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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    Francúzsko 16, 17   4 / 2   Prvé miesto - Členské štáty ESA


Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Konstantin Ciolkovskij v roku 1911 napísal: "Zem je kolískou ľudstva, ale človek nemôže žiť v kolíske večne." To, čo ľudstvo dosiahlo za posledných 60 rokov, je úplne neuveriteľné vďaka ľuďom, ktorí zasvätili celý svoj život tomu, aby umožnili výskum vesmíru. A teraz chceme opäť opustiť "kolísku", aby sme mohli urobiť niečo väčšie : zostať nepretržite niekoľko mesiacov na Mesiaci.

Hlavným cieľom našej misie s názvom "Tu sme späť!" ( HWAB-I ) je prijať čo najviac preventívnych opatrení podľa zistení vedcov a výskumníkov, aby boli naši astronauti neustále v bezpečí. Naša základňa bude pozostávať z 5 priestorov vrátane skleníka umiestneného na malej hore, aby sme získali veľké množstvo svetla, a samozrejme bude spĺňať všetky životné potreby astronautov. Túto misiu plánujeme na obdobie 8 rokov, pričom posádka sa bude meniť každých 145 pozemských dní. Ambície našej misie sú navyše založené na in-situ využívanie zdrojov. Posielanie všetkých potrebných zdrojov zo Zeme by bolo naozaj drahé a spotrebovalo by príliš veľa letov, ak nerátame percento neúspešných štartov.

Okrem toho naplno využijeme veľkolepý technologický pokrok, napríklad vyslaním astronautov pomocou Ariane 6 na palube modulu Orion, využitím lunárnej brány (LOP-G), ktorá zohráva obrovskú úlohu v misiách, a vyslaním množstva roverov a mimoriadne sofistikovaných štruktúr s podporou vzduchu.

2.1 Kde chcete postaviť svoj Moon Camp?

Rozhodli sme sa umiestniť našu základňu na južnom póle Mesiaca vedľa malej hory neďaleko krátera Shackleton z mnohých dôvodov :

Využiť slnečné svetlo prítomné asi 90% za mesiac. V skutočnosti budeme schopní premeniť dostatok slnečnej energie na elektrickú energiu na zásobovanie celej základne a roverov. Umiestnením nášho skleníka na hore budeme energiu získavať ešte dlhšie.

Kolísanie teploty je správne a povrch nám umožňuje nájsť v blízkosti niekoľko trvalo zatienených oblastí ( PSR ).

V roku 2009, keď sonda LCROSS narazila do PSR krátera Cabeus, neďaleko našej základne, bolo vo vyvrhnutom prachu zistené zaujímavé množstvo molekúl vody. Mesačný regolit obsahuje aj veľké množstvo kyslíka. Južný pól je teda pre nás najlepším miestom na využívanie životne dôležitých zdrojov v kráteroch aj na povrchu.

2.2 Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Opíšte techniky, materiály a vaše konštrukčné rozhodnutia.
  • Prvá fáza "αlfa" :

Jeden z prvých roverov bude vyslaný, aby kopal v malej hore a pripravil inštaláciu dôležitého priestoru v jej vnútri. Vykopaný regolit sa navyše vyťaží, obnoví a použije na pokrytie zvyšku základne.

V tomto okamihu budú dodané 4 rozkladacie moduly konštrukcií s pneumatickou podporou. Astronauti na palube LOP-G sa dostanú na miesto základne počas série misií, aby spojili konštrukcie dohromady pomocou tunelových konektorov a nainštalovali všetky dôležité systémy ( predtým prenesené z Gateway v priebehu misií pomocou európskeho veľkého logistického modulu ( EL3 )). Tí istí astronauti budú zo stanice nesporne naozaj dôležití aj tým, že budú sledovať a kontrolovať veľkú časť inštalácií roveru.

Na palube budúceho modulu Heracles bude aj rover na 3D tlač. Tento rover bude premieňať horský vyťažený regolit v kombinácii s močom na pevný materiál vhodný na 3D tlač s cieľom vytlačiť ochrannú vrstvu na základné štruktúry.

Predpokladáme, že zatiaľ nie je navrhnutý dostatočne výkonný rover s robotickým ramenom na inštaláciu nášho skleníka, ale jeho realizovateľnosť je v najbližších rokoch úplne istá.

  • Druhá fáza "βêta" :

Náš ľadový extraktor Neptún pristane a začne s extrakciou, aby pripravil príchod astronautov.

Keď bude tábor plne funkčný, po štarte Ariane 6 na palube modulu Orion a pripojení k LOP-G astronauti pristanú na základni a začnú misiu.

2.3 Prostredie na Mesiaci je pre astronautov veľmi nebezpečné. Vysvetlite, ako ich bude váš mesačný tábor chrániť. (maximálne 150 slov)
  • Základňu bude pokrývať 1,5-metrová vrstva extrémne odolného materiálu vyrobeného kombináciou moču a regolitu, ktorý bude astronautov chrániť pred mikrometeoritmi a kozmickým a slnečným žiarením. Podobne bude v malej hore stáť životne dôležitá vesmírna kupola poskytujúca oveľa vyššiu ochranu.
  • Ďalším veľkým problémom je bezvzdušnosť Mesiaca. Preto bude základňa rozdelená na 2 oddelenia vďaka 1 vzduchovej klapke v životne dôležitom priestorovom konektore, čo umožní uchýliť sa v prípade úniku vzduchu z jedného oddelenia. Okrem toho, aby sa udržala stabilná a obývateľná teplota, základňa bude tepelne izolovaná kremičitým aerogélom. Jeho izolačné schopnosti sú vynikajúce, ale predovšetkým by mohol byť vyrobený z kremíka a kyslíka obsiahnutého v regolite.
  • Astronauti budú 29,5/29,5 v telekomunikačnom spojení so Zemou, čo umožní výnimočnú podporu a spoluprácu s posádkami misií a ich rodinami, ale aj ich varovanie v prípade hroziaceho nebezpečenstva.
2.4 Vysvetlite, ako váš mesačný tábor poskytne astronautom:

Voda
Potraviny
Napájanie
Vzduch

Astronauti budú vodu potrebovať na rôzne účely: na pitie, pestovanie zeleniny, výrobu raketových ergolov vďaka elektrolýze pre budúce misie a na spoznávanie histórie Mesiaca.
Takže náš rover "Neptún" bude využívať ľadovú vodu v trvalo zatienených oblastiach v blízkosti základne ( Shackleton, de Gerlache a kráter medzi nimi ) a po roztopení na kvapalinu a prefiltrovaní prinesie tento ľad späť do zásoby. Na tento účel bude rover napojený na vežu na odrážanie slnečných lúčov, ktorá bola predtým nainštalovaná na okraji expedičných kráterov : Neptún a veža sa spájajú vďaka svojej anténe a zrkadlo sa automaticky pohybuje tak, aby odrážalo slnečné lúče v trajektórii slnečného panelu.
Na recykláciu a čistenie vody z každodenného života budeme používať aj alternatívny mikroekologický systém podpory života ( MELiSSA ): moč, hygienické potreby, pot...

Na hore plánujeme postaviť skleník, ktorý bude rozdelený na 2 priestory. V prvom bude zelenina rásť v úrodnej pôde ( vyrobenej anaeróbnym kompostovaním ). Vybrali sme mikroténové paradajky pre ich rýchly rast a uhorky ( nevyžadujú varenie ). Druhým je hydroponické oddelenie, kde budú rásť sladké zemiaky pre ich vysoký obsah vitamínov a sacharidov. Hydroponické pestovanie zdokonalíme, pretože vieme, že by to bol ideálny spôsob dlhodobého pestovania zeleniny s oveľa menšou spotrebou vody.
Skleník umožňuje rastlinám dodržiavať ich denný cyklus: 9 hodín slnečného svitu, 15 hodín "noci" pomocou systému rozmiestnenia panelov origami. Sklo skleníka znižuje množstvo prijímanej slnečnej energie a prepúšťa len vlnové dĺžky potrebné na fotosyntézu. Okrem toho počas mesačných nocí LED diódy s reflektormi zachovajú kontinuitu rastu rastlín.

Keďže slnečné lúče sú na našom mieste prítomné takmer neustále, predstavujú najlepší zdroj energie na výrobu elektrickej energie pre zásobovanie základne a roverov.
Okolo základne, na skleníku (systém rozmiestnenia panelov) a na hore bude nainštalovaných veľa fotovoltaických panelov. Bude to predstavovať viac ako 80% našich zdrojov elektrickej energie.
Elektrolýzu vody využijeme aj na rozdelenie jej molekuly na kyslík a dvojvodík, aby sme pomocou palivového článku mohli vyrábať elektrickú energiu. Nebude to však predstavovať hlavnú výrobu energie, pretože voda bude veľmi vzácna.
Vzhľadom na mesačnú noc trvajúcu približne 3,5 dňa však budeme elektrickú energiu uskladňovať v superkondenzátorových batériách, aby sme ju mohli využívať nepriamo a zásobovať základňu aj v prípade, že sa k panelom nedostane slnečné svetlo. Okrem toho by to mohlo astronautov ochrániť pred nepredvídanou poruchou akéhokoľvek systému napájania.

Vzduch je určite najdôležitejším zdrojom. Alternatívny mikroekologický systém podpory života bude okrem recyklácie vody premieňať aj CO2 uvoľňovaný astronautmi na O2 vďaka mikroriasam, aby im umožnil získať trvalú autonómiu. Aj keď do úplnej realizácie tohto systému zostávajú ešte roky, je to pre nás najefektívnejší spôsob, ako umožniť dlhodobú vesmírnu misiu s ľudskou posádkou.
Okrem toho nainštalujeme ventiláciu na rozptýlenie vzduchu a ochranu astronautov pred neprítomnosťou konvekčného javu vzduchu v mikrogravitácii. Astronauti by sa totiž mohli zabiť, keby neustále dýchali vlastný odmietnutý CO2.
Tímy misií na Zemi môžu astronautom kedykoľvek oznámiť abnormálnu zmenu tlaku vzduchu.
( Stále sledujeme vývoj projektu roveru spoločnosti Thales Alenia Space o získavaní/rafinácii kyslíka z regolitu ).

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

HWAB-I bude prevažne vedeckou misiou, ktorú budú celý čas podporovať posádky na Zemi a astronauti na palube LOP-G. Bude to úplne kompletná príprava na budúce misie na Mars, pretože si uvedomíme psychologický efekt misie v takej vzdialenosti od Zeme a pretože počas dlhodobého používania budeme môcť prispôsobiť jednotlivé systémy tak, aby boli čo najpohodlnejšie pre budúcnosť. Okrem toho otestujeme realizovateľnosť výroby raketových ergolov pomocou in situ zdrojov : prečo by sa Mesiac nemohol stať východiskom budúcich misií ?

Umožníme tiež pripraviť novinárske cesty ( 2 alebo 3 ), aby sme verejne informovali o tom, ako astronauti žijú, čo robia v každodennom živote, a aby sme ukázali celému svetu, že táto misia má skutočný zmysel.

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

Je pravda, že neustále aktívna základňa by bola produktívnejšia, ale spolupráca medzi dvoma astronautmi je najdôležitejším bodom pre duševné zdravie a bezpečnosť. Preto budú mať v priebehu dňa časový odstup len 2,5 hodiny.

Po prebudení prvý astronaut skontroluje na prístrojovej doske, či všetko funguje správne (tlak vzduchu a ventilácia, zásoby elektriny, zásoba vody...). Ak je všetko funkčné, ide do skleníka skontrolovať rast rastlín a zbierať dennú zeleninu. Potom sa môže pripojiť k pracovnej kupole a experimentovať s výrobou ergolu z regolitu.

Je čas, aby sa zobudil aj druhý astronaut. Obaja členovia tímu sa súčasne umyjú a spoločne raňajkujú: je to chvíľa, keď môžu diskutovať a chápať nový deň spolupráce.

O hodinu neskôr sa pripravia na extra základnú aktivitu (EBA): druhému astronautovi pomôže jeho kolega obliecť si skafander EBA a vyjsť von cez vstupnú prechodovú komoru. Vďaka anténe bude stále v rádiovom spojení s druhým astronautom a bude : odoberať vzorky regolitu na strategických miestach, kontrolovať a v prípade potreby opravovať systémy základne, získavať vyťaženú nádrž s ľadom, ktorú priviezol Neptún, a vymeniť ju za inú prázdnu nádrž, aby sa rover mohol vrátiť na misiu. Keď je všetko hotové, vráti sa na základňu cez prechodovú komoru a obaja astronauti vložia ľadovú nádrž do automatického procesu topenia a filtrovania stroja.

Po jedle sú dve hodiny venované športu, ktorý je povinnou súčasťou rutiny astronautov. Vzhľadom na mikrogravitáciu je záťaž veľmi rozdielna, takže vybavenie je špeciálne navrhnuté na používanie v týchto podmienkach. Po skončení ich tréningu sa stretnú pred obrazovkou, aby uskutočnili videohovor s tímami a ich rodinami. Aj keď predstavujú najlepšie pripravených astronautov histórie, nesmieme zabúdať, že sú to predovšetkým ľudia a musia byť v kontakte so svojimi blízkymi.

Potom, zatiaľ čo druhý astronaut pokračuje v práci s časovým odstupom 2,5 hodiny, prvý astronaut zaspí a sleduje Bledomodrá bodka obrázok, ktorý mu pripomína, že aj keď je naša kolíska Zem len kvarkom vo vesmíre, na Mesiaci Ona sa objaví ako druhé Slnko, ktoré stále zostáva blízko neho a spôsobuje, že astronautom žiaria oči.

Ďalšie projekty:

  Vyslanec Mesiaca

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  DinozauriSRL

 

  Liceul Teoretic Emil Racovită Baia Mare
    Rumunsko
  vesmírna stanica seeker

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Pondelok

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína