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: Projekt ZLE

Stredná škola King Kekaulike  Pukalani    Spojené štáty americké 16, 17

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Navrhli sme mesačný tábor so zámerom mať mimoriadne bezpečné, do veľkej miery modulárne a najmodernejšie zariadenie, ktoré by mohlo otvoriť novú éru lunárnych experimentov. Vo svojej podstate sme vytvorili základňu, ktorej hlavnou prioritou je bezpečnosť. Takmer každý systém je trojnásobne redundantný, takže stačí, aby sa jeden aspekt pokazil, ako sa to často stáva pri novodobom výskume vesmíru, a celý systém môže fungovať bez chyby. Ďalej sme si stanovili cieľ, aby bol celý systém, nielen obydlia, plne modulárny, ale aj bezpečný. Zohľadnili sme to a navrhli sme všetko tak, aby bolo ľahko vymeniteľné v interiérovom a exteriérovom usporiadaní, aby sa dalo zostaviť a rozobrať len pomocou skromnej vŕtačky. Nakoniec sme začlenili niektoré z najmodernejších návrhov vesmírneho priemyslu v oblasti kulminácie energie a vody, ako aj skonštruovali niektoré naše vlastné technológie na zvládnutie drsného povrchu Mesiaca.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Rozhodli sme sa postaviť náš mesačný tábor na okraji južného pólu, v kráteri Shackleton. Toto miesto sme si vybrali, pretože:

1) Nachádza sa dostatočne ďaleko od skutočného pólu, aby sa znížili environmentálne vplyvy vytvorenia základne na póle, ako sú žiarenie, vetry, zmeny teploty a mesačné zemetrasenia. 

2) Na okraje tohto krátera dopadá takmer neustále slnečné svetlo, čo umožňuje, aby naša solárna farma pracovala na maximálny výkon čo najdlhšie a spoliehala sa na iné záložné zdroje energie len vtedy, keď je to absolútne nevyhnutné.

3) Na dne krátera je extrémne nízka teplota, takže pod povrchom môže byť zamrznutá voda, ktorá je jedným z niekoľkých možných zdrojov vody pre našu základňu.

4) Výskum "večne tmavej" oblasti v strede krátera by mohol priniesť možnosti dôležitých vedeckých objavov.

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

Náš mesačný tábor plánujeme zostaviť vypustením komponentov zo Zeme a ich montážou na povrchu Mesiaca. Oceľové šesťuholníkové základové dosky, podpery a steny z olova a uhlíkových vlákien pre každé obydlie by boli zabalené do žiaruvzdorného vlákna a vypustené spoločne, vystrelené z kozmickej lode obiehajúcej okolo Mesiaca. Ich zostup by sa spomalil pomocou prúdových motorov podobných tým, ktoré sa používajú v žeriave NASA SkyCrane. Balík by po pevnom dopade na povrch Mesiaca označil svoju polohu a signalizoval by, že je pripravený na interakciu s ľuďmi a montáž. Pristávací modul s astronautmi by potom pristál vo vzdialenosti do 50 metrov od miesta, čo by umožnilo podpornému tímu astronautov za asistencie robotov a elektrického náradia zmontovať steny základne a natlakovať a okysličiť aspoň jeden modul, kde by sa potom mohli preskupiť a pripraviť na ďalšie rozširovanie základne podľa potreby misie.

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

Bezpečnosť bola pre nás v procese navrhovania na prvom mieste. Takmer v každom aspekte nášho návrhu máme aspoň dve zálohy pre prípad, že by prvý aspekt zlyhal. Od základu sme vytvorili systém odpruženia podobný vinutým pružinám, ktorý podopiera celú základňu. Hlavným účelom tejto konštrukcie by bolo zabezpečiť tlmenie mesačných otrasov, ale aj vytvoriť vyrovnaný povrch vo vnútri habu pre prípad, že by základňa musela byť umiestnená mierne naklonená. Rozhodli sme sa tiež vytvoriť kompozitnú stenu s použitím prevažne ľahkých materiálov, ako sú uhlíkové vlákna a sklenené vlákna, s vonkajšou vrstvou olova, ktorá by odrážala žiarenie. Keďže sa nenachádzame priamo na póle, predpokladáme, že to bude stačiť na to, aby sa zabránilo akémukoľvek prenikaniu lunárneho žiarenia do habu, a ak by sa pri praktickom testovaní ukázalo, že nie, na vonkajšiu stranu základne by sa mohli pridať ďalšie vrstvy náteru s prímesou olova alebo vlákien.

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

Aby sme mohli našim výskumníkom poskytnúť vodu, naša základňa potrebuje na začiatok zásoby vody, ktoré sa musia doviezť zo Zeme. Pomocou tejto rezervy plánujeme použiť proces destilácie a odvlhčovania atmosféry na opätovné získanie vody. Podobne ako proces používaný na vesmírnej stanici, aj tento proces by mal byť 99% účinný, takže zo Zeme je potrebné posielať len malé množstvá vody. Okrem toho sa bude zhromažďovať a zabezpečovať mesačný ľad, takže mesačný ľad sa bude môcť filtrovať a používať ako alternatívny zdroj vody. Jeden rekuperátor dokáže prefiltrovať dostatok vody pre 6 ľudí denne a pre trojnásobnú redundanciu sú k dispozícii 3 rekuperátory.

Keďže vyslanie do vesmíru stojí $10 000 za kilogram užitočného zaťaženia, bolo pre nás nevyhnutné znížiť množstvo produktov, ktoré by bolo potrebné prepraviť. Aby sme čo najlepšie využili naše prostriedky, budeme musieť na základni vypestovať čo najviac potravín. Jednou z najjednoduchšie pestovateľných potravín, ktorá dodáva najviac kalórií, sú zemiaky, preto máme v našom habe vyhradenú časť na pestovanie plodín, ktorá bude mať všetky požiadavky na pestovanie potravín.

Napájanie je jednou z najdôležitejších súčastí každého vesmírneho stanovišťa a pri riešení tohto dôležitého problému sme zvažovali, aké možnosti by priniesli najväčší výkon pri využití najmenšieho priestoru. Vybrali sme dve metódy: solárnu a jadrovú energiu spolu s vysokokapacitnými lítiovými batériami, aké sa používajú na Medzinárodnej vesmírnej stanici. Ďalej, aby sme zistili, koľko jednotlivých výrobných procesov budeme potrebovať, sme zistili, koľko energie potrebuje základňa v štandardnej konfigurácii 7 HAB. Zistili sme, že ak je naša základňa približne dvakrát väčšia ako ISS, tak bude musieť byť schopná vyrobiť dvakrát viac energie. Ak je ISS pri plnom zaťažení schopná vyrobiť 120 kilowattov energie, potrebujeme, aby naša základňa bola schopná vyrobiť 240 kilowattov. Nakoniec budeme potrebovať 24 jadrových generátorov (8 reaktorov) a 32 solárnych generátorov (8 panelov) spolu so 48 batériami (16 skupín).

Na zabezpečenie kyslíka v habe máme trojitý redundantný oxygenátor, ktorý vytvára 12 libier kyslíka na každý oxygenátor. Toto nastavenie môže pohodlne obslúžiť 6 ľudí. Oxygenátory vytvárajú kyslík tak, že prijímajú CO2 a menia ho na O2.

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

Náš mesačný tábor je navrhnutý ako modulárny, čo znamená, že mohol sa dá nastaviť tak, aby vyhovoval mnohým rôznym okolnostiam alebo účelom. V súčasnej podobe je mesačný tábor určený výlučne na vedecké účely, pretože mnohé zariadenia na palube sú mimoriadne citlivé a ich bezpečná obsluha si vyžaduje špeciálne školenie.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Na začiatku dňa v našom tábore sa traja výskumníci v každom spánkovom cykle (skupine) zobudili a cestou do kuchyne skontrolovali dôležité zariadenia na podporu života a okysličovanie. Keď by sa najedli, každý výskumník by sa pustil do pridelenej úlohy, pričom by sa v prvom rade uistil, že všetky rozhodujúce systémy sú v poriadku, ale aj pestovanie plodín, výskum vzoriek, oprava pokazeného zariadenia alebo akákoľvek iná úloha, ktorú by mohol deň priniesť. Po skončení práce prvej skupiny a prebudení druhej skupiny by sa oba tímy porozprávali o úspechoch a problémoch dňa a na základe týchto informácií by druhý tím dokončil všetko, čo prvá posádka nestihla, a pokračoval by v tomto type cyklu.



← Všetky projekty