V hre Moon Camp Pioneers je úlohou každého tímu navrhnúť 3D kompletný mesačný tábor pomocou softvéru podľa vlastného výberu. Musia tiež vysvetliť, ako budú využívať miestne zdroje, chrániť astronautov pred nebezpečenstvami vesmíru a opísať obytné a pracovné priestory vo svojom mesačnom tábore.
ŠKOLA DOUKAS Marousi-ATHENS Grécko 15 2 / 0 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360
Našou úlohou je zriadiť tábor v lávovej rúre na Mesiaci v súlade s Dohodou OSN o Mesiaci. Názov tábora je "PETRALONA", ktorá je jednou z najstarších jaskýň využívaných pravekým človekom v Európe.
Fáza 1 - PRÍPRAVA. Spočiatku by orbitálny modul (pravdepodobne Gateway) okolo Mesiaca poskytol základňu pre niekoľkotýždňové výlety posádky na povrch Mesiaca v pretlakovom roveri, aby sa mohli pripraviť podrobné mapy povrchu a podpovrchových vrstiev. Robotická sonda bude skúmať vstup, steny a tunel tubusu Marius Hills, pokiaľ ide o vhodnosť na obývanie ľuďmi, existenciu ľadu a na vývoj logistiky.
Fáza 2 - BASE SETTLEMENT. Tri bezpilotné nákladné lety s raketou Ariane 6 a jeden pilotovaný s recyklovateľnou kozmickou loďou ESA pripravia lávovú rúru a vytvoria primárne systémy: výťah, tlakové stanovištia, energetické, komunikačné a systémy zásobovania životom.
Fáza 3 - SAMOSTATNÝ TÁBOR. Výroba a montáž obydlí a infraštruktúrnych konštrukcií in situ. In situ podpora života a výroba energie, ťažba regolitu, získavanie kyslíka, výroba vody, solárne panely a iné elektrárne, skleník a výroba paliva. Na náhornej plošine Aristarchus bude zriadená diaľkovo riadená robotická plantáž na ťažbu ľadu a prchavých prvkov (N, H, C) a 300-kilometrové potrubie ju spojí s naším táborom.
Fáza 4 - rozšírenie základne. Výroba a oprava na mieste. Výskum Mesiaca a experimenty. Výskum hlbokého vesmíru, podpora ciest na Mars a komerčných aktivít.
Zriadiť prvé mimozemské ľudské osídlenie ako prvý krok pre rozšírenie aktivít človeka v slnečnej sústave a najmä ako medzistanicu pre cestu na Mars. Bude slúžiť ako dlhodobý experiment na štúdium trvalého osídlenia inej planéty s nepriaznivými životnými podmienkami ďaleko od Zeme. Je to úžasná príležitosť vyskúšať nové technológie v reálnych situáciách, logistiku takéhoto pokusu, zdravotné a psychologické problémy astronautov. Mesiac poskytuje jedinečné vedecké laboratórium na experimenty vo fyzike, chémii, biológii, geológii a sociológii, ktoré sa nedajú uskutočniť na Zemi, týkajúce sa genézy Zeme a Mesiaca, našej ochrany pred vesmírnymi hrozbami a na pokročilé pozorovanie hlbokého vesmíru pomocou nových teleskopov. Okrem toho ťažba cenných mesačných zdrojov (vrátane kovov vzácnych zemín, nových minerálov a hélia 3), výroba obchodovateľných vesmírnych produktov a cestovný ruch prinesú technologický pokrok, podporia hospodársky rast a vytvoria perspektívy uspokojivých pracovných miest.
V lave tube v oblasti Marius Hills so svetlíkom (58 × 49 m a 40 m hlbokým) a hrúbkou strechy 20-25 m, na súradniciach 14,2° s. š., 303,3° v. d. Takéto stanovište by bolo úplne chránené pred žiarením, extrémnymi teplotnými výkyvmi, bombardovaním meteoritmi, statickou elektrinou a prachom z regolitu. Vyhnutie sa extrémne nízkym teplotám na póloch ušetrí takmer 30% potrebnej energie. V porovnaní s povrchovými habitatmi je teda možné veľké zníženie hmotnosti, zložitosti, špeciálnych protokolov a tienenia, čo rozšíri ciele a trvanie vedeckej misie, umožní väčší počet členov posádky (pracujúcich v bežných podmienkach a so zlepšenou psychológiou) a väčšiu hmotnosť užitočného nákladu, ktorý sa dá vyložiť na vedecké účely. Rovník je najjednoduchšie miesto na pristátie a v neustálom spojení so Zemou, hoci lunárne noci sú výzvou pre napájanie. Neďaleká marťanská zrelá pôda je bohatá na kovy. Na plošine Aristarchus sú významné zdroje vody (>500-700 ppm), N, H a C vo forme pyroklastických usadenín. Najnovšie údaje ukázali rozsiahle množstvo vody uloženej v impaktných sklenených guľôčkach.
Počas príprav sa bude prevážať pozemský materiál vrátane samostatne nasaditeľných prístreškov, jednotiek na výrobu/recykláciu kyslíka a vody, jedla na jeden mesiac, solárnych panelov a nabitých batérií na nočnú dobu, modulov vzdušných zámkov, hliníka, uhlíkových vlákien, banského žeriavu, dvoch robotických roverov, antén, 3D tlačiarne, skafandrov, malých množstiev kyslíka, dusíka a vodíka.
Po vyrovnaní podlahy tunela sa vybraný úsek odcloní od povrchu nepriepustným utesnením svetlíka a následným zablokovaním spodného svetlíka na oboch stranách vzduchotesnými stenami. Okná otvorené na streche budú tienené priehľadnou keramikou z oxynitridu hliníka na prirodzené osvetlenie spolu s lampami, ktoré vyžarujú viditeľné a infračervené svetlo, svetlo UV-A a UV-B na lepšie napodobnenie slnečného svetla. Vytvorí sa pretlakový priestor naplnený dýchateľným vzduchom s teplotou 1 atm.
Trvalé obydlia sa budú budovať pomocou odliatkov regolitu a 3D tlače z mesačnej pôdy. Tábor Petralona pozostáva z centrálnej veže, v ktorej sa nachádza jeden výťah pre ťažké náklady a jeden pre personál, začínajúci na podlahe tunela a rozširujúci sa cez tienený svetlík na povrch Mesiaca do kupolovitej konštrukcie chránenej pred žiarením 2 metre hrubým regolitovým krytom a s keramickými oknami. Je to hlavný vstup pre posádku a vozidlá cez modul s prechodovou komorou. Vozidlá sa tu môžu aj vzduchotesne pripojiť. Na povrchu sa nachádza aj štartovacia rampa, solárne dosky a ochranný plášť s raketou na núdzový únik.
Obytné priestory s jednoduchou, nízkonákladovou ortogonálnou konštrukciou budú vyrobené z odolných ľahkých materiálov, spojené navzájom a so základňou veže rovnobežnou so zemou prostredníctvom modulov so vzduchovou komorou. Zahŕňajú spoločný priestor na trávenie voľného času a aktivity, súkromné izby pre každú osobu (keďže potreba osobného priestoru je prvoradá), riadiace a komunikačné centrum, laboratóriá, zdravotnícke zariadenia, skleník, budovy pre recyklačné systémy, spracovanie regolitu, elektrolyzér, sklad energie, garáž na údržbu a sklad.
Alternatívnym prístupom bude rampa z povrchu na dno tunela. V tuneli mimo stien budú palivové nádrže, jadrová elektráreň a paleoregolithové bane.
Na povrchu Mesiaca prach, slnečný vietor a statická elektrina s napätím stoviek voltov ako v polárnych kráteroch spolu s extrémnymi striedajúcimi sa teplotami od 127 C do mínus 173 C vyčerpávajú zdravie posádky, elektronických zariadení, solárnych panelov a ďalších strojov. Ak sa lunárna základňa vybuduje vo vnútri lávovej rúry, prinesie to významné prevádzkové, technologické a ekonomické výhody. Náš tábor bude vzduchotesne chránený pred povrchovým prostredím, aby vo vnútri poskytoval obývateľné podmienky so stabilnými miernymi teplotami okolo 17 stupňov Celzia v porovnaní s divoko kolísajúcimi dennými/nočnými teplotami na povrchu Mesiaca. Okrem toho bude celá vnútorná základňa naplnená dýchateľným vzduchom pod tlakom 1 atm a prepojená potrubím s oblasťou bohatou na vodu a prchavé látky. Strecha vybranej lávovej rúry má takmer 25 m, a tak poskytuje absolútnu ochranu pred mikrometeoroidmi, meteoritmi a kozmickým žiarením, keďže bežný radiačný štít je len čiastočne účinný. Je bezpečná aj proti mesačným otrasom a má robustné vlastnosti. Množstvo priestoru umožňuje postupné rozširovanie základne pripájaním ďalších stanovíšť prostredníctvom modulov s prechodovými komorami a v prípade poškodenia by sa dala jednoducho izolovať od zvyšku zatvorením spoločných prielezov. Okrem toho, vďaka tomu, že sa nachádza v blízkosti Zeme na úrovni rovníka, je komunikácia so Zemou nerušená, čo chráni posádku pred akýmikoľvek mimoriadnymi udalosťami, najmä lekárskymi, ktoré si vyžadujú okamžitý robotický chirurgický zásah riadený na diaľku zo špecializovaného tímu na Zemi. Vďaka chránenému prostrediu a maximálnej tepelnej izolácii sa znížia energetické nároky, produkcia potravín bude jednoduchšia experimentálne poľnohospodárstvo a kultivácia regolitu uskutočniteľná a potreby vody, vzduchu a energie menšie a úspornejšie. Práca v pohodlných, zdravých, veľkých obydliach bez ťažkých skafandrov priblíži každodenný život k tomu na Zemi, čím sa zlepší ich psychológia a bezpečnosť.
VODA
Zloženie vodíka (z mesačného regolitu, ktorý je neustále implantovaný slnečným vetrom v množstve 40 - 50 ppm alebo sa získava z palivových článkov pristávacích modulov po každom pristátí) a kyslíka
Voda pochádzajúca zo slnečného vetra uložená v nárazových sklenených guľôčkach na celom povrchu Mesiaca (7 × 1014 kg).
Pyroklastické usadeniny vody vyťaženej z neďalekej náhornej plošiny Aristarchus (>500-700 ppm)
Ľad zmiešaný s pôdou v trvalo zatienených oblastiach alebo v paleoregolite lávovej rúry
Po kombinácii vodíka s CO2 vydychovaným posádkou alebo s CO2 získaným z lunárnych studených pascí (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Sabatierova reakcia)
prostredníctvom prísneho systému recyklácie
AIR
Zariadenia na výrobu dýchateľného vzduchu (20% O2 a 80% Nitrogen) vytvárajú kyslík
z vody pomocou elektrolýzy
z rastlín v skleníku prostredníctvom fotosyntézy
z mesačného regolitu (ako oxidy 40-45% kyslíka v hmotnosti) redukciou regolitu pyrolýzou (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) alebo elektrolytickým procesom roztavených solí.
Dusík sa môže po zahriatí extrahovať z kobylového čadiča spolu s H2 a CO a opätovne získať prostredníctvom recyklačných systémov.
FOOD
V skleníku osvetlenom LED diódami by sa mohli hydroponicky pestovať rýchlo rastúce rastliny, ako je kapusta, sladké zemiaky, pšenica, šaláty, uhorky, paradajky, sója, quinoa, reďkovky, žerucha, huby a zemiaky.
Akvakultúra s druhmi s malou potrebou O2, nízkou produkciou CO2, krátkym časom liahnutia a minimálnymi energetickými nárokmi (5 až 20-krát nižšími ako u cicavcov), ako sú morské ostrieže a mreny, ktorých vajíčka sa budú posielať zo zeme. Mušle a krevety sú však lepším riešením z hľadiska zaberania priestoru a spotreby kalórií na hmotnosť.
Chov hydiny - vajcia
Výroba mäsa pomocou génového inžinierstva v bunkových kultúrach in vitro
POWER
40KW systém jadrového štiepenia
Solárna energia. Dlhej noci možno čeliť vybudovaním fotovoltaických panelov na roztrúsených miestach tak, aby aspoň jeden z nich bol vždy na dennom svetle, alebo elektrárňou, kde je stále alebo takmer stále slnečné svetlo. Lasery budú vysielať energiu zo slnkom osvetlených oblastí do zatienených oblastí. Alebo skladovanie energie počas 15 dní so slnečným svetlom.
Solárne elektrolyzéry štiepia vodu na kyslík a vodík, z ktorých sa tvorí pohonná hmota alebo sa rekombinujú v regeneratívnych palivových článkoch ako uskladnená energia.
Metán zo Sabatierovej reakcie a z pyrolýzy plastového odpadu a odpadu z posádky s kyslíkom na mieste.
Predmety, ktoré sa nedajú opätovne použiť, sa po vystavení slnečnému UV žiareniu vyrobia z fotochemicky rozložiteľných materiálov, zatiaľ čo malé kusy odpadu sa spracujú v spaľovni za použitia kyslíka, čím sa výrazne zníži objem odpadu. Všetky zvyšky sa môžu pochovať v blízkosti základne v kráteri alebo v lávovej rúre s uzavretým vchodom a použiť ju ako skládku.
Zabalený odpad môže byť odpálený preč z Mesiaca, napr. smerom k Slnku (najmä toxický alebo rádioaktívny) alebo do atmosféry Zeme pri plánovanom ničivom návrate nad neobývanú oblasť.
Pri bioregeneratívnej podpore života rastliny a baktérie spracúvajú všetok nejedlý odpad z potravín, ľudské výkaly a iný biologický odpad na určitý druh hnojiva. Hygienická voda, necitlivý pot, splachovanie z WC zmiešané s fekáliami a močom sa recyklujú pomocou ultrafiltrácie na vodu na zalievanie skleníka. Kabínové výdychy oxidu uhličitého v kombinácii s vodíkom rekuperujú vodu a produkujú metán (Sabatierova reakcia).
Rádiové antény na Mesiaci vždy potrebujú priamy vizuálny kontakt. Satelity na obežnej dráhe Mesiaca to uľahčujú a spolupracujú aj s navigačným systémom GPS. Pokročilé systémy využívajúce klystróny na blízkej strane rovníka budú v neustálom spojení so systémom pozemských staníc na Zemi vrátane hlbinných antén. Dlhé-
diaľková komunikácia s rovermi alebo inými tábormi sa dosahuje aj prostredníctvom satelitov, zatiaľ čo krátka prostredníctvom malých dipólových antén, ktoré môžu vysielať len do vzdialenosti desiatich kilometrov. Vnútornú komunikáciu základne možno dosiahnuť pomocou ethernetových káblov.
Technológia LTE/4G alebo 5G sa bude testovať na komunikáciu na povrchu Mesiaca, pretože mesačná krajina je vo všeobecnosti otvorený terén a elektromagnetické vlny sa šíria aj bez atmosféry.
Laserová optická komunikácia medzi Zemou a Mesiacom alebo medzi satelitmi sa vytvorí pomocou optických teleskopov ako rozširovačov lúčov, čo umožní prenos väčšieho množstva údajov za kratší čas, napríklad prenosy 4k videa alebo časovo citlivé robotické operácie riadené na diaľku zo Zeme.
TÉMY:
astronómia, vesmírne vedy, biológia, biotechnológia, seizmológia, vulkanológia, inžinierstvo, robotika, informatika, sociológia
EXPERIMENTY:
Teleskopy integrované s pokročilými prognostickými algoritmami s vysokou zložitosťou na včasnú detekciu zrážky asteroidu so Zemou.
Rádioteleskop využívajúci vzdialenú stranu ako stabilnú platformu na štúdium žiarenia z raného vesmíru, chránený pred pozemskými rádiovými emisiami a inými atmosférickými rušivými vplyvmi (napr. mraky, mesačné svetlo, vlhkosť).
Nízkoteplotné teleskopy s kvapalným zrkadlom na oboch póloch pozorujú vesmír bez tepelného pozadia v infračervenom pásme, aby mohli študovať vznik, vývoj a vlastnosti vesmíru.
Fyzika astročastíc (napr. vysokoenergetické netrino, antičastice atď.)
Mesačný laserový diaľkomer testuje všeobecnú teóriu relativity a hľadá podstatu temnej hmoty.
Odber vzoriek z dávnych kráterov na Mesiaci s cieľom preskúmať, ako sa sformovala sústava Mesiac-Zem
Využívanie slnečnej energie na výrobu energie
Využívanie zberačov statickej elektriny v polárnych kráteroch ako energetických bánk
Robotická chirurgia na diaľku v mikrogravitácii pre naliehavé situácie s okamžitou reakciou v reálnom čase z lekárskeho centra na Zemi a prenosom veľkého množstva údajov
Ultraľahké materiály pre vesmírne aplikácie
Správanie materiálov a mechanizmy v extrémnych prostrediach, pri nízkej gravitácii a v prostredí s vysokým obsahom elektrostatického prachu
Pokročilá robotika na snímanie extrémneho prostredia, mobilitu, manipuláciu a automatizovanú a autonómnu detekciu, kalibráciu a opravy.
Výroba vo vesmíre a autonómna montáž konštrukcií a kozmických lodí
Elektrostatická levitácia so zdrojmi iónov v kvapaline
Vývoj niekoľkomegawattových iónových motorov a antihmotového pohonu pre Mars
Výroba mäsa v laboratóriu s použitím bunkových kultúr vitro odvodených zo živočíšnych bielkovín.
Seizmológia, vulkanológia lávových rúr
Materiály odolné voči poškodeniu a samoregeneračné materiály
Techniky spracovania regolitu na extrakciu kyslíka, vody a iných prvkov
Biosignatúry mimozemského života, najmä v lávových rúrach
Návrh experimentu na vytvorenie údajov, ktoré sú pripravené na kvantifikáciu neistoty voči zavádzajúcim koreláciám, ako návod na riešenie medziplanetárneho cestovania a nových objavných priestorov.
Ako mikrogravitácia ovplyvňuje rast tkaniva a hojenie rán
Výroba syntetickej krvi a kože
Testovanie techník vysokého tienenia na elimináciu tepelných alebo vzduchových strát a prchavých strát počas výkopových prác
Všetci členovia posádok, hlavných aj záložných, vybraní pre Moon camp budú trénovať spoločne, pretože sa musia navzájom spoznať a naučiť sa aj efektívne spolupracovať podľa rozdelených úloh a povinností, ktoré im boli pridelené. Všetci noví kandidáti na astronautov, ktorí majú rôzne profesionálne skúsenosti a odborné znalosti, musia dosiahnuť spoločnú minimálnu vedomostnú základňu. Musia sa naučiť medicínu, jazyky, robotiku a pilotovanie, vesmírne lety a inžinierstvo vesmírnych systémov, organizáciu vesmírnych systémov, poľnohospodárstvo a pokročilú informatiku.
Budú trénovať v prostredí s nedostatočnou gravitáciou, pričom budú mať na sebe skafander, aby boli pripravení na prechádzky po Mesiaci.
Budú sa zaoberať technickými disciplínami, ako je elektrotechnika, aerodynamika, pohon, mechanika obežnej dráhy, materiály a konštrukcie, a okrem toho sa oboznámia s vedeckými disciplínami, ako je výskum v mikrogravitácii (v oblasti ľudskej fyziológie, biológie a materiálových vied), pozorovanie Zeme, astronómia a vesmírne právo a medzivládne dohody týkajúce sa celosvetovej spolupráce vo vesmíre.
Mali by sa naučiť žiť, pracovať a vykonávať vedecké experimenty v extrémnom prostredí Mesiaca prostredníctvom podrobného praktického a rozšíreného prehľadu virtuálnej reality o všetkých systémoch tábora (napr. štruktúra a dizajn habitatu, miesta vykopávok, navigácia a riadenie, tepelná kontrola, výroba a distribúcia elektrickej energie, velenie a sledovanie, systémy na podporu života, všeobecné robotické operácie, stretávanie a dokovanie, systémy pre mimovozidlové aktivity, systémy užitočného zaťaženia), ako aj o hlavných systémoch tých kozmických lodí a roverov, ktoré slúžia táboru. Astronauti, ktorí sa pripravujú na prieskum lávových rúr, by potrebovali výcvik v prekonávaní vertikálne vyvinutého prostredia a v prieskume jaskýň s nerovným terénom, ostrými skalami a pádmi skál, zatiaľ čo chôdzu po Mesiaci sprevádza zdvihnutie prachu a elektrifikácia.
Súčasťou školenia je aj vzdelávanie na riešenie situácií, ktoré nie sú štandardné, analýza porúch a činnosti súvisiace s obnovou/opravou. Tieto úlohy nie sú úplne nezávislé bez prítomnosti robotov. Tým sa otvára nová cesta k interakcii človeka s robotom.
CESTOVANIE NA ZEM A ZO ZEME
Opakovane použiteľný pristávací modul s vertikálnym pristátím pre posádku a na pripojenie k ISS
Nákladná raketa bez posádky
Recyklovateľný pristávací modul
Pohotovostná raketa pre núdzovú evakuáciu.
Neraketová doprava Zem-Mesiac pomocou kábla vyrobeného z uhlíkových nanorúrok
VOZIDLÁ NA MESIACI
Tlakové rovery, ktoré sa pripájajú k základni alebo k inému roveru.
Terénne traktory s buldozérovou radlicou pripojiteľnou vpredu, nesúce buď nádrž na vodu, alebo nákladný box, alebo box na likvidáciu odpadu a vybavené robotickým ramenom s rýpadlom/lopatou.
Teleobslužný žeriav na zdvíhanie ťažkých nákladov,
Teleoperované vŕtacie a regolitové rýpadlo.
Železničné trate využívajúce magnetickú levitáciu
Tlakové lanovky, ktoré sa môžu pripojiť k základni.
PRIESKUM MESIACA
Výskumné vozidlo s viacerými misiami s autonómnymi systémami podpory života pre 4-8 astronautov a doletom 200 km, nezávislým telekomunikačným spojením so Zemou, dronom na palube, schopnosťou recyklácie kyslíka a vody, ktorá zvyšuje podporu života až na 14 dní, solárnym panelom a RFC. Môže sa používať aj ako útočisko, kým nepríde pomoc zo Zeme.
Teleoperované DRONY s pohonom peroxidom vodíka alebo plynovými tryskami CO2 alebo elektrostatickou levitáciou s iónovým pohonom
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 