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: Moon_Squad

Gymnázium am Wall  Verden    Nemecko 16, 17

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Naše mesačné tábory  Hlavným cieľom je bezpečná a zodpovedná základňa pre ľudí na Mesiaci. Chceme dať ľudstvu novú inšpiráciu na zvýšenie záujmu o oblasti vzdialené od našej Zeme a ukázať nové technické možnosti. Potrebujeme zapojiť mladých ľudí, ktorí sú nadšení pre rozvoj kozmonautiky, aby sme dosiahli nové veľké míľniky.

Celkovo sa náš Moon camp skladá z jednotlivých voštinových modulov, aby sa zabezpečila modulárnosť základne a možnosť rozšírenia nášho tábora. Rozvoj tábora je veľmi flexibilný, pretože rover na 3d tlač umožňuje možnosť tlačiť moduly podľa potreby.

Okrem toho budeme mať k dispozícii parkovisko pre naše rovery a štartovaciu plochu pre zásobovacie a evakuačné rakety, ktorá je umiestnená v dostatočnej vzdialenosti od tábora, aby bola zabezpečená bezpečnosť našich astronautov.

Tábor a posádku chránime pred nebezpečenstvami a zároveň umiestňujeme dôležité moduly do mesačnej pôdy, aby sme zabezpečili prirodzenú ochranu pred mikrometeoritmi a radiáciou.

Okrem toho sú jednotlivé moduly od seba oddelené špeciálnymi bránami, ktoré sa dajú v nebezpečnej situácii zatvoriť.

Na začiatku výstavby táborov je k dispozícii len malé množstvo zdrojov. Preto je tábor prvých pár rokov závislý na dodávkach zo zeme. Nakoniec chceme vybudovať úplne sebestačný tábor, ktorý bude v budúcnosti nezávislejší. 

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Tábor sme sa rozhodli postaviť v oblasti severného pólu, pretože v hlbokých kráteroch sa nachádza vodný ľad.

Okrem toho sú teploty na severnom póle Mesiaca mimo kráterov veľmi mierne a Slnko svieti takmer celý deň, čo zabezpečuje časť výroby energie.

Zároveň postavíme tábor na okraji krátera, aby sme znížili pravdepodobnosť nárazu meteoritu a radiácie. Napriek tomu staviame tábor tesne na okraji krátera, aby sme zabránili úplnej tme na základni a aby sme dosiahli každé dôležité technické zariadenie, ktoré je umiestnené mimo krátera. Nakoniec sme časť mesačného tábora umiestnili do steny krátera, aby sme zvýšili bezpečnosť.

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

Na Mesiac bude najprv vyslaný autonómny rover, ktorý bude ťažiť mesačnú pôdu. Pomocou špeciálneho výrobného procesu, ktorý sa v súčasnosti vyvíja na Zemi, vyrobíme pôdu použiteľnú pre 3d tlač roveru, pomocou ktorej postavíme plášť pre moduly. Táto metóda ušetrí veľa času, nákladov a zabráni astronautom pred radiáciou, medzi ktorou by museli trpieť, keď by potrebovali postaviť tábor.

Okrem toho rover ťaží do steny krátera, aby vybudoval jaskyňu, v ktorej budú umiestnené najdôležitejšie moduly.

Vo vnútri vytlačených škrupín sa vytvorí špeciálna a veľmi odolná plastová bublina s hliníkovým rámom, ktorá vytvorí bezpečné prostredie pre prvých astronautov.

Po vybudovaní úkrytu pre astronautov sa do mesačného tábora pošle vybavenie životne dôležitých modulov, ktoré zahŕňa systémy na podporu života, ako aj prvé zásobovanie vzduchom a potravinami.

Na začiatku bude mať Moon camp päťčlennú posádku, aby sa zabezpečilo, že na každý dôležitý predmet, ako je technika alebo medicína, bude mať svojho odborníka.

V budúcnosti bude tábor väčší, aby mohol podporovať viac ako 10 osôb.

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

Veľkou výzvou je vesmírne žiarenie a nárazy meteoritov, ktoré by mohli zničiť dôležité moduly a ohroziť posádku. Preto najdôležitejšie moduly staviame v jaskyni v stene krátera. 

Zvyšok modulu, ktorý nie je umiestnený v stene krátera, je zároveň chránený vrstvou  mesačnej pôdy (76 cm stačí na ochranu modulov pred žiarením) nad modulmi. 

Okrem nebezpečenstiev, ktoré vesmír spôsobuje, je posádka zaťažená izoláciou od ľudí na Zemi, preto má neustály kontakt so svojimi priateľmi a rodinou na Zemi prostredníctvom VR stretnutí. Aby sa posádka chránila pred úbytkom svalstva, má každý deň pevne stanovený čas tréningu.

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

Miesto nášho mesačného tábora je vybrané zámerne, pretože v hlbokých oblastiach krátera sa vyskytuje vodný ľad. Preto sme mohli na pôdu krátera zajazdiť s autonómnym roverom, ktorý špeciálnym vystuženým vrtákom ťaží vodný ľad a dopravuje ho do tábora. V častiach krátera nie je svetlo, a preto musí byť rover napájaný batériami. Vodný ľad sa bude topiť pomocou odpadového tepla z atómového reaktora a sústredeného slnečného svetla.
Pri výrobe vody zároveň prebieha metanizácia, pri ktorej sa CO 2 vdychovanom vzduchu premieňa na vodu. Ďalším produktom reakcie je metán, ktorý by sa mohol použiť ako raketové palivo pre vesmírnu loď spoločnosti SpaceX.
Vznikajúca voda nemá živiny, a preto dostávame živiny pre vodu a rastliny zo zeme.

Zásoby potravín na začiatku tábora musia byť štandardné astronautické potraviny, ale v budúcnosti sa budú vyrábať v skleníku. Tento skleník nemá okná, pretože by bola potrebná veľmi hrubá vrstva skla kvôli žiareniu.

Princíp našej produkcie potravín je založený na "podzemnom poľnohospodárstve", pri ktorom je slnečné svetlo napodobňované svetlom LED a pôda je tvorená pestovateľským médiom. Živný roztok umožňuje vysokú úrodu plodín. Výkaly sa používajú ako hnojivo.

Pestovateľské médium pozostáva z drevených vlákien a je veľmi ľahké, preto by sa dalo veľmi ľahko poslať na Mesiac. Zavlažovanie je autonómne. Potraviny sa tiež vyrábajú na rovnakom princípe, aký bol vyvinutý na "Neumayerovej_stanici" v Antarktíde.

Určité bielkoviny, ktoré sú potrebné na život, sa však posielajú zo Zeme. Preto nie je možné dosiahnuť úplnú nezávislosť.

Na povrchu Mesiaca je k dispozícii veľké množstvo slnečného svetla, ktoré sa pomocou slnečných kolektorov premení na energiu. Napriek tomu by sme potrebovali veľa slnečných kolektorov na výrobu dostatočného množstva energie, najmä pre ťažobné a stavebné procesy roverov. Okrem toho si myslíme, že sekundárny zdroj energie je povinný, napr. v prípade dopadu meteoritu do poľa slnečných kolektorov, ktorý by mohol spôsobiť život ohrozujúci výpadok energie.

Preto sa hlavná energia vyrába z atómovej energie, ktorá je založená na podmorskom tlakovom vodnom reaktore. Odpadové teplo sa využíva na vykurovanie tábora a na zabezpečenie potrebného tepelného tepla pri metanizácii. Neskôr toto teplo využívame na roztápanie vodného ľadu.

Okrem toho sú zásobárňami energie vodík, ktorý sa vyrába pri elektrolýze, a metán z metanizácie a budeme potrebovať batérie pre mobilné zariadenia (rovery atď.).

Aby sme minimalizovali prepravu vzduchu zo Zeme, vyrobili sme hlavný kyslík na Mesiaci.
Pomocou elektrolýzy oddelíme vyťažený vodný ľad na vodík a kyslík. Kyslík by sa mohol použiť na dýchanie.
Okrem toho oddeľujeme rudy z mesačnej pôdy na kyslík a kovový prášok, ktorý sa používa na 3D tlač.

Veľkú časť použitého vzduchu chceme znovu využiť, a preto sa vzduch vedie do skleníka, v ktorom CO2 reaguje s rastlinami prostredníctvom fotosyntézy a vytvára kyslík.

Okrem toho vysádzame rastliny, ktoré filtrujú jedovaté plyny, ako napríklad formaldehyd. Chceme použiť napríklad zelené ľalie, ktoré majú vysoký filtračný účinok (podľa "štúdie o čistom vzduchu" od NASA).

Aby sme v tábore vytvorili podobný dýchací vzduch ako na Zemi, pošleme do tábora na začiatku dusík.

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

Na začiatku sa mesačný tábor využíva len na vedecké účely. Jedným zo základných výskumov je dokumentácia dlhodobých následkov pobytu v tábore. Misie na ISS netrvali dlhšie ako 1 Rok. Preto nie sú známe dôsledky dlhodobej izolácie pre budúce misie napr. na Mars. Zároveň nie je veľa poznatkov o tom, ako zabezpečiť astronautom potravu a energiu, ktoré sú potrebné na kolonizáciu Marsu. 

Okrem toho by sa mal náš mesačný tábor otestovať ako nákladisko pre budúce misie. 

Okrem toho chceme postaviť rádioteleskop, ktorý by mohol nájsť nové objavy vo vesmíre a poskytnúť informácie o fyzikálnych problémoch. 

Náklady na tábor sú vysoké, a preto by ho mohli navštíviť aj niektorí turisti. Nakoniec by mal tábor inšpirovať aj mladých ľudí k STEM_triedam a priemyselným odvetviam. 

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Aby sa umožnil čo najlepší vedecký výskum a skúmanie, ako aj regulovaná starostlivosť a bezpečnosť, posádku mesačného tábora budú tvoriť astronauti, ktorí majú široké spektrum vedomostí v mnohých rôznych oblastiach. Astronauti budú pracovať na zmeny, aby bol dostatočný počet osôb v bdelom stave a mohli reagovať na prípadné nebezpečenstvá v núdzových situáciách. Jednotlivé zmeny sa budú prekrývať na jednu hodinu, aby astronauti z jednotlivých zmien mohli spoločne vyhodnotiť všetky udalosti. Prispôsobíme sa bežnému 24-hodinovému pozemskému dňu s 13-hodinovými zmenami. 

Po začiatku zmeny sa astronauti zobudia, naraňajkujú a pripravia sa na prácu. Každý deň astronauti pracujú v laboratóriu a robia experimenty. Potom zostavujú protokol, aby všetky výsledky boli bezpečné. 

Zároveň sa posádka zaväzuje športovať aspoň 2 hodiny denne, aby sa znížila strata svalovej hmoty a hustoty kostí, ktorá je spôsobená nízkou gravitáciou.

Neskôr majú astronauti voľný čas, počas ktorého majú možnosť kontaktovať osoby na Zemi, aby sa minimalizoval psychický stres z izolácie. 

Okrem toho každý systém v tábore denne kontrolujú inžinieri s cieľom regulovať výkon reaktorov a chladenie palivových tyčí.

Okrem toho je potrebné zachovať funkciu životne dôležitých systémov a kontrolovať hladinu kyslíka, aby sa v prípade vysokej hladiny CO2 aktivovala metanizácia. Rastliny sa tiež osvedčili a mohli by sa zberať, keď sú dostatočne veľké.

Astronauti sa tiež zaviazali, že budú 2-krát týždenne navštevovať staničného lekára a vykonávať bežné kontroly.

Aby bolo možné evakuovať tábor v prípade núdze alebo dopraviť zraneného člena posádky na zem, je potrebné skontrolovať a pripraviť evakuačnú raketu. Vo všeobecnosti by mali byť pripravené rakety, ktoré zásobujú tábor alebo prinášajú experimenty späť na Zem.

Celkovo sa overujú všetky rovery a moduly, aby všetky systémy fungovali.

V prípade núdze sa v riadiacich moduloch v tábore ozve varovná siréna, ktorá signalizuje problém, ktorý je potrebné okamžite vyriešiť. 

Tento denný režim umožňuje zodpovedné fungovanie nášho mesačného tábora a zahŕňa všetky dôležité aspekty na zaistenie bezpečnosti posádky. V Tábore sa predpokladá normálny rytmus Zeme, aby astronauti dostali normálny deň.



← Všetky projekty