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: Project “Aeneas”

Stredná škola "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulharsko 15   2 / 0


Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Projekt "Aeneas" využíva technológiu, ktorá je k dispozícii v súčasnosti, a takmer vôbec sa nespolieha na budúce, ešte len pripravované koncepcie alebo technologické vylepšenia. Počas prvej fázy sme vytvorili návrh modulárnej lunárnej základne vhodnej pre dvoch členov posádky. Naša mesačná základňa je navrhnutá tak, aby zohľadňovala maximálne užitočné zaťaženie pri preprave, financovanie a logistiku. Prvá fáza bude zahŕňať hlavný modul, ktorý má základné nesamostatné funkcie, ako je vykurovanie, systémy podpory života, výcvikové zariadenia, skladovacie priestory atď. Prvých niekoľko rokov sa preto základňa bude musieť spoliehať na balené zásoby. S rozvojom projektu by sa mohli pridávať ďalšie moduly. Napríklad vegetačný modul, ktorý umožní pestovať plodiny, alebo možno modul na čistenie vody, ktorý premení mesačný ľad na pitnú vodu. Posádka sa bude musieť meniť každých 6 mesiacov vzhľadom na degradačné vlastnosti mikrogravitácie na ľudský organizmus.

2.1 Kde chcete postaviť svoj Moon Camp?

Domnievame sa, že najlepším miestom pre našu základňu bude vysoko položené miesto, ktoré je väčšinu času osvetlené slnkom a nachádza sa v blízkosti severného pólu. Takéto miesto je ideálne vzhľadom na množstvo faktorov. Po prvé, je známe, že takáto oblasť sa nachádza v blízkosti tmavých, trvalo zatienených kráterov, ktoré by sa potenciálne dali využiť ako zdroj mesačného ľadu. Okrem toho je teplota v takýchto oblastiach ideálna na obývanie ľuďmi. Predpokladá sa, že je približne -500 Celzia a má malé výkyvy. Jedným z takýchto miest môže byť napríklad kvázi slnečná plošina v blízkosti krátera Whipple. Napriek tomu, že na plošinu dopadá slnečné svetlo takmer 80% času, stále sa budeme musieť vyrovnať s nebezpečenstvami mesačnej noci, ako sú mimoriadne nízke teploty a nedostatok slnečnej energie.

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

Základňa "Aeneas" bude vyrobená z ľahkých a zároveň odolných materiálov. Medzi takéto materiály patrí titán, hliník, oceľ a ich zliatiny. Jedným z osvedčených materiálov pre vnútornú kostru našej základne je napríklad hliníková zliatina 2219-T6, pretože je pevná, ľahká a odolná. Ako už bolo spomenuté, základňa bude modulárna, pretože každý samostatný komponent sa postaví na Zemi a potom sa dopraví na Mesiac, kde sa moduly navzájom spoja prostredníctvom štandardizovaných dokovacích portov. V prípade, že modul pristane vo veľkej vzdialenosti od základne, každý modul bude vybavený špecializovanými pneumatikami, ktoré budú schopné prekonávať mesačný povrch. Dva hlavné tvary modulov budú gule a valce, a to z dôvodu rozdielu tlaku medzi vnútorným a vonkajším priestorom. Moduly typu valec budú vybavené dvoma štandardizovanými portmi a moduly typu guľa budú vybavené dvoma až tromi portmi v závislosti od presnej konfigurácie. Samotné moduly budú poskytovať množstvo vylepšení. Postupom času a pridaním modulov, ako je modul pre vegetáciu alebo modul na čistenie vody, by sa základňa mohla stať sebestačnejšou. Takáto štruktúra umožňuje aj pridanie mnohých výskumných modulov, ktoré by mohli mať rôzne vybavenie vhodné pre rôzne potreby. Prípadne by sa základňa mohla rozšíriť o moduly určené na zvýšenie kapacity posádky alebo možno na liečbu morálky posádky.

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

Naše dva hlavné problémy týkajúce sa životného prostredia sú teplota a žiarenie. Ako už bolo spomenuté, noci budú stále prítomné a budeme musieť počítať s teplotami do - 150 0C alebo dokonca - 180 0C. Izolácia bude umiestnená medzi exteriérom a interiérom a bude pozostávať z niekoľkých vrstiev rôznych tepelných izolantov, ako je polyetylénová pena alebo polyuretánová pena. Okrem toho bude medzi interiérom a poslednou vrstvou peny umiestnená tenká vrstva aerogélu. Takáto zmes izolantov bude chrániť astronautov pred nízkymi teplotami, ako aj kozmickým žiarením. Náš tím si uvedomuje, že takáto vrstva aerogélu sa môže ukázať ako pomerne nákladná. Napriek tomu veríme, že sa to oplatí, pretože lepšia izolácia výrazne zníži množstvo elektrickej energie spotrebovanej na reguláciu teploty.

2.4 Vysvetlite, ako váš mesačný tábor poskytne astronautom:

Voda
Potraviny
Napájanie
Vzduch

Druhým modulom, ktorý príde, bude modul na čistenie vody. Bude slúžiť nielen ako zdroj pitnej vody, ale bude tiež poskytovať vzorky na chemickú analýzu. Po analýze sa voda môže upraviť pomocou elektrokoagulácie, ktorá je presne prispôsobená chemikáliám a kovom nachádzajúcim sa v tejto špecifickej sonde mesačného ľadu. Po tomto procese pôjde o oddelenie nežiaducich materiálov od vody prostredníctvom filtrácie. Na základe našich predchádzajúcich poznatkov o mesačnom ľade a miery účinnosti procesu filtrácie sa domnievame, že je možné časť vody použiť na sanitárne účely.

Po príchode vegetačného modulu bude možné vypestovať dostatok plodín na čiastočnú obživu posádky. Vývoj modulu vhodného pre morské plody je možný, ale bude sa musieť uskutočniť v neskoršej fáze projektu. Ak sa však uskutoční, nielenže to bude základňu považovať za úplne sebestačnú, pokiaľ ide o potraviny, ale umožní to aj rozšírenie posádky, pretože už nebude potrebné dodávať potraviny, ktoré sa nekazia, čo následne optimalizuje dostupný priestor na dodávky.

Vzhľadom na svetelnú bohatosť vybraného miesta pristátia bude hlavným zdrojom energie slnečná energia, ktorá bude súčasťou prvého štartu spolu s prvým modulom a zásobami. Napriek tomu, že oblasť bude mať prístup k slnečnému žiareniu takmer 80% času, stále musíme počítať s mesačnými nocami. Vzhľadom na skrátené tmavé hodiny bude stačiť nabíjať batérie určené na zásobovanie základne energiou. S rozširovaním základne však bude potrebné zvýšiť počet solárnych panelov a batérií, aby sa uspokojili rastúce nároky na elektrickú energiu.

V prvých fázach sa bude musieť kyslík dovážať zo Zeme. Prešli sme mnohými spôsobmi vytvárania vzduchu, ale vo väčšine prípadov získavame čistý alebo takmer čistý kyslík, ktorý je na dýchanie nedostatočný. Dýchateľný vzduch sa väčšinou skladá zo zlúčenín, ktoré možno získať na Mesiaci. Kyslík a vodnú paru možno získať elektrolýzou mesačného ľadu a oxid uhličitý možno získať od našich astronautov ako odpad. Naším najväčším problémom pri vytváraní vzduchu na Mesiaci je dusík, pretože je hlavnou zložkou vzduchu a je tiež najzložitejšie ho získať. Jeho koncentrácia v mesačnej atmosfére je nedostatočná a jediný spôsob, ako ho získať, je zahrievanie mesačného regolitu na extrémne teploty. Tým sa dusík oddelí od regolitu a po zmiešaní plynov získame zlúčeninu podobnú vzduchu vhodnú na dýchanie.

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

Hlavným cieľom "Aeneas" je vykonávať vedecké štúdie zamerané na rozvoj potenciálneho dlhodobého obývania Mesiaca. Projekt je prvým krokom k úplne sebestačnému trvalému osídleniu Mesiaca. Hlavným problémom základne budú účinky uzavretých priestorov a mikrogravitácie na telo a myseľ. Jedným z cieľov projektu bude vyvinúť riešenia týchto problémov, ktoré umožnia budúce trvalé osídlenie Mesiaca. Sekundárnym cieľom základne bude zhromažďovanie údajov o Mesiaci a vykonávanie výskumu, ktorý by bol inak pomerne komplikovaný, napríklad pravidelný zber vzoriek.

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

Keď sa hliníkové okenice otvoria a nočné osvetlenie sa vypne, miestnosť sa naplní mäkkým a teplým svetlom. Zazvoní budík a na obrazovke oproti spacím vakom posádok sa zobrazí vonkajšia teplota. Keď sa obaja vyberú na opačnú stranu miestnosti, aby si zobrali raňajky a vrecúško s kávou. Po dvadsiatich minútach sa vyberú do svojich pridelených modulov na daný deň. Cez ťažké vzduchotesné dvere sa dostanú do miestnosti v tvare kocky a vykonajú krátku údržbu na zaistenie bezpečnosti práce. Obaja začínajú svoj 6,5 až 7,5 hodiny trvajúci pracovný deň. Keď sa blíži čas obeda, obaja sa stretnú v obytných priestoroch hlavného modulu a dostanú jedlo pozostávajúce z potravín zo Zeme a miestnych plodín. V druhej časti dňa by bolo najlepšie, keby aspoň jeden z nich zmenil svoju činnosť. Ak napríklad "dopoludnia" analyzovali vzorky mesačného ľadu, potom "popoludní" by sa mohli venovať záhradkárčeniu vo vegetačnom module alebo možno vykonať týždennú rozsiahlu kontrolu údržby.

Na konci každého dňa sa však obaja opäť stretnú na dve hodiny cvičenia. Takéto dlhodobé pôsobenie mikrogravitácie je nevyhnutné, pretože pravidelné cvičenie pomôže spomaliť rýchlosť znižovania hustoty kostí. Posádka bude tiež pomerne často chodiť von, či už na zber vzoriek pôdy a ľadu, alebo na údržbu. Na konci každého dňa majú astronauti obed a voľný čas v závislosti od presného rozvrhu práce na daný deň.

Hliníkové okenice sa na nasledujúcich 8 hodín zatvoria a jediné, čo osvetľuje miestnosť, sú tlmené LED svetlá. Nič okrem neustáleho hučania ventilácie nie je počuť, keď obaja členovia posádky zaspávajú.

Ďalšie projekty:

  Stanica Crescent

 

  Tudor Vianu National Highschool of Computer Veda
    Rumunsko
  Posthumanistické

 

  Sachkhere Public School #2
    Georgia
  Selene

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Lunar SpaceOne

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína