moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2021-2022

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.

Team: Lunastro 11

Albert-Einstein-Gymnázium  Berlín    Nemecko 16   6 / 2


Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Na Mesiaci v blízkosti severného pólu budeme žiť v sklenenej kupole v mesačnom kráteri v blízkosti severného pólu. Priemer krátera by mal byť približne 50 metrov. V tejto kupole vybudujeme plošinu pre plantáže a akvaponický systém s akváriom siahajúcim až do obytného priestoru, ktorý spôsobí harmonickú atmosféru. Celý vnútorný priestor bude naplnený dýchateľným vzduchom. Z našej kupoly bude vychádzať jeden tunel smerom k nášmu teleskopu s tekutým zrkadlom na vedecké skúmanie vesmíru a druhý tunel povedie do našej hospodárskej oblasti, odkiaľ budeme vyvážať hélium-3 na Zem. Na zemi mesačného krátera bude náš obytný priestor pre maximálne 8 ľudí. Budeme tam mať spálne s priečkami, ktoré nám umožnia rozhodnúť sa, či chceme spať v súkromí alebo so spoločníkmi v našej blízkosti, a veľké kúpeľne, ktoré sa postarajú o našu hygienu.

 

 

2.1 Kde chcete postaviť svoj Moon Camp?

Náš mesačný tábor postavíme v blízkosti severného pólu, výhodou je, že tam slnko svieti takmer neustále, a preto môžeme ľahko využívať solárne systémy ako zdroj energie. Zistili sme, že je tam aj veľa kráterov a že na niektorých miestach sa dokonca nachádza vodný ľad. Ten by sme mohli rozobrať a využiť. A keďže krátery už samy o sebe poskytujú určitú ochranu, rozhodli sme sa postaviť našu základňu čiastočne v kráteri. Ten by mal mať priemer asi 50 metrov a hĺbku 20 až 30 metrov. Takéto veľkosti kráterov nie sú na Mesiaci netypické kvôli všetkým dopadom meteoritov. Nevýhodou severného pólu je aj to, že tam stále svieti slnko, takže je tam okrem kráterov extrémne teplo a zle to pôsobí na denno-nočný rytmus astronautov.

2.2 Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Opíšte techniky, materiály a vaše konštrukčné rozhodnutia.

Našu základňu chceme postaviť prevažne z betónu, pretože všetky prísady do betónu sa nachádzajú na Mesiaci, rovnako ako kovy potrebné na výrobu cementu, ktoré sú súčasťou mesačnej pôdy. Ale keďže ručná stavba by bola príliš namáhavá, dopravíme prostredníctvom našej viacúčelovej rakety na našu stanicu časti obrovskej 3D tlačiarne na betón.

Naša pozorovacia stanica zohráva dôležitú úlohu vo vedeckom výskume vďaka neexistujúcej atmosfére na Mesiaci, ktorá je na rozdiel od Zeme výhodou. Umožňuje nám vykonávať ešte presnejšie pozorovania bez akéhokoľvek svetelného znečistenia, a preto je ideálnym pracoviskom pre nové vedecké výskumy. Okrem toho sme sa rozhodli pre teleskop s tekutým zrkadlom, pretože sa v porovnaní s bežnými teleskopmi ľahšie prepravujú a sú aj lacnejšie. Teleskop s tekutým zrkadlom používa na odrážanie svetla rtuťové striebro. Rtuťové striebro sa nastavuje do rotácie a získava tvar paraboloidu. Náš ďalekohľad teda obsahuje tri zrkadlá: kvázi strieborné zrkadlo ako primárne zrkadlo a dve menšie, ktoré odrážajú svetlo do detektora, ktorý prenáša
informácie na bezdrôtové pripojenie k počítaču. Mali by sme však mať na pamäti, že bežné rtuťové striebro by sa v dôsledku zmien teploty na Mesiaci okamžite vyparilo. Preto namiesto rtuti používame iónovú kvapalinu s názvom "Ecoeng 212". Tá zostáva tekutá aj pri nižších teplotách a nevyparuje sa pri izbovej teplote.

2.3 Prostredie na Mesiaci je pre astronautov veľmi nebezpečné. Vysvetlite, ako ich bude váš mesačný tábor chrániť. (maximálne 150 slov)

Potrebujeme aj ochranu pre prípad, že by na základňu dopadol meteorit. Na tento účel sme na hornom prstenci nad mesačným povrchom vybudovali podpery na stabilizáciu. Dodatočnú ochranu poskytuje kupola, ktorá je vyrobená z alumíniumoxynitridu, ktorý je trikrát pevnejší ako oceľ a má sa používať aj ako okno na ISS. Aluminoxynitrid sa dá vyrobiť na mieste s použitím hliníka z mesačnej pôdy a kyslíka, ktorý produkuje akvaponický systém. Proces by nepotreboval ďalší kyslík, keďže oxid hlinitý je súčasťou mesačnej horniny.

Steny chodieb a hlavných budov budú vyrobené z titánu, pretože tento materiál zostáva pevný pri teplotách do 400 °C a je odolný voči menším meteoritom. Okrem toho titán v interiéri dobre reguluje teplotu, takže nie je potrebné veľké vykurovanie ani klimatizácia.

Aby sa zabezpečila úplná ochrana pred žiarením, steny sú potiahnuté tenkou vrstvou olovnice, ktorá potom poskytuje úplnú ochranu pred žiarením. Kvôli bezpečnosti astronautov bude obytný priestor v podzemí.

2.4 Vysvetlite, ako váš mesačný tábor poskytne astronautom:

Voda
Potraviny
Napájanie
Vzduch

Čistá voda by sa získala tak, že by sa najprv vyťažili ložiská ľadu v okolí severného pólu. Potom by sme vodný ľad zohriali, zachytili vzniknutú vodnú paru, ochladili ju, a tak by sme získali čistú vodu, ktorú by sme mohli používať na každodenný život, systém aquaponics.
Okrem toho vodu rozdeľujeme hydrolýzou na kyslík a vodík. Tú skladujeme v špeciálnych nádržiach mimo kupoly. Kyslík využívame predovšetkým na dýchanie a vodík na získavanie energie.

Na zabezpečenie potravín na Mesiaci vybudujeme akvaponické zariadenie. Akvaponické zariadenie je zmesou chovu rýb a rastlín. Potrebujeme na to dve veľké nádoby, jednu pre ryby a druhú pre rastliny, vodné čerpadlo, ktoré automaticky vyrába vodu pre rastliny, potrubia na prepojenie nádob a krmivo obsahujúce síru pre ryby (napr. listnaté rastliny alebo krížokvetú zeleninu). Okrem toho prichádzajú baktérie na výrobu hnojiva pre rastliny. Tým, že sa ryby kŕmia potravou obsahujúcou síru, ich výkaly obsahujú amónium, ktoré sa pomocou baktérií môže rozložiť na dusičnany, a tieto dusičnany sa pomocou vodného čerpadla dopravujú k rastlinám, ktoré dusičnany absorbujú. Rastliny zasa produkujú potravu obsahujúcu síru, ktorú ryby potrebujú.
Na hornom poschodí základne máme poľnohospodársku oblasť s plodinami na zabezpečenie potravín.

Okolo nášho mesačného krátera, v ktorom umiestnime kupolu a postavíme stavbu, v ktorej sa bude dať pokojne žiť kvôli bezpečnosti, umiestnime veľké množstvo solárnych panelov, ktoré budú absorbovať trvalo svietiace slnečné svetlo na severnom póle. Aby sme zabránili výpadku elektrickej energie v čase zatmenia Mesiaca, budeme slnečné svetlo ukladať do palivových článkov. Teraz získaná energia z týchto solárnych panelov sa môže použiť na rozdelenie vody na energiu a teplo. Ďalšou možnosťou by mohlo byť jadrové štiepenie vo vákuu, ktoré vďaka svojej rýchlosti a účinnosti imituje neexistujúcu atmosféru a kolísanie teploty. Jedinou nevýhodou jadrového štiepenia je, že sme nútení dovážať potrebné komponenty zo Zeme.

Vytvoríme akvaponický systém, v ktorom budeme môcť pestovať rastliny, najmä sinice a zelené riasy vo vode vďaka zlúčeninám dusíka produkovaným rybami. Potom budeme mať kyslík na dýchateľný vzduch z rastlín vykonávajúcich fotosyntézu s oxidom uhličitým spôsobeným nami a zlúčeninami dusíka z našich rýb. Ďalšie využitie týchto zlúčenín dusíka je, že ich môžeme pridať k ostatným zložkám vzduchu, ktoré nájdeme v mesačných horninách. Vzhľadom na to, že ľudia denne vydýchajú približne 12,5 kubických metrov, budeme časť vzduchu šetriť v nádržiach. Štiepenie oxidov kovov extrémnymi mikroorganizmami je ďalším potenciálom, ktorý vôbec nevyžaduje energiu, na tento proces potrebujeme len baktérie. Môžeme tiež odfiltrovať kyslík z našej vody, ktorá pochádza z ľadu nachádzajúceho sa pri severnom póle.

2.5 Vysvetlite, čo by bolo hlavným cieľom vášho mesačného tábora.

Naša základňa je rozdelená na tri časti: hlavnú (naše obytné priestory) a dve vedľajšie. Prvá menšia je postavená na astronomické pozorovania: náš teleskop by sme používali na náročné výskumy, ktoré by sme na Zemi nemohli uskutočniť. Vďaka minimálnemu svetelnému znečisteniu by teleskop mal výsadné postavenie na skúmanie slnečnej sústavy aj mimo nej. Výsledky by nám priniesli výhody na Zemi a ďalšie poznatky pre budúce misie. V druhej kupole nájdete naše extrakčné laboratórium. Mať základňu na Mesiaci nebude lacné, preto sme museli myslieť aj na niektoré komerčné aspekty. Napadlo nás použiť rovery na extrakciu hélia 3 obsiahnutého v mesačnom prachu. Tento vzácny plyn, ktorého cena sa pohybuje okolo 15 miliónov dolárov za kilogram, je jednou z najdrahších látok na Zemi. Tým by sa financovala naša misia a zároveň by sa využíval na rôzne účely (na fúznu energiu, vedecké alebo lekárske účely). V budúcnosti by sme mohli byť aj akousi "zastávkou" pre misie so vzdialenejším cieľom. Budeme logistickou základňou poskytujúcou palivo, podporu a údržbu.

3.1 Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Denná rutina súčasných astronautov nezávisí od ich konkrétnej služby. Existujú tri skupiny s upraveným rozvrhom. V nasledujúcom texte bude znázornený denný režim prvej skupiny. Je potrebné vziať do úvahy, že zvyšné dve rutiny sú posunuté vždy o osem hodín.

Prvá vec po dobrom nočnom odpočinku by mal byť začiatok práce o siedmej ráno. Preto si každý astronaut musí podľa toho naplánovať rannú rutinu. Výsledkom je, že každý astronaut sa sám rozhodne, kedy vstane. Po štyroch hodinách práce nasleduje hodinová prestávka. Tá sa môže využiť na druhé raňajky alebo obed. Nasledujú tri hodiny práce. Zvyšok dňa pozostáva z voľného času a hodinovej dochádzky. V prvej zmene je dochádzka medzi siedmou a ôsmou hodinou večer. Vo všeobecnosti sa dochádzka veľmi nelíši od voľného času. V prípade mimoriadnej udalosti alebo požiadavky musí prvá zmena reagovať, pretože druhá zmena má obed a tretia zmena v tomto čase spí. Po skončení dochádzky má každý voľno a môže začať svoj osobný večerný program a ísť spať, aby si dobre oddýchol na ďalší deň.

prvá zmena:

  • 07:00 - 11:00 hod: práca
  • 12:00 - 15:00 hod: práca
  • 19:00 - 20:00 hod.: účasť

 druhá zmena:

  • 15:00 - 19:00 hod: práca
  • 20:00 - 23:00 hod: práca
  • 03:00 - 04:00 hod.: dochádzka

 tretia zmena:

  • 23:00 - 03:00 hod: práca
  • 04:00 - 07:00 hod: práca
  • 11:00 - 12:00 hod.: účasť

Ďalšie projekty:

  Mesiac a budúcnosť

 

  郑州轻工业大学
    Čína
  NormiX

 

  Zespół Szkół Ogólnokształcacych i Technicznych w Sompolnie
    Poľsko
  Lunar SpaceOne

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  刘子昂

 

  郑州轻工业大学
    Čína