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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Rumunsko 17   2 / 0


Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Projekt, ktorý sme navrhli pre Moon Camp Challenge, je modul mesačnej základne valcovitého tvaru s vonkajším priemerom 5,2 m, ktorý je navrhnutý tak, aby sa zmestil do nosnej rakety Ariane 6 novej generácie, ktorú v mene ESA vyrába spoločnosť Arianespace. Modul má využiteľnú obytnú plochu 34 m^2, ktorá má prevažne drevený, pohodlný interiér a obsahuje všetky potrebné systémy na podporu života: výrobu a skladovanie energie pomocou solárnych panelov, resp. batérií, skladovanie O2 a čistenie CO2, skladovanie a recykláciu vody, skladovanie potravín a elektricky poháňané systémy vykurovania/chladenia. Ďalší modul oddelený od hlavného môže slúžiť na pestovanie rastlín - modul aquaponics. Používa sa na pestovanie rýb a rastlín udržateľným spôsobom. Základňa obsahuje aj dvojrežimový komunikačný systém: mikrovlnné spojenie s nízkou šírkou pásma 2,2 GHz, ktoré sa používa na telemetriu, hlasovú a núdzovú komunikáciu, a optické spojenie cez satelit na aplikácie s vysokou šírkou pásma (streamovanie videa), ktoré môže dosiahnuť rýchlosť zostupného spojenia 600 Mbit/s.

2.1 Kde chcete postaviť svoj Moon Camp?

Tábor na Mesiaci chceme postaviť na rovine, kde v teréne chýbajú krátery a iné drobné deformácie, ale kde sa v relatívnej blízkosti nachádza prírodná jaskyňa na blízkej strane Mesiaca. Budovanie v rovinatom teréne je jednoduchšie a poskytuje priestor na budúce rozširovanie. V prírodnej jaskyni bude umiestnený núdzový modul, ktorý bude slúžiť ako úkryt v prípade meteoritov. Blízka strana Mesiaca bola vybraná preto, že je osvetlená Slnkom a že je otočená k Zemi. Slnečné svetlo využívajú fotovoltaické panely na výrobu energie a činnosť astronautov je vďaka prítomnosti svetla posilnená. To, že základňa je na strane obrátenej k Zemi, prospieva aj komunikácii, pretože antény sú nasmerované priamo na planétu (alebo na satelit v prípade optického spojenia).

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

Náš mesačný tábor plánujeme postaviť z vopred pripravených modulov, ktoré budú dopravené zo Zeme pomocou rakiet Ariane 64. Maximálna hmotnosť modulu bude 8,6 t, čo je maximálna užitočná hmotnosť modulu A64 na obežnú dráhu Mesiaca (LTO). Popri hlavnom module sa môže pridať viacero ďalších modulov, aby sa vytvoril mesačný tábor. Solárne panely, antény a iné externé zariadenia budú namontované na povrchu Mesiaca, vedľa základne. Hlavným materiálom je hliníková zliatina 6061 s niekoľkými časťami z ABS a uhlíkových vlákien, spolu s ďalšími materiálmi v malom množstve, ako sú oceľové skrutky, gumové tesnenia atď. Moduly budú umiestnené vo vnútri 1,2 m hlbokého výkopu do mesačného povrchu, aby sa zabránilo nežiaducim pohybom alebo otáčaniu modulov. Manipulovať a umiestňovať sa budú pomocou žeriavov a môžu sa premiestňovať aj tak, že sa na mieste zrolujú. Žeriavy a ďalšie stroje potrebné na manipuláciu môžu byť privezené v samostatnej predsunutej misii alebo so sekundárnou raketou v rámci tej istej misie. Nárazový kľúč je potrebný aj na spojenie dvoch modulov a koncov modulov. Moduly budú po dokončení natlakované a pred akoukoľvek úpravou odtlakované. Okenný panel sa bude prepravovať odmontovaný v bezpečnom kontajneri, aby sa počas montáže a prepravy nepoškodil.

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

Systém vykurovania/chladenia modulov mesačnej základne zabezpečí dobrú teplotu na bývanie. Systém skladovania O2 a čistička CO2 budú udržiavať prúdenie kyslíka v moduloch a zachytávať prebytočný CO2. Steny modulov budú do určitej miery chrániť astronautov pred kozmickým žiarením, to sa dá zlepšiť pridaním zeminy na vrchnú časť stien modulov a hliníková zliatina 6061 leteckej kvality môže základňu ochrániť pred malými nárazmi. Teleso modulov zvládne na základe simulácie tlak 3 atm. Základňa je tiež vybavená akvaponickým systémom, ktorý dokáže udržať zásoby potravín, aj keď sú zásobovacie misie vážne ovplyvnené. Hlavným oknom je sklo/plastové sklo, ktoré chráni posádku pred prípadným rozbitím skla.

2.4 Vysvetlite, ako váš mesačný tábor poskytne astronautom:

Voda
Potraviny
Napájanie
Vzduch

Základňa bude zásobovať posádku vodou pomocou systému recirkulácie vody (podobný systém, aký sa používa na ISS) filtrovaním použitej vody pomocou špeciálneho sortimentu filtrov, čím sa stane sebestačnou. Dokáže tiež premeniť moč na pitnú vodu. Vodný systém pozostáva z hlavnej nádrže pod kúpeľňou modulu a z núdzového zdroja vody, ktorý sa nachádza v akváriu akvaponického modulu. Vodu možno získavať aj ako kondenzát z klimatizačného systému, pričom súčasťou sú kolektory klimatizácie.

Potraviny budú uložené najmä v blízkosti kyslíkových nádrží pod podlahou každého modulu. Potraviny budú pozostávať najmä zo sušených produktov, ktoré sa dajú rehydratovať vodou. Hlavný spôsob výroby potravín bude pozostávať z akvaponického systému, ktorý bude symbioticky pestovať ryby, morské plody a riasy spolu s inou zeleninou a bylinkami. Odpad z akvária s rybami sa bude používať ako prírodné hnojivo na pestovanie zeleniny; živiny a kyslík, ktoré poskytujú rastliny, sa budú využívať pre akvárium.

Napájací systém pozostáva z fotovoltaických panelov, dobíjacích batérií a príslušnej elektroniky. Systém využíva 22 455-wattových panelov, ktoré môžu generovať až 10 kWp celkového výkonu, a 16 lítiových článkov LiFePO4, ktoré sú uložené v zabezpečenom kontajneri. Táto technológia batérií bola zvolená, pretože je v porovnaní s inými chemickými technológiami veľmi bezpečná, a to na úkor vyššej hmotnosti. Články majú menovité napätie 3,2 V a spolu majú energiu 48 kWh. Okrem toho má systém aj rôznu konverznú a riadiacu elektroniku, ako napríklad menič a BMS, ktoré sa používajú na konverziu jednosmerného prúdu na striedavý, resp. na ochranu batérií.

Základňa má elektricky poháňaný klimatizačný systém, ktorý zároveň čistí vzduch od CO2. Všetky filtre sú vymeniteľné a ľahko vyberateľné, s konštrukciou bez náradia. Pod podlahou každého modulu sa nachádza šesť kyslíkových nádrží, ktoré sú riadené hlavnou elektronickou riadiacou jednotkou (ECU) modulu, snímajú hladinu kyslíka a v prípade potreby ju kompenzujú. Riadiaca jednotka tiež overuje vnútorný tlak modulu. Systém zabezpečuje, aby sa na základni udržiavala optimálna hladina O2, čím sa chráni zdravie astronautov.

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

Náš mesačný tábor môže slúžiť na všetky tri účely: komerčné, vedecké a turistické, pretože je modulárny a možno ho vybaviť podľa potreby. V predvolenej konfigurácii bude Moon Camp spočiatku určený na vedecké účely.

Pomocou lunárneho rovera, multifunkčného stavebného a vedeckého nástroja, môžeme prepravovať a manipulovať s materiálmi na ďalšie rozširovanie lunárnej základne na všetky potrebné účely.

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

Astronauti sa prebúdzajú na drevených poschodových posteliach a vykonávajú svoje ranné rutinné činnosti vrátane stravovania, hygieny a monitorovania zdravotného stavu, pričom drevený interiér základne im, dúfajme, poskytuje pocit pohodlia a domáceho prostredia. Potom skontrolujú stav základných systémov potrebných na prevádzku mesačného tábora, ako je energetický systém, vzduchový systém, vodný systém a akvaponický systém. Tieto kontroly zahŕňajú čistenie solárnych panelov (súčasť energetického systému), monitorovanie hladiny kyslíka, hladiny CO2 a tlaku v základni, kontrolu PH vody a hladiny kyslíka z akvaponického systému, ako aj obsahu živín nachádzajúcich sa v pôde.

Každý člen posádky musí cvičiť aspoň 30 minút vo vnútri alebo sa v rovnakom čase prejsť mimo základne, aby sa zabránilo svalovej atrofii.

          Po úvodných kontrolách sa tím z lunárnej základne spojí s riadiacim strediskom na Zemi, aby informoval o situácii na palube a vyžiadal si informácie o výskumných misiách, ktoré musí vykonať.

Na palube zostanú vždy aspoň 2 členovia posádky, ktorí budú dohliadať na prevádzku kritických systémov a bezpečnosť základne. Zvyšok astronautov môže vykonávať rôzne úlohy, ako napríklad skúmať mesačnú pôdu, vytvárať nové základne pomocou 3D tlače, vykonávať pokusy s pestovaním rastlín a živočíchov na povrchu Mesiaca pomocou systému aquaponics, vykonávať pokusy na samotnej mesačnej pôde, vykonávať ťažobné operácie z priemyselných dôvodov alebo výskum a v budúcnosti dokonca vykonávať prehliadky a slúžiť ako základňa pre budúce misie ďalej v slnečnej sústave.

Na konci dňa sa všetci zamestnanci vrátia na základňu, zbalia si všetky nástroje a prístroje, ktoré zostali mimo základne, najedia sa a užijú si voľný čas. Môžu sa rozprávať so svojimi rodinami alebo priateľmi na Zemi, sledovať videá alebo médiá vopred stiahnuté na internom serveri, vyhľadávať a publikovať dokumentáciu a mnoho ďalšieho pomocou komunikačného systému s vysokou šírkou pásma.

Ďalšie projekty:

  S_star

 

  郑州轻工业大学
    Čína
  Spark Explorers

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Výrobca auroar

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Terra nova

 

  Bertrand Russell College
    Holandsko