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: S.P.I.D.E.R.

Tudor Vianu National Highschool of Computer Science  Bukurešť    Rumunsko 16, 17   2 / 0


Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

Náš mesačný tábor S.P.I.D.E.R. má za hlavný cieľ vesmírny výskum, ale aj simuláciu kolonizácie iných planét. Poskytne astronautom, výskumníkom, širšie pochopenie nášho vesmíru a toho, čo znamená žiť mimo Zeme. Využijeme všetko, čo máme k dispozícii: vodu získanú z ľadu vo vnútri krátera Shackleton, nepretržité slnečné svetlo na južnom póle a mesačný regolit na výskum a dokonca aj na pestovanie rastlín. Budeme mať k dispozícii rover pre našich astronautov, aby mohli cestovať do iných častí Mesiaca, a blízko nás krátery Shackleton a Shoemaker, ktoré sú tiež vedecky zaujímavé. Tábor bude sedieť na povrchu Mesiaca, ukotvený malými pavúčími nohami zo silnej ocele. V mesačnom tábore bude umiestnený malý tím dvoch astronautov, ktorý bude vykonávať vedecké experimenty a získavať ďalšie poznatky o Mesiaci a vesmíre všeobecne. Taktiež sa oboznámia s tým, čo znamená žiť na inej planéte (hoci je to satelit). Svoje zistenia a skúsenosti potom prinesú späť na Zem a dúfajme, že povzbudia ďalších ľudí, aby si rozšírili obzory. Chceli sme pre našich astronautov vybudovať čo najlepší tábor, aby mali optimálne podmienky na praktizovanie vedy a užívanie si vesmírneho života.

2.1 Kde chcete postaviť svoj Moon Camp?

Náš mesačný tábor sa bude nachádzať na južnom póle v blízkosti krátera Shackleton. Takto budeme mať nepretržité slnečné svetlo, ktoré bude napájať náš tábor prostredníctvom solárnych panelov, a časť tejto energie budeme skladovať v palivových článkoch pre zatmenia Mesiaca. Takisto vysoké množstvo vodíka namerané vo vnútri krátera môže naznačovať prítomnosť vodného ľadu, čo je pre našich astronautov zásadný prínos. Keďže sa môžeme stretnúť s meteorickými spŕškami, obalíme náš Tábor kevlarom, ktorý je veľmi ľahký a odolný. V prípade, že si to vyžiada vedecký výskum, astronauti použijú rover t0, kam budú potrebovať. Plánujeme aj diaľkovo ovládané rovery chránené kevlarom pre prípad cestovania na dlhé vzdialenosti, ktoré budú tiež poháňané slnečnou energiou, budú mať palivový článok a pre prípad núdze aj RTG, čo by nám mohlo umožniť navštíviť aj vzdialenú stranu Mesiaca.

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

Tento dizajn sme vymysleli tak, aby mal každý z astronautov svoj osobný priestor, ale aby mali aj spoločnú miestnosť, kde môžu spoločne pracovať a relaxovať. Chceli sme, aby sa cítili útulne, ako doma, a preto sme sa postarali o to, aby náš mesačný tábor mal všetky prvky. Keďže všetky materiály, ktoré používame, sú ľahké, nebudeme mať problém dopraviť ich vesmírnou loďou. Tiež sa nám páčilo, aby bol náš mesačný tábor modulárny, aby sa dal ľahšie postaviť na povrchu Mesiaca a aby sa dal ľahko opraviť v prípade, že sa niečo stane. Najprv musíme nainštalovať podpery nášho tábora, ktorými sú pavúčie nohy. Silné plechy z hliníkovej zliatiny budú tvoriť našu základňu. Všetky vrstvy budú navzájom vzduchotesne uzavreté. Tunely budú tvoriť 3 takéto sady vrstiev v tvare trojuholníka. Výskumná účelová guľa bude pozostávať z okien v tvare trojuholníka vyrobených z termálneho skla. Rovery sa budú montovať mimo základne a budú tiež modulárne. Poslednými položkami týkajúcimi sa našej mesačnej základne sú solárne panely, ktoré sa budú dodávať vopred zostavené a pripravené na upevnenie na miesto. Tvar pavúka sme zvolili preto, lebo tento tvor je v mytológii spájaný so stvorením a dokáže tkať vlastné svety. Výber materiálu vysvetlíme v ďalšom odseku, pretože výrazne súvisí s bezpečnosťou astronautov.

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

Zdravie a bezpečnosť astronautov je našou hlavnou prioritou, ktorá má prednosť pred čímkoľvek iným. Preto sme skúmali najlepšie materiály, ktoré zabezpečia ich pohodu. Preto budeme používať aerogél, kevlar, pevnú hliníkovú zliatinu a termálne sklo. Aerogél neutralizuje tri spôsoby prenosu tepla: konvekciu, vedenie a žiarenie, a ako taký je vynikajúcim tepelným izolantom. Kevlar má dostatočnú silu, aby odolal účinkom vesmírneho odpadu a meteorov. Okrem toho kevlar váži málo a má vysoký stupeň tvrdosti. Bez toho, aby sa poškodila jeho štruktúra alebo sa zmenil jeho tvar, môže odolávať aj extrémnym teplotám. Pri nárazovom výskume hliníková zliatina funguje tak dobre, že tento materiál môžeme použiť na okenné žalúzie, aby sme zabránili zničeniu skla úlomkami, na čo použijeme tepelné sklo, pretože chráni astronautov pred vysokými a väčšinou aj nízkymi teplotami v okolí okien a napätím vo vesmíre.

2.4 Vysvetlite, ako váš mesačný tábor poskytne astronautom:

Voda
Potraviny
Napájanie
Vzduch

Zdrojom vody pre našu základňu bude ľad vo vnútri krátera Shackleton. Jeho povrch je dostatočne hladký, aby sa náš rover mohol dostať k ľadu, po ktorom budeme pomocou vyhrievanej elektrickej vŕtačky prechádzať cez slnečný povrch a ľad pritom roztápať. Tento proces je časovo a energeticky náročný, a preto ho nebudeme vykonávať častejšie, ako je nevyhnutné, najlepšie raz za týždeň. Vodu budeme uchovávať v zásobníku a astronauti budú pred jej pitím používať čistiaci systém. Okrem ľudskej spotreby sa voda bude používať aj na elektrolýzu a pestovanie rastlín.

Naši astronauti budú mať, samozrejme, vesmírnu stravu. To im zabezpečí vyváženú výživu a zároveň sa bude ľahko a bezpečne skladovať, pripravovať a konzumovať, ale za cenu 0,64 kg/jednotlivca denne skladovacích priestorov, čo nie je pre našu misiu optimálne. Namiesto toho bude ich hlavným zdrojom potravy skleník, v ktorom budú pestovať zemiaky, zeler, paradajky kvôli vitamínom a sacharidom, a hlavným zdrojom bielkovín budú rôzne vodné bezstavovce z fylu Mollusca pre rôzne výhody: ľahko sa prispôsobia prostrediu s čiastočnou gravitáciou, nepotrebujú veľa miesta a asimilujú živiny z prúdu okolitej vody na tvorbu biomasy. Už existujú projekty, v ktorých sa ako substrát na udržiavanie rastu rastlín používajú simulátory mesačného regolitu, a práve tie budú používať aj naši astronauti.

Naším hlavným zdrojom energie budú solárne panely. Keďže sa nachádzame na južnom póle Mesiaca, budeme mať okrem zatmení Mesiaca nepretržité slnečné svetlo, na ktoré budeme mať záložné palivové články. Naše rovery budeme posielať aj na miesta s maximálnym slnečným žiarením na Mesiaci, aby pomocou svojich solárnych panelov získali ďalšiu energiu. V prípade núdze (poškodenie solárneho panelu meteoritom alebo jednoducho porucha) budeme mať rádioizotopový termoelektrický generátor (RTG), ktorý bude poháňaný plutóniom 238 pre jeho dlhý polčas rozpadu a dobrý výkon.

Astronauti potrebujú na prežitie kyslík, ktorý sa dá na Mesiaci ľahko získať z troch zdrojov: elektrolýzou vody, z mesačného regolitu a, samozrejme, z rastlín. Z prvého z nich, pomocou roztoku Na+ a Cl-, by astronauti získali H2 a O2. Ako bonus sa H2 môže rekombinovať s O2 a získať tak čistú vodu a O2 sa po vystavení UV/Rx žiareniu môže premeniť na O3, ktorý má antibakteriálne účinky. V prípade mesačného regolitu, hoci je veľmi bohatý na kyslík, by sme potrebovali veľmi, veľmi presný filter, pretože najmenšie zrnká by mohli uviaznuť v pľúcach astronautov, čo by mohlo spôsobiť dlhodobé zdravotné následky. V neposlednom rade sú silným zdrojom kyslíka aj rastliny, ktoré naši astronauti pestujú. Vzhľadom na nebezpečenstvo, ktoré predstavuje, by sme mesačný regolit používali len v krajnom prípade.

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

Milujeme vedu, takže to bude hlavným cieľom nášho mesačného tábora. Stále existuje nekonečné množstvo vecí, ktoré nás zaujímajú o vesmír, a sme si istí, že vedci prítomní na našom tábore sa z tejto skúsenosti veľa naučia. Vedci môžu skúmať Mesiac, jeho povrch a krátery, plus vesmír, a to buď pomocou ďalekohľadov zabudovaných v Moon Campe, alebo pomocou diaľkovo ovládaného rovera, s ktorým môžu preskúmať ťažko dostupné oblasti a môžu získať hviezdny výhľad na oblohu. Ďalším cieľom nášho Mesačného tábora je ubytovanie ľudí pre život na inej planéte. Po návrate z Moon Campu môžu astronauti rozprávať o svojich zážitkoch a inšpirovať ostatných, aby snívali o živote vo vesmíre.

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

Naši astronauti, nazvime ich Tina a Bob, sa zobudia presne o 6.00 (štandardného času GMT). Po rutinnej kontrole všetkých systémov, aby sa uistili, že všetko od podpory života až po rast rastlín funguje bez problémov, si dajú raňajky. Bob bude jesť mušle s paradajkami (jeho obľúbené jedlo v Mesačnom tábore) a Tina sa uspokojí s mušľami so zemiakmi. Samozrejme, môžu si vybrať akúkoľvek kombináciu zeleniny a mäkkýšov, na ktorú majú chuť.

Potom budú vykonávať niektoré fyzické cvičenia, presne o 7:00. Bob bude behať na bežiacom páse, zatiaľ čo Tina bude používať krytý bicykel. Presne 0730 zamieria do studených spŕch (nechceme, aby spotrebovali príliš veľa energie, ale v nedeľu majú povolený cheat day). Budú sa umývať vodou z nádrže, ktorá sa potom prečistí (aby neprijali mydlo) a pošle sa späť do nádrže. Máme tiež zavedený systém recyklácie biologického odpadu, ktorý im pomôže získať kultivovateľnú pôdu.

O 8:00 sa začína vedecký deň. Tina bude robiť pokusy vo vnútri, zatiaľ čo Bob sa prezlečie a vydá sa na povrch Mesiaca, z ktorého bude zbierať regolit na použitie v rastlinách aj na výskum a uskutoční niekoľko vedeckých meraní týkajúcich sa Mesiaca, Slnka a Zeme. Neskôr sa vráti do tábora, kde Tina dokončí svoje experimenty. O 12.00 hod. sa naobedujú a do 14.00 hod. budú mať voľný čas, v ktorom si budú môcť čítať, písať svojim blízkym a oddychovať. Potom prídu na rad Bobove pokusy, zatiaľ čo Tina skontroluje rastliny a ich zber, skontroluje nádrž s vodou a potom sa spolu s Bobom venuje vede, s ktorou sa okolo 16.00 hod. občerství.

O 18.00 hod. majú večeru, mäkkýše a zeleninu. Po voľnom čase idú spať o 22.00. Spia v rovnakom čase, a aby sme zaistili ich bezpečnosť, budeme mať vrstvy alarmov pre prípadné vyrušovanie, navyše astronauti budú mať náramky merajúce srdcový tep a nasýtenie kyslíkom, ktoré ich môžu v prípade núdze zobudiť.

Ďalšie projekty:

  lunárny preživší

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  AH

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Jeden proti búrke

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Čína
  Hviezda Explorers

 

  lyceum COSTEBELLE
    Francúzsko