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.

Andromeda

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Rumunsko 16   2 / 0 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Naša základňa má modulárnu štruktúru, ktorá dokáže obslúžiť tím až desiatich astronautov, ktorých hlavným cieľom je ťažba a spracovanie mesačného prachu na získanie užitočných materiálov, ďalším cieľom našej osady by bolo pozorovanie a analýza vesmíru pomocou rádioteleskopov.

Inovatívny dizajn nášho sídla umožňuje jednoduché rozšírenie, pričom podľa potreby sa pridávajú ďalšie moduly na podporu väčších tímov a zvýšenie produktivity. Modulárna konštrukcia tiež umožňuje efektívne využívať zdroje, pričom každý modul je optimalizovaný pre špecifické funkcie.

Okrem získavania a spracovania mesačného prachu bude naša základňa obsahovať rádioteleskop, ktorý nám umožní pozorovať a analyzovať vesmír z Mesiaca. Bude to veľký prelom v našom chápaní vesmíru, pretože absencia zemskej atmosféry zabezpečí vynikajúcu jasnosť a presnosť našich pozorovaní. Naše osídlenie Mesiaca je krokom vpred vo výskume vesmíru, ktorý otvára nové možnosti vedeckých objavov a využívania zdrojov. Naším cieľom je naďalej posúvať hranice ľudského výskumu a poznania a dúfame, že naša modulárna základňa bude dôležitou súčasťou tejto cesty.

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

Hlavným cieľom našej základne na Mesiaci je umožniť medziplanetárne cestovanie a výskum. Mesiac obsahuje bohaté zdroje vrátane vody, ktorú možno využiť na palivo a podporu života, čo pomôže k sebestačnosti.

Naša základňa sa bude zameriavať najmä na ťažbu zdrojov, ako sú vzácne rudy a horniny, ale aj hélium 3, ktoré by sa na Zemi mohlo využívať na rôzne účely, napríklad na kryogénne účely, lekárske zobrazovanie a jadrové palivo.

Technickou súčasťou našej osady sú kopacie roboty, ktoré vykopávajú a zbierajú vzorky hornín. Budeme mať aj pomocnú flotilu transportných robotov, ktoré môžu tieto materiály prepravovať do spracovateľských zariadení alebo ich prepravovať do centrálneho skladu. Po vyťažení materiálov ich budeme musieť v poslednom kroku spracovať, aby sme oddelili cenné zložky.

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

Rozhodli sme sa vybudovať základňu v Mare Nectaris, presnejšie v južnom kvadrante Mare Nectaris. Táto oblasť bola určená ako vhodné miesto pre našu základňu z týchto dôvodov:

  1. Prístupnosť: Mare Nectaris je relatívne plochá a má pomerne málo kráterov a iných prekážok, čo uľahčuje budovanie základne a pohyb po oblasti. Takisto je to miesto, kde by sme v ďalších fázach mohli vybudovať podzemnú lunárnu základňu, aby sme vytvorili ľudské obydlie úplne chránené pred nepriateľstvom Mesiaca.
  2. Bohaté zdroje: Predpokladá sa, že Mare Nectaris je bohaté na nerastné suroviny, ako je hélium 3, ktoré by mohlo slúžiť na komerčné účely, a čadič.
  3. Životné prostredie: Mare Nectaris je miesto, kde môžeme začať misiu, ak chceme, aby sa rozvíjala. Z logistického hľadiska nám toto miesto umožňuje ľahko sa presúvať do rôznych oblastí Mesiaca na vykopávky. Z tohto dôvodu sa zvyšuje priemyselný potenciál misie.

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.

Naše vesmírne moduly budeme vyrábať na Zemi, pretože štruktúra základne nám umožňuje určitú flexibilitu. Najprv na mieste základne pristane niekoľko robotov s kozmickou loďou Orion, ktoré odstránia regolit na výstavbu osady, aby sa vytvorila lepšia stabilita. Po ukončení tejto fázy dorazia technické moduly (garáž, laboratórium, sklad) a centrálny modul na pracovisko logistického centra v Mare Nectaris. V ďalšej fáze prídu na rad ďalšie dva obytné moduly a 3D tlačiareň, ktorá vytlačí tunely spájajúce zariadenia.

Po ukončení týchto dvoch etáp sa na povrch Mesiaca dostanú astronauti so zásobami základných potrieb (voda, kyslík a potraviny). S ich príchodom sa začne misia , roboty začnú kopať a budeme ťažiť to, čo je cenné. Takisto začneme s výrobou vody a kyslíka.

Vzhľadom na extrémne podmienky na Mesiaci použijeme ako hlavný stavebný materiál hliník, pretože z neho možno vyrobiť vysokokvalitné kovové profily/konštrukcie/systémy stavebných uzáverov a vďaka jeho nízkej hustote je to jeden z najúčinnejších materiálov.

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

Prostredie Mesiaca je mimoriadne drsné, teploty sa pohybujú od -173 °C do 127 °C, chýba tu atmosféra, je tu vysoká úroveň radiácie a časté dopady mikrometeoritov. Preto je náš mesačný tábor navrhnutý tak, aby chránil astronautov pred týmito špecifickými podmienkami mesačného prostredia.

Jedným zo spôsobov ochrany astronautov je vybudovanie obydlia, ktoré odolá extrémnym teplotám a radiácii. Obytný priestor sa bude skladať zo 4 vrstiev rozmiestnených v nasledujúcom poradí:

Vertikálny prierez steny : Mimo /Nikel/ Hliníkový štít/ Hliníkový polyimid (H-fólia) / Hliníkový polyimid (Mylar) / Hliník /Aerogel/ Zosilnený uhlík Carbon/ Vnútri .

Okrem toho musíme astronautom zabezpečiť priedušné prostredie vo vnútri základne. Budeme získavať kyslík z mesačného prachu a distribuovať ho po osade, kedykoľvek to bude potrebné, aby sme zabránili stratám tohto vzácneho plynu, budeme monitorovať, či je miestnosť obsadená alebo nie.

Okrem toho bude mesačný tábor vybavený radiačným štítom, ktorý bude astronautov chrániť pred vysokou úrovňou radiácie na Mesiaci. Okrem materiálov, ktoré budeme používať, pridáme na vrch aj poslednú vrstvu regolitu, aby sme mali väčšiu ochranu.

Náš mesačný tábor, ktorý sa nachádza v nehostinnom prostredí, dosiahne svoj účel okrem svojej konštrukcie, materiálov atď. aj pomocou rádioteleskopov, ktoré pozorujú vesmír.

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

Voda

Vodu budeme získavať z regolitu, ktorý sa nachádza na južnom póle, najmä z krátera Clavius, pretože je nám najbližšie a obsahuje približne 0,34 litra vody na jeden meter kubický mesačného prachu. Budeme ju dopravovať do osady, kde sa spracuje a potom sa bude distribuovať astronautom.

Potraviny

Potraviny sa privezú zo Zeme na povrch Mesiaca pomocou raketoplánu Orion v balenej forme, ktorá má dlhú trvanlivosť a je vhodná na cestovanie vo vesmíre. Tento typ potravín je navrhnutý tak, aby vydržal náročné podmienky vesmírneho cestovania vrátane extrémnych teplôt a zmien tlaku. Aby sa ešte viac zabezpečila bezpečnosť a kvalita potravín, mohli by sa baliť do špeciálnych nádob, ktoré sú navrhnuté tak, aby udržiavali stabilnú teplotu a chránili obsah pred kontamináciou.

Napájanie

Našu základňu budeme zásobovať energiou pomocou kruhovej solárnej farmy , ktorá bude získanú energiu ukladať do batériového systému, ktorý sa bude využívať počas nocí alebo v prípade núdzovej situácie. Keďže na Mesiaci nie je atmosféra, slnečné žiarenie sa zachytáva oveľa účinnejšie ako na Zemi, čo nám môže poskytnúť komparatívnu energetickú výhodu. Pokiaľ ide o ochranu zostavy, panely budú potiahnuté oxidmi ocele, ktoré zabezpečia dodatočnú odolnosť proti mikroúderom.

Vzduch

Kyslík budeme získavať z regolitu, pretože obsahuje približne 45% O2. Pri extrakcii použijeme sabatér a proces elektrolýzy, aby sme zdroj získali v laboratóriu, odkiaľ ho v určitých hodinách rozvezieme po celej osade, aby sme zabránili úniku plynu.

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

Keďže vieme, aké dôležité sú systémy podpory života vo vesmíre, musíme recyklovať životne dôležité zdroje s maximálnym výťažkom. Najskôr budeme recyklovať odpadovú vodu z kuchyne a kúpeľní a destilovať ju pred distribúciou astronautom. Aby sme ušetrili viac vody, budeme recyklovať aj moč kvôli jeho vysokému obsahu vody. Ďalším zdrojom, ktorý budeme recyklovať, je kyslík. Budeme ho rozvádzať potrubím a budeme monitorovať, či je miestnosť obsadená alebo nie, aby sme mohli plyn dodávať a vyhnúť sa stratám.

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

Satelity a antény budú dôležitou súčasťou komunikácie medzi našou mesačnou základňou a Zemou. Pomocou satelitov na obežnej dráhe okolo Mesiaca a niekoľkých antén v pásme S môžeme vytvoriť spoľahlivú komunikačnú sieť, ktorá umožní prenos dát v reálnom čase, hlasovú komunikáciu a videokonferencie.

Aby sme zabezpečili efektívne fungovanie komunikačného systému, budeme ich starostlivo budovať a udržiavať. To zahŕňa výber vhodných pozemných staníc, vývoj spoľahlivých komunikačných protokolov a vytvorenie spoľahlivého zdroja energie. Okrem toho bude satelitná sieť schopná odolať náročným podmienkam vo vesmíre a bude schopná fungovať bez výraznej údržby počas dlhšieho obdobia.

Celkovo bude používanie satelitov a antén dôležité pre našu mesačnú základňu, aby bola udržateľnou a úspešnou mesačnou osadou, a budeme musieť investovať do vývoja a údržby tejto technológie, aby sme zabezpečili jej dlhodobú životaschopnosť.

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.)

Podľa nášho vyhlásenia o misii je hlavným cieľom založenia osady na Mesiaci využívanie jeho cenných zdrojov, medzi ktoré patrí hélium 3 a vzácne zemské kovy. Hélium-3 je izotop, ktorý má rôzne využitia v jadrovej fúzii, medicíne a kryogénnej technike. Kovy vzácnych zemín sú zasa základnými zložkami špičkových technologických zariadení, ako sú digitálne fotoaparáty, smartfóny a počítačové monitory. Tieto zdroje sa dajú získať z regolitu Mesiaca a dopraviť na Zem na predaj.

Okrem využívania zdrojov bude náš Moon camp slúžiť aj ako astronomická základňa. Vďaka absencii znečistenia a atmosféry ponúka Mesiac jedinečnú príležitosť na štúdium vesmíru pomocou obrovských rádioteleskopov. Súčasťou nášho tímu bude astrofyzik, ktorý bude dohliadať na rádioteleskop a prenášať svoje pozorovania späť na Zem.

Okrem toho prostredie mikrogravitácie na Mesiaci poskytuje jedinečnú príležitosť na štúdium dlhodobých účinkov nízkej gravitácie na ľudský organizmus. Dúfame, že výskumom vplyvu nízkej gravitácie na ľudský organizmus sa naučíme, ako zvládnuť život v takomto nehostinnom prostredí.

Na dosiahnutie našich cieľov budeme potrebovať vysoko kvalifikovaný a špecializovaný tím vedcov a inžinierov. Tento tím bude spolupracovať na vytvorení sebestačnej osady na Mesiaci, ktorá dokáže dlhodobo udržať ľudský život. To si bude vyžadovať dôkladné plánovanie a vývoj inovatívnych technológií, ktoré zabezpečia, aby náš tím mohol na Mesiaci prežiť a prosperovať.

Na záver možno povedať, že naše osídlenie na Mesiaci má viacero cieľov. Naším hlavným cieľom je ťažba mesačných zdrojov vrátane hélia 3 a kovov vzácnych zemín, ktoré majú významné komerčné a priemyselné využitie.

Okrem toho využijeme Mesiac ako základňu pre astronomický výskum a využijeme jeho nedotknuté prostredie na nevídané štúdium vesmíru. Napokon budeme vykonávať výskum dlhodobých účinkov nízkej gravitácie na ľudský organizmus, čo je rozhodujúci aspekt prípravy na budúci výskum a kolonizáciu vesmíru. V konečnom dôsledku naša misia na Mesiac predstavuje dôležitý krok smerom k prieskumu a využívaniu vesmírnych zdrojov, ktoré budú nevyhnutné pre ďalší pokrok a napredovanie ľudstva.

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

Výcvikový program pre našu misiu na Mesiac by mal astronautov pripraviť na jedinečné výzvy a podmienky, ktorým budú počas svojej misie čeliť. Tu sú niektoré zložky, ktoré by mohli byť súčasťou programu výcviku astronautov pre našu misiu na Mesiac:
Fyzická zdatnosť: Astronauti si musia udržiavať vynikajúce fyzické zdravie a výdrž, aby mohli plniť svoje úlohy vo vesmíre. Na udržanie zdravia by bol potrebný prísny cvičebný program, ktorý by zahŕňal fyzické cvičenia.
Environmentálne vzdelávanie: Astronauti budú na Mesiaci vystavení jedinečným environmentálnym faktorom, ako sú extrémne zmeny teploty, nízka gravitácia a nedostatočný atmosférický tlak.
Školenie robotiky: Používanie robotov bude mať zásadný význam pre úspech našej misie na Mesiac. Astronauti budú musieť byť vyškolení, ako obsluhovať, udržiavať a opravovať robotické systémy na ťažbu, prepravu a spracovanie zdrojov.
Núdzové postupy: V prípade núdzových situácií musia byť astronauti vyškolení v núdzových postupoch, ako je reakcia na poruchy zariadenia, lekárske pohotovostné situácie, pravidlá evakuácie a postupy manuálnej údržby v extrémnych podmienkach úplného zlyhania.
Psychologická príprava: Astronauti strávia dlhší čas v uzavretom a izolovanom prostredí takmer šesť mesiacov, čo môže viesť k psychickému stresu. Na udržanie duševného a emocionálneho zdravia astronautov by bol potrebný výcvik v technikách zvládania stresu, budovania tímu a komunikačných zručností.

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.

Vesmírne vozidlá, ktoré sa budú používať počas našej misie na Mesiac, sú rovery a roboty, ale aj raketoplán Orion, s ktorým budeme prepravovať náklad na vybudovanie osady a na dopravu astronautov. Flotilu roverov tvoria:

Nákladný rover, ktorý dopravuje regolit do laboratória alebo náklad z raketoplánu.
Rover pre posádku má kapacitu až pre dvoch astronautov.Môže cestovať na dlhé vzdialenosti, pretože je vybavený solárnymi panelmi a batériami a tiež základnou podporou života.
Ťažobné vozidlo na ťažbu regolitu
Robot na údržbu roverov alebo opravu zariadení.

Ďalšie projekty: