moon_camp
objavovanie interaktívneho obrazu

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galéria projektov

 

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.

ATLAS

  Vysoko ocenený dizajn - Členské štáty ESA

GRG19 Billrothstraße 73  Viedeň-Viedeň    Rakúsko 16, 17   6 / 3 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360 a Blender



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://atlas-grg19.webflow.io

1.1 - Opis projektu

ATLAS je naša vízia toho, ako by mohla vyzerať lunárna základňa v blízkej budúcnosti. ATLAS je výnimočný tým, že sa nachádza predovšetkým v podzemí v jednej z prázdnych lávových rúr na Mesiaci, ktoré poskytujú ochranu pred drsným mesačným prostredím. Jedinými viditeľnými časťami základne sú vstupy na povrch a do hangáru, ktoré sú s podzemnými priestormi spojené výťahom. Podzemná základňa ATLAS, uzavretá vo vlastnej umelej atmosfére, je rozdelená do piatich oblastí:

  1. Vchod do základne - prechodová komora, šatne, prívod elektriny/vody/kyslíka a bezpečnostná miestnosť
  2. Centrálny priestor - umelá "záhrada" s LED stropom na simuláciu denného svetla obklopená 12 miestnosťami pre posádku
  3. Výskumná a zdravotnícka oblasť - zdravotnícke zariadenie (operačný stôl, prístroj na meranie srdca a pľúc, ošetrovacie lôžka, zariadenie na riadenie svietivosti (LMD), dodávateľ kyslíka, ventilátory, prístroje na CT a MRI), hydropónia, laboratórium
  4. Fitness centrum - posilňovacie stroje, lanové zariadenia, bicykle, bežecké pásy
  5. Spoločný priestor - kuchyňa, jedáleň a oddychová zóna

1.2 - Prečo chcete postaviť mesačný tábor? Vysvetlite hlavný účel vášho mesačného tábora (napríklad vedecké, komerčné a/alebo turistické účely).

Chceme vybudovať tábor na Mesiaci, pretože chceme prispieť k budúcnosti, v ktorej bude možné skúmať vesmír a medziplanetárne cestovanie.
Náš mesačný tábor bude mať najmä vedecký a turistický účel. Na lunárnej základni budú môcť žiť maximálne dvaja turisti a vyskúšať si každodenný život astronauta, čo pomôže čiastočne financovať projekt. Okrem toho môžu svoje zážitky prenášať naživo a zvyšovať tak povedomie o našom projekte. Okrem toho prítomnosť iných ľudí môže astronautom priniesť aj psychologické výhody. Astronauti budú vykonávať experimenty, pri ktorých sa budú skúmať dlhodobé účinky nízkej gravitácie Mesiaca a dlhodobej izolácie astronautov. Konkrétne sa zamerajú na základné psychologické potreby, potreby bezpečnosti, sociálne potreby a individuálne potreby.

2.1 - Kde chcete postaviť svoj Moon Camp? Vysvetlite svoj výber.

Pri budovaní lunárnej základne treba počítať s mnohými život ohrozujúcimi okolnosťami na Mesiaci, medzi ktoré patria:

  1. "Nie" Atmosféra
  2. Silné kozmické žiarenie
  3. Extrémne meniace sa teploty
  4. Meteority
  5. Problémy so zásobovaním (oddiel 3)

Vzhľadom na tieto faktory je optimálne umiestnenie v podzemí v jednej z lávových rúr na Mesiaci. Lávové rúry sú prirodzené podzemné tunely vytvorené dávnymi lávovými prúdmi, ktoré na povrchu stuhli, ale pod povrchom naďalej tečú a zanechávajú po sebe sieť prázdnych tunelov. Tieto tunely poskytujú stabilné a chránené prostredie pred drsnými mesačnými podmienkami a zároveň optimálne poskytujú kompromis medzi priemernou teplotou, zdrojmi vody a koncentráciou hélia-3 v okolitom regolite. Na zabezpečenie komunikácie so Zemou je vhodný len lávový tunel umiestnený na dennej strane Mesiaca.

2.2 - Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Zvážte, ako môžete využiť prírodné zdroje Mesiaca a ktoré materiály by ste potrebovali priniesť zo Zeme. Opíšte techniky, materiály a vaše konštrukčné rozhodnutia.

V záujme úspory energie sa v lávovej rúre vytvorí umelá atmosféra. Vďaka tomu je možné žiť v atmosfére bez oblekov. Vo vnútri umelej atmosféry našu základňu tvoria steny nafúknuté kyslíkom, vďaka čomu sú tepelne izolované.

Keďže podlaha lávovej rúry je nerovná a šikmá, mala by sa vybudovať základná podlaha, ktorá vytvorí rovnú plochu pre zariadenia. Vhodné by boli podpery ukotvené v zemi pomocou oceľových mreží, pretože sú ľahko prepraviteľné a praktické. To by sa dalo dosiahnuť použitím chemických hmoždiniek.

Počas fázy výstavby bude na Mesiaci umiestnený tím, ktorý si vyžiada vybudovanie dočasnej základne. Táto základňa by sa mala dať jednoducho a rýchlo postaviť. Optimálne by boli konštrukcie vystužené uhlíkovými vláknami, pretože by sa mali zohľadniť hmotnostné limity pri preprave. Dočasná základňa potrebuje dostatok priestoru na umiestnenie tímu, životne dôležitých zdrojov, materiálov a nástrojov na výstavbu skutočnej základne. Okrem toho potrebujeme rovnú plochu, kde by mohli pristáť všetky sondy a kapsule so zdrojmi zo Zeme. Táto plocha musí poskytovať dostatok priestoru na pristátie a pre rovery alebo iné dopravné prostriedky, ktoré privezú materiály a ľudí na základňu alebo priamo na stavenisko.

2.3 - Ako váš mesačný tábor chráni astronautov pred drsným prostredím Mesiaca?

Vybudovanie lunárnej základne v jednej z lávových rúr na Mesiaci poskytuje niekoľko výhod z hľadiska ochrany a poskytnutia prístrešia našej posádke.

Po prvé, chránila by našu posádku pred nebezpečenstvom ožiarenia. Mesiac nemá ochranné magnetické pole, ktoré by chránilo pred škodlivým slnečným a kozmickým žiarením, ktoré môže predstavovať pre astronautov značné zdravotné riziko. Silná vrstva horniny nad lávovou rúrou by pôsobila ako prirodzený radiačný štít, ktorý by znižoval vystavenie škodlivému žiareniu.

Po druhé, stabilná teplota v lávovej rúre poskytuje našej posádke príjemnejšie životné prostredie. Na povrchu Mesiaca dochádza k extrémnym teplotným výkyvom, pričom denné teploty dosahujú až 120 °C a v noci klesajú na -170 °C. Stabilná teplota vo vnútri lávovej rúry by poskytla našej posádke vhodnejšie prostredie na život, čím by sa eliminovala potreba zložitých vykurovacích a chladiacich systémov.

Lávová rúra tiež poskytuje prirodzenú ochranu pred nárazmi mikrometeoroidov, ktoré môžu predstavovať značné riziko pre zariadenia a personál na povrchu Mesiaca. Silná vrstva horniny nad lávovou rúrou by pohltila všetky nárazy, čím by sa znížilo riziko poškodenia alebo zranenia.

Okrem toho lávová rúra poskytuje hotovú konštrukciu pre našu základňu, čím sa skracuje čas a znižujú náklady na výstavbu. Tunely sa dajú upraviť a vybaviť podľa našich potrieb s minimálnymi výkopovými prácami.

Vybudovanie lunárnej základne v lávovej rúre poskytuje prirodzený štít proti radiácii, stabilné teploty, ochranu pred nárazmi mikrometeoroidov a už existujúcu štruktúru, čo z nej robí ideálne miesto pre úkryt a ochranu našej posádky na Mesiaci. Keďže teplotné výkyvy sú vďaka lávovej trubici len malým problémom a dôležité je udržiavanie stabilného spojenia so Zemou, základňa sa nachádza na centrálnom mieste na dennej strane Mesiaca.

3.1 - Ako váš mesačný tábor zabezpečí astronautom udržateľný prístup k základným potrebám, ako je voda, jedlo, vzduch a energia?

Na zabezpečenie zásobovania vodou na našej základni budeme využívať mesačný regolit, piesku podobnú rozomletú horninu, ktorá pokrýva mesačný povrch. Tento prach je nielen zdrojom vodíka, ale aj bohatý na O2 s obsahom kyslíka 50% jeho celkovej hmotnosti. Regolit sa pomocou solárnej vežovej elektrárne zohreje na viac ako 1000 stupňov Celzia, čo spôsobí jeho premenu na plyn. Týmto spôsobom možno získať kyslík a vodík procesom nazývaným ''elektrolýza roztavených solí''. Pomocou palivových článkov sa tieto látky môžu neskôr premeniť na tečúcu vodu.
Na zabezpečenie potravy na lunárnej základni sú nainštalované hydroponické systémy, v ktorých rastliny nezávisle získavajú potrebnú vodu a živiny prostredníctvom expandovaných hlinených guľôčok, a preto nepotrebujú pôdu. Medzi rastliny patrí fazuľa, kukurica a zemiaky, ktoré zabezpečujú prísun sacharidov, ako aj hrach, paradajky, šalát, obilie a reďkovky, ktoré sú dobrým zdrojom vitamínov.
Posádka lunárnej základne má k dispozícii čistý vzduch pomocou systému ECLSS (Control and Life Support System), systému regeneračného zariadenia na podporu života. Systém výroby kyslíka pozostáva najmä zo súpravy na výrobu kyslíka a modulu na dodávku energie. Odstraňovanie oxidu uhličitého zo vzduchu sa uskutočňuje prostredníctvom absorpčného procesu s použitím sorbentu hydroxidu lítneho (LiOH).
Aby sme boli úplne nezávislí z hľadiska elektrickej energie, náš tím plánuje použiť MMR (mikromodulárne reaktory). Tieto kompaktné reaktory sa dajú ľahko dopraviť na Mesiac a nepotrebujú žiadnu ďalšiu montáž, čo znamená, že môžu začať vyrábať energiu okamžite.

3.2 - Ako bude váš mesačný tábor nakladať s odpadom, ktorý vyprodukujú astronauti na Mesiaci?

Naša lunárna základňa bude na nakladanie s odpadom produkovaným astronautmi využívať rôzne metódy. Pre potravinový odpad sa bude používať kompostovanie, ktoré zahŕňa rozklad organických látok na pôdu bohatú na živiny. Moč a výkaly sa budú spracovávať pomocou filtračných systémov, ktoré dokážu oddeliť pevné látky od kvapalín a odstrániť nečistoty. Tekutiny sa budú spracovávať na výrobu čistej vody, zatiaľ čo pevné látky sa budú spracovávať oddelene na výrobu hnojiva alebo sa budú skladovať na Mesiaci.
Neorganický odpad, ako napríklad obalové materiály, sa bude zbierať a ukladať na vyhradenom mieste na mesiaci. Nakladanie s odpadom bude kritickým aspektom udržiavania udržateľnej lunárnej základne a všetky odpadové materiály sa budú starostlivo sledovať a monitorovať, aby sa zabezpečila ich bezpečná a efektívna likvidácia. Zavedením týchto metód môže naša lunárna základňa výrazne znížiť množstvo odpadu, ktorý vyprodukujú astronauti, a minimalizovať vplyv na životné prostredie na Mesiaci.

3.3 - Ako bude váš mesačný tábor udržiavať komunikáciu so Zemou a ostatnými mesačnými základňami?

Na zabezpečenie komunikácie medzi lunárnou základňou a Zemou sú potrebné antény v Austrálii, Španielsku a USA, prostredníctvom ktorých je napriek rotácii Zeme vždy zabezpečené spojenie s Deep Space Network. DSN je globálna sieť staníc hlbokého vesmíru, ktorá sa používa na komunikáciu s prevažne medziplanetárnymi kozmickými sondami a satelitmi, ako aj na účely rádiového a radarového astronomického výskumu.
DSN je súčasťou väčšej siete a využíva možnosti pozemnej komunikačnej siete, ktorú poskytuje sieť integrovaných služieb NASA. Sieť NISN umožňuje vysokorýchlostnú výmenu údajov s dvoma ďalšími sieťami, vesmírnou sieťou, ktorá využíva geostacionárne reléové družice ako prijímače, ktoré prenášajú svoje údaje do pozemných staníc, a sieťou blízkej Zeme, ktorá využíva množstvo malých a stredne veľkých antén na komunikáciu s misiami počas štartovacej fázy na nízkych obežných dráhach Zeme a s družicami na nízkych dráhach Zeme.

4.1 - Na akú vedeckú tému (témy) by sa zameral výskum vo vašom mesačnom tábore? Vysvetlite, aké experimenty plánujete na Mesiaci robiť (napríklad v témach geológia, prostredie s nízkou gravitáciou, biológia, technológia, robotika, astronómia atď.)

Mikrogravitácia na Mesiaci môže simulovať osteoporózu a umožniť lepší výskum prostredníctvom ultrazvukových vyšetrení, testov moču a krvi. Taktiež by sa mohli ďalej skúmať účinky nízkej gravitácie na mozog, keďže štúdia ukázala, že rozloženie vody v mozgu sa po ceste do vesmíru trvalo mení. Mohli by sa preskúmať aj faktory, ktoré tieto zmeny ovplyvňujú, a spôsoby, ako ich možno znížiť.
Mesiac nemá atmosféru, a preto je ideálnym miestom na astronomické pozorovania. Teleskopy na Mesiaci môžu zachytiť obrazy hviezd a galaxií s jedinečnou jasnosťou, bez akéhokoľvek skreslenia spôsobeného zemskou atmosférou. Jedným z možných experimentov je postaviť na povrchu Mesiaca teleskop na štúdium rôznych astronomických javov, napríklad na hľadanie exoplanét alebo štúdium formovania hviezd. To by bolo možné len vtedy, ak by bol teleskop umiestnený na tmavej strane Mesiaca a ak by existovali siete satelitov.
Ďalším experimentom by bolo pozorovanie kozmického žiarenia. Povrch Mesiaca je optimálnym miestom na meranie kozmického žiarenia, pretože na rozdiel od Zeme, kde je kozmické žiarenie pohlcované atmosférou a premieňané na častice, ktoré môžu rušiť merania, tam prichádza nezmenené.
Okrem toho je Mesiac jedinečným miestom pre geologické experimenty, pretože na ňom chýba erózia alebo tektonická činnosť ako na Zemi. Možný experiment na Mesiaci by spočíval vo výskume povrchu prostredníctvom zberu a analýzy vzoriek. Tieto vzorky hornín môžu tiež pomôcť rekonštruovať geologickú históriu Mesiaca tým, že poskytnú informácie o minulých geologických procesoch na povrchu Mesiaca.
Nakoniec môžeme vykonávať experimenty s novými robotickými technológiami prostredníctvom vývoja robotov, ktoré môžu pomáhať pri výstavbe základne, údržbe a vedeckom výskume na povrchu Mesiaca. Nízka gravitácia, extrémna teplota a členitý terén mesačného prostredia predstavujú jedinečné výzvy, ktoré treba riešiť pri navrhovaní týchto robotických systémov.

5.1 - Čo by ste zahrnuli do programu prípravy astronautov, aby ste ich pripravili na misiu na Mesiac?

Vzdelanie: Naši astronauti potrebujú magisterský titul z fyziky, biológie alebo chémie. Okrem toho by mali mať aj diplom z leteckého a kozmického inžinierstva, zvyčajne si astronauti toto štúdium dopĺňajú doktorátom. Okrem toho je dôležité, aby členovia našej posádky mali skúsenosti v oblasti ťažby a stavebníctva, aby mohli vybudovať a prevádzkovať základňu. Keďže budeme pracovať s najmodernejšími technológiami, je povinné, aby si naši astronauti priniesli dostatok vedomostí z oblasti jadrovej fyziky, chémie a fyziky materiálov, aby mohli tieto systémy udržiavať v chode.
Školenie: Trojročný výcvik je rozdelený na základný výcvik, pokročilý výcvik a výcvik pre konkrétnu misiu. Poskytované základné vedomosti sa vzťahujú na všetky oblasti prírodných, technických a počítačových vied, takže študenti astronauti, ktorí pochádzajú z rôznych odborných oblastí, majú rovnaké vedecké znalosti. Okrem toho sa po konzultácii s partnermi ISS doplnia špecifické vedomosti o vesmíre a ISS, ľudské zručnosti a jazyková príprava.
Potom nasleduje výcvik prežitia astronautov, počas ktorého musia astronauti prežiť tri dni na neznámom mieste s malým množstvom jedla a len s jedným sprievodcom, ktorý ovláda jazyk.
Na palube prebieha aj izolačný výcvik, kde sa trénujú údržbárske zručnosti astronautov. Počas výcviku sa simulujú poruchy, poruchové stavy a signály o poruchách, ktoré potom musia účastníci výcviku odstrániť.
Aby sa znížila možnosť konfliktov medzi členmi posádky, je tiež veľmi dôležité, aby naši astronauti absolvovali rozsiahly sociálny výcvik, v rámci ktorého sa trénujú ich schopnosti spolupracovať v malom prostredí.

5.2 - Aké vesmírne vozidlá bude vaša budúca misia na Mesiac potrebovať? Opíšte vozidlá, ktoré sa nachádzajú vo vašom Moon camp, a zvážte, ako budete cestovať na Zem a zo Zeme a skúmať nové ciele na povrchu Mesiaca.

Hviezdna loď SN15
Loď Starship SN15 spoločnosti SpaceX bude zohrávať kľúčovú úlohu v našom dopravnom systéme medzi lunárnou základňou a Zemou vďaka svojej opakovane použiteľnej povahe, ktorá znižuje náklady na štart a údržbu medzi jednotlivými letmi. Loď Starship sa môže dopĺňať aj pomocou zdrojov z povrchu Mesiaca, napríklad vodného ľadu, ktorý sa dá spracovať na raketové palivo.
Lunárny rover
Náš lunárny rover je pokročilé prieskumné vozidlo určené na vedecký výskum na povrchu Mesiaca. Vďaka šiestim nezávislým pneumatikám bez vzduchu sa dokáže pohybovať v náročnom teréne, zatiaľ čo jeho vzduchový uzáver znižuje straty kyslíka pri vstupe a výstupe, čo umožňuje dlhšie cesty v drsnom mesačnom prostredí.
ATV
Naše terénne vozidlo (ATV) je robustné a všestranné jednomiestne vozidlo určené na prepravu po povrchu Mesiaca. Každé zo šiestich ATV má štyri nezávislé bezvzduchové pneumatiky a na jeho zadnej časti je namontovaný malý nosič na prepravu vedeckých prístrojov a vybavenia.