli získavať kyslík, vodík, vodu, palivo... Navyše by sme mohli z ľadu získavať vodu bez toho, aby nám došla.

Pokiaľ ide o nás, za najlepšiu možnosť považujeme umiestnenie nášho tábora na južnom póle a na skrytej strane Mesiaca. Takto by sme mali viac svetla, ľadu a mohli by sme zabrániť rozmrazovaniu. Keďže tento satelit nemá atmosféru, čím bližšie by sme boli k južnému pólu, tým menej by sme trpeli teplotnými výkyvmi, keďže by sme mali okolo seba ľadové bloky.

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

Na vybudovanie tábora na Mesiaci je potrebné použiť materiály, ktoré sa tam dajú získať, známe aj ako ISRU. Jedným z týchto zdrojov, ktoré sa dajú nájsť v hojnom množstve, je regolit. Má mnoho využití, napríklad na získavanie kyslíka, ale umožňuje aj tvorbu tehál pre lunárnu základňu. Skladá sa z prachu, pôdy, kúskov čadičových hornín a ďalších materiálov, ktoré možno získať na každom planetárnom povrchu. Je to tvrdý a kompaktný materiál.
Základňa bude postavená z tehál vytvorených zmiešaním regolitu a moču astronautov, z ktorých sa vytvorí betón. Regolit bude tvoriť tehly prostredníctvom špecifických 3D solárnych tlačiarní, ktoré navrhujú DIR, ESA-ESTEC a DIR.
Základňa mesiaca bude mať guľovitý tvar. Je to spôsobené tlakom vzduchu, ktorý bude pôsobiť smerom von, takže základňa musí simulovať štruktúru hyperbarickej komory, ktorá znesie veľké tlaky. Stropy musia byť nízke kvôli veľkým seizmickým pohybom, ktoré sa vyskytujú na povrchu Mesiaca, a kvôli úspore materiálu a času, ktorý sa môže použiť na vytvorenie rôznych modulov, z ktorých sa základňa skladá. V základni budú rúrkové chodby spájajúce moduly. časť základne bude vybudovaná pod zemou kvôli lepšej ochrane pred škodlivým slnečným žiarením (spálne, zásoby potravín a vody).

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

Mesiac sa nachádza v heliosfére, ktorú vytvára Slnko a ktorá ho chráni pred väčšinou kozmického žiarenia. Keďže sa však nachádza mimo magnetosféry, ochranného magnetického poľa Zeme, ktoré odráža väčšinu slnečných častíc, dostáva vysokoenergetické slnečné žiarenie. Toto ionizujúce žiarenie spôsobuje rôzne formy biologického poškodenia biomolekúl, buniek a tkanív, čo môže byť škodlivé pre duševné zdravie astronautov, viesť k zmenám v ich správaní, únave alebo vysokej úrovni stresu, alebo im dokonca môže spôsobiť rakovinu. Aby sme sa vyhli týmto negatívnym účinkom na astronautov, pracovali by sme najmä s prírodnými zdrojmi z Mesiaca. Na budovanie infraštruktúry by sme použili regolit, pretože má preukázateľný ochranný účinok proti radiácii. Okrem toho by sme spací modul, všetky zásoby a sklad potravín umiestnili do mesačných podzemných jaskýň, ktoré fungujú ako prirodzené zmierňovače radiácie.

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

Základňa sa bude nachádzať na južnom póle Mesiaca, aby bolo možné získavať vodu z ľadu. Na základni sa bude zhromažďovať a filtrovať na neskoršie použitie. Okrem toho budeme získavať ďalšie množstvo vody z kráterov v blízkosti osady. Tieto krátery obsahujú ľad a chemické prvky. Budeme môcť získať atómy vodíka a kyslíka, aby sme vytvorili molekuly vody. Ľad sa bude zbierať a filtrovať na základni na neskoršie použitie. Voda sa bude získavať aj z regolitu, metánu a z ľudského odpadu.

Zelenina a ovocie sa budú pestovať v skleníku. Pôdu bude tvoriť regolit, voda a ľudský odpad. Musí byť bohatá aj na dusík. Tlak vo vnútri skleníka bude podobný tlaku zemskej atmosféry. V tábore bude kruhový vodný okruh, ktorý bude presmerovávať prebytok vody do skleníka. Cieľom je zavlažovať rastliny vo vnútri skleníka. Potraviny sa budú skladovať v sklade v blízkosti kuchyne. Okrem potravín zo skleníka budú astronauti nosiť zo Zeme spracované potravinové balíčky.

Elektrická energia sa dá získať zo solárnych panelov, pretože na Mesiaci sa získava viac energie kvôli absencii atmosféry alebo ionosféry. Žiarenie je však 1000-krát väčšie ako na Zemi, takže môže poškodiť solárne panely alebo znížiť ich účinnosť.
Mohlo by sa použiť aj palivo získané z regolitu, keďže existujú metódy na jeho získanie. Najúčinnejšou metódou je použitie nerádioaktívneho hélia 3, ktoré sa nachádza na Mesiaci, na uskutočnenie štiepnych reakcií.
Energia sa bude ukladať do supravodivých batérií a bude k dispozícii počas mesačnej noci, keď je najviac potrebná.

Na získanie kyslíka je jednou z najlepších možností využitie mesačného regolitu, ktorý obsahuje 45% kyslíka. Je chemicky viazaný na kovy, takže je ťažké z neho získať atómy kyslíka. Proces si vyžaduje komoru, v ktorej je regolit ponorený do zlúčenín roztavenej soli pri teplote 950 ºC a prechádza cez ňu prúd vzduchu. Vďaka tomu sa spustí proces extrakcie kyslíka. Najnovší výskum zlepšuje teplotné požiadavky na získavanie kyslíka. Je zrejmé, že to musí byť doplnené metódami recyklácie kyslíka. Najúčinnejšia z nich, ktorá je v súčasnosti k dispozícii, je známa ako roxin.

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

Hlavný účel je vedecký, zameraný na výskum povrchu Mesiaca a jeho materiálov. Umožní tiež vedcom experimentovať v iných tlakových, radiačných, gravitačných a vlhkostných podmienkach, než aké sú na Zemi. Existuje aj ďalší vedecký účel, ktorý spočíva vo vytvorení raketoplánu na Mars alebo iné misie. Keďže na Mesiaci nie je gravitácia, vypúšťanie rakiet je jednoduchšie. Okrem toho sa Mesiac môže využiť ako tranzitný priestor pre astronautov, ktorí sa po dosiahnutí optimálneho času na cestu dostanú na Mars.

Mesiac má technologicko-priemyselný účel, pretože je bohatý na materiály a minerály, ktoré sú zaujímavé pre rôzne využitie, ako napríklad titán a iné vzácne kovy. Existuje niekoľko podnikov, ktoré sa už zameriavajú na využívanie týchto zdrojov. Okrem toho existuje niekoľko spoločností zameraných na možnosti turistického využitia, ale to je dlhodobá myšlienka.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Vzhľadom na to, že svetelný deň na Mesiaci trvá 14 pozemských dní a že ľudské telo nie je schopné vydržať toľko hodín bez spánku, budeme vychádzať z pozemského dňa (24 hodín), ktorý by bol podobný dňu na Medzinárodnej vesmírnej stanici.

Deň rozdelíme na tri rôzne časti: pracovný čas (približne 12 hodín), čas odpočinku (4 hodiny) a čas spánku (8 hodín).

Na začiatku budú mať astronauti hodinu (prvú z obdobia odpočinku) po prebudení, aby si zahriali telo fyzickým cvičením. Keďže gravitácia Mesiaca je desaťkrát nižšia ako gravitácia Zeme, svaly a orgány sa v dôsledku zmeny krvného tlaku menia a slabnú. Z tohto dôvodu je nevyhnutná kompletná fyzická príprava na začiatku dňa. Po tréningu sa všetci členovia posádky zhromaždia v kuchyni, aby si mohli dať raňajky. Potom uskutočnia poradu v telekomunikačnom module, aby si rozdelili denné úlohy.
V tomto okamihu sa začne pracovná doba. Úlohy súvisiace s údržbou stanice zahŕňajú: revíziu hladiny vody a paliva v nádržiach. Musí sa skontrolovať úroveň svetla, vlhkosti, tlaku a teploty v skleníku. Zo solárnych panelov sa musí odstrániť mesačný prach, aby sa zabezpečilo ich správne fungovanie, ako aj čistenie dronov a roverov, odstránenie prachu a zvyškov regolitu pomocou ultrazvukového umývania, ak je to potrebné. Zvyšné činnosti, ktoré sa majú vykonávať počas pracovného dňa, by súviseli s účelmi usadenia sa na Mesiaci, ktoré už boli spomenuté v inej časti.

Medzi jednotlivými úlohami bude v prvej polovici dňa obed a odpočinok, počas ktorého sa všetci zhromaždia v jedálni približne na hodinu. Po skončení všetkých povinností, približne v polovici dňa, budú mať voľný čas približne 2 hodiny pred večerou a opätovným spánkom, aby astronauti mohli primerane dlho spať (8 hodín).



← Všetky projekty