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: PIoneers

Tudor Vianu Národná stredná škola informatiky  Bukurešť    Rumunsko 15 Tretie miesto - členské štáty ESA

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Názov PIoneers (slovná hračka obsahujúca konštantné PI) najlepšie vystihuje náš tím vzhľadom na to, že náš mesačný tábor bude centrom prelomového vedeckého výskumu v nasledujúcich desaťročiach. Dúfame, že naša osada sa môže stať odrazovým mostíkom pri rozširovaní ľudskej prítomnosti v slnečnej sústave prostredníctvom vývoja a testovania kľúčových technológií potrebných na kolonizáciu planéty. Po prvé, náš tábor plánujeme vybudovať v lávovej rúre v blízkosti južného pólu, čo je najvhodnejšie miesto na Mesiaci z hľadiska podobnosti so zemskou teplotou a kde sa nachádza aj vodný ľad, základný zdroj, ktorý umožňuje prítomnosť astronautov. Naša základňa bude pozostávať z modulov, počnúc obytnými priestormi, vedeckými laboratóriami a stanicami na výrobu kyslíka. Takto bude možné ľahko zavádzať nové oblasti. Niektoré z prvých modulov budú prefabrikované na Zemi a zmontované na Mesiaci, a keď zistíme potrebu nových priestorov, začali by sme ich stavať z materiálov dostupných na Mesiaci. Okrem toho, umiestnením tábora v lávovej rúre nielenže minimalizujeme možné nebezpečenstvá, ale zakomponujeme aj redundantné systémy. Životne dôležité zdroje, ktoré ľudia potrebujú, sú voda (ťažená z ľadu na južnom póle), potraviny (vyrábané v mesačnom skleníku), energia (zo solárnych panelov) a vzduch (elektrolýzou z rastlín a tiež pomocou regolitu). Preto vytvárame prostredie, v ktorom sa astronauti nepochybne dokážu prispôsobiť a sústrediť na prácu lunárnych výskumníkov, pričom životné podmienky sú čo najviac podobné tým na Zemi.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Našu základňu chceme vybudovať v blízkosti južného pólu Mesiaca, kde by lávové rúry tvorili ohradu ľudského obydlia. Našou hlavnou prioritou bolo nájsť miesto s dôstojnými životnými podmienkami pre astronautov, ktorí budú ubytovaní v mesačnom tábore. Preto sa náš výber obmedzil na póly, kde sa teploty pohybujú od -50 °C do 0 °C, ľudia majú neustále slnečné svetlo a vo vnútri lávových rúr sú teploty znesiteľné. Rozhodujúcim argumentom v prospech južného pólu bola prítomnosť vodného ľadu, z ktorého by sme mohli získať tekutú vodu, nevyhnutnú pre ľudí žijúcich v našom mesačnom tábore. Navyše krátery v oblasti južného pólu blokujú vstup slnečného svetla dovnútra (silný argument, aby sa astronautom dobre spalo) a obsahujú fosílne zásoby vodíka, ktorý by sme mohli použiť na dýchateľný vzduch, ale hlavne na palivo.

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

Ak vezmeme do úvahy, že máme na mysli vybudovanie mesačného tábora v lávovej rúre a skutočnosť, že môžu mať veľmi veľký priemer, hlavnou myšlienkou by bolo vytvoriť ho na dne lávovej rúry a použiť výťah (obrázok 19), aby sme sa dostali na povrch Mesiaca. V ideálnom prípade by mal byť tábor modulárny, aby bola integrácia nových častí jednoduchšia. Takýmito modulmi môžu byť obydlia, vedecké laboratóriá, stanice na výrobu kyslíka a ďalšie. Obytné moduly budú spojené vzduchotesnými rúrami, aby sa obmedzil počet potrebných vzdušných zámkov. Tieto moduly musia byť tiež vzduchotesné a musia mať pevný vonkajší plášť, ktorý ich ochráni pred radiáciou a prípadným odpadom. Tvar bude mať kupola, aby sa rozptýlilo napätie. Spočiatku bude mesačná základňa vopred vyrobená na Zemi z materiálov, ako je titán pre svoju tvrdosť (najmä plášť), ale neskôr ju môžeme rozšíriť o budovy z mesačného betónu, čo je zmes síry a zdrojov kameniva dostupných z Mesiaca.

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

V prvom rade by sme mali astronautov chrániť pred mesačným prachom, 354-hodinovým cyklom dňa a noci, radiáciou, zemetraseniami a výbuchmi mikrometeoritov. Usadením sa v lávovej rúre na južnom póle, kde si astronauti môžu užívať slnečné svetlo, prekonáme mnohé nebezpečenstvá. Pôda je skvelým spôsobom ochrany astronautov pred radiáciou a mikrometeoritmi. Pretože mesačný prach môže spôsobiť problémy s dýchaním a zhoršenie zdravotného stavu, ak sa dostane do nášho úkrytu, budeme mať filtre a silné prúdenie vzduchu, aby sa k nemu ostrý a hojný kremík nedostal. Okrem toho bude k dispozícii vzduchová komora (obrázok 8), kde by sa astronauti mohli očistiť od prachu pred vstupom do obytného priestoru. Steny lávovej rúry plánujeme spevniť, aby sme zabránili ich prípadnému zrúteniu počas zemetrasenia. Vďaka takmer nepretržitému slnečnému žiareniu z južného pólu môžeme pomerne lacným spôsobom vyrábať elektrinu, takže naša základňa bude mať aj umelé svetlo a veľmi potrebný vykurovací systém.

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

Voda je životne dôležitý zdroj, ktorý ľudia potrebujú na prežitie, preto sme tejto téme venovali veľkú pozornosť. Našou hlavnou myšlienkou je, že astronauti môžu odstrániť vodný ľad z pólov, aby mohli spolunažívať na Mesiaci, ale samozrejme s potrebným špeciálnym vybavením kvôli vysokým teplotám. Potom použijeme vŕtačku so solárnymi panelmi na jej vrchole (obrázok 13). Týmto spôsobom sa nástroj zahreje a prenikne dovnútra hrubej vrstvy Mesiaca. Po vyťažení ľadu tak budeme môcť použiť ďalšie solárne panely na jeho roztápanie. Pomocou profesionálneho zariadenia potom môžeme vodu filtrovať a vyrábať zdravú pitnú vodu. Tento proces plánujeme vykonávať dvakrát týždenne a zvyšnú vodu zhromažďovať v zásobníku (obrázok 17). Na filtráciu môžeme využiť aj systém recyklácie vody na Medzinárodnej vesmírnej stanici.

Jedlo sa skrátka rovná energii a naši astronauti jej potrebujú dostatok. V prvom rade, aby bolo jedlo dopravované do vesmíru čo najefektívnejšie, musí byť ľahké, kompaktné, chutné, výživné a trvanlivé počas dlhého obdobia bez chladenia. Avšak bez ohľadu na to, koľko jedla si astronauti na Mesiac prinesú, stále to nebude stačiť. Preto musíme potraviny vyrábať aj na Mesiaci. Náš nápad zahŕňa nevyhnutný lunárny skleník, ktorý by pokryl nedostatok atmosféry alebo prirodzenej vody a chránil rastliny pred vysokými teplotami. Medzi rastliny pestované v našom skleníku v regolite patria zemiaky a reďkovky (vitamín C), paradajky (vitamín A), zeler (draslík), Arabidopsis thaliana (kvitnúca rastlina), vajíčka priadky morušovej (bielkoviny) a šalát (vápnik), ktoré našim vesmírnym bádateľom poskytnú toľko potrebné živiny. Astronauti by dýchaním zabezpečili oxid uhličitý a pomocou systému recyklácie vody by získali vodu pre rastliny zo svojho moču.

Na zhromažďovanie energie sme si všimli, že na Mesiaci sú miesta, ako napríklad okraj krátera Shackleton na južnom póle, ktoré majú trvalé slnečné svetlo, a aby sme predišli problému príliš dlhých mesačných nocí, umiestnili sme náš mesačný tábor v tejto oblasti južného pólu. Preto by sme tam mohli umiestniť solárne panely (obrázok 14), ale potrebujeme aj nejaké rovery (obrázok 12), ktoré by na základňu privážali energiu. Potom môžeme solárnu energiu ukladať do palivových článkov (obrázok 16), ktoré pri plnom nabití vydržia 17 dní v kuse. Týmto spôsobom sa vyhneme aj problému zatmení Mesiaca, keď Zem úplne blokuje slnečné svetlo.

Najdôležitejšou vecou, bez ktorej človek nemôže žiť, je vzduch, preto sme sa museli nad touto časťou projektu vážne zamyslieť. Najprv si pred odletom zo Zeme urobíme "zásoby" s dostatočným množstvom kyslíka na prvých pár dní na Mesiaci a po dosiahnutí cieľa ho začneme dostávať (kyslíková stanica: obrázok 27). Rastliny sú prostriedkom na výrobu vzduchu a môžu sa používať na výrobu vzduchu aj potravín. Keďže však elektrolýzou zaberajú pomerne veľa miesta, môžeme využiť aj vodu, ktorá zostala v zásobníku. Okrem toho môžeme spracovať regolit bohatý na kyslík. Jednou z experimentálne overených metód je elektrolýza roztavenou soľou, ktorá spočíva v zmiešaní mesačnej pôdy pri vysokých teplotách s chloridom vápenatým, a potom, keď zmesou prechádza prúd, kyslík sa zhromažďuje okolo anódy, kde sa získava.

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

Základný účel nášho mesačného tábora bude vedecký, ale náš tím navrhol osadu tak, aby sa dala ľahko zmeniť, keď sa na povrchu Mesiaca nevyhnutne začne rozširovať prítomnosť ľudí. Po zvážení astronomických nákladov a mnohých rizík spojených s prvými misiami na Mesiac sme sa rozhodli, že našimi prvými osadníkmi by mali byť vedci a inžinieri. Veríme, že budú najvhodnejší na správne vedenie každodenných experimentov a zároveň na údržbu a modernizáciu zložitých systémov osady. Keďže ľudských misií na Mesiac bude čoraz viac, náklady sa budú znižovať a technológia bude napredovať a bude efektívnejšia a spoľahlivejšia. Keď sa tak stane, mesačný tábor sa bude môcť jednoducho rozšíriť, aby sa doň zmestilo viac ľudí, z ktorých niektorí by mohli byť aj turisti, čím sa rozšíri prítomnosť ľudstva na Mesiaci.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Považujeme za veľmi dôležité, aby sme mali vždy niekoho, kto bude v prípade núdze hore, preto sme sa rozhodli, že astronauti budú mať rôzne spánkové cykly. Výsledkom je, že posádka bude rozdelená rovnomerne do troch zmien (ktoré sa budú prekrývať približne na dve hodiny zo sociálnych dôvodov, celý tím sa v tom čase stretne), takže experimenty budú prebiehať 24 hodín denne. Bez ohľadu na to, v ktorej zmene sa astronaut nachádza, po prebudení vykoná svoju hygienu a potom sa naraňajkuje v jedálni našej základne (obrázok 36). Po raňajkách sa posádka presunie do telocvičného modulu (obrázok 29), kde každý člen absolvuje aspoň minimálne množstvo fyzických cvičení, aby sa udržal v kondícii, zdraví a bojoval proti negatívnym účinkom nižšej gravitácie na ľudský organizmus. Potom každý člen posádky dostane od pozemnej kontroly (obrázok 22) príslušné úlohy a začne pracovať na pridelenej práci vo výskumnom module (obrázok 21) alebo pri špeciálnych príležitostiach môže ísť von študovať mesačné prostredie. Po polovici pracovného obdobia posádka využije hodinovú obedňajšiu prestávku a bude mať jedlo, ktoré pozostáva zo skleníkových potravín (obrázok 33). Potom sa astronauti vrátia k práci až do konca 8-hodinového výskumného programu. Potom bude nasledovať večera a po nej voľný čas, keď si každý môže vybrať, aké aktivity chce robiť, aby si oddýchol (napríklad sa porozprávať s rodinou alebo si prečítať knihu). Na získanie väčšej jednoty v tíme by sa astronauti mohli raz týždenne zúčastniť na špeciálnych aktivitách, ako je napríklad filmový večer a hranie stolových hier v obývačke (obrázok 37). Po náročnom dni si astronauti urobia hygienu (kúpeľňa: obrázok 30) a vrátia sa do svojej kajuty (obrázok 31), aby si pospali približne 8 hodín, pretože odpočinok je mimoriadne dôležitý na zvládnutie stresu a náročných podmienok na povrchu Mesiaca.



← Všetky projekty