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.

Santa Girls

Santa Maria College  Perth-Perth    Austrália 15   3 / 3 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



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


https://a360.co/3miyMsz

1.1 - Opis projektu

Náš Moon camp je určený hlavne na výskum a ťažbu hélia 3. Nachádza sa vo vnútri lávovej rúry v blízkosti polárnych oblastí.

má tieto zariadenia:

  • Výroba kremíka na kyslík + modul čistenia vzduchu

  • Stanica na čistenie vody

  • Modul čistenia odpadových vôd

  • Modul splyňovania plazmovým oblúkom
  • Zelený dom poľnohospodárska kupola

  • Komunikačný modul

  • Observatórium

  • Obytné oddelenie: Spacie kapsule, jedáleň, telocvičňa a rekreačné centrum, zdravotné stredisko a ...

  • Oddelenie výskumu a vývoja v oblasti ťažby hélia

  • Jadrová elektráreň je vo výstavbe!

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

Hélium-3 je na Zemi vzácny izotop hélia, ktorý má potenciál ako palivo pre jadrovú syntézu. Predpokladá sa, že povrch Mesiaca obsahuje značné zásoby hélia-3, ktoré by sa mohli ťažiť a používať ako palivo pre budúce fúzne reaktory. Náš mesačný tábor je postavený na ťažbu hélia-3.

Okrem obchodných záujmov sú to aj ďalšie dôvody:

Vedecký výskum: Mesiac ponúka jedinečné prostredie, ktoré by sa dalo využiť na štúdium rôznych javov, ako napríklad vplyv nízkej gravitácie na ľudské zdravie, zloženie mesačného povrchu a možnosti využitia mesačných zdrojov.
Medzinárodná spolupráca: Spôsob podpory medzinárodnej spolupráce a spolupráce v oblasti výskumu vesmíru a vedeckého výskumu.
Výskum človeka: Dôležitý krok v pokračujúcom prieskume vesmíru a prípadný cieľ vytvoriť ľudskú prítomnosť na iných planétach alebo nebeských telesách.

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

Vnútri lávových rúr v blízkosti polárnych oblastí: Vnútorné priestory týchto rúr môžu byť dostatočne veľké na to, aby sa v nich mohla umiestniť mesačná základňa, a ich stabilná teplota a ochrana pred drsným mesačným prostredím z nich robia atraktívne miesto pre lunárny habitat.

V trvalo zatienených oblastiach na severnom a južnom póle Mesiaca sa môžu nachádzať značné zásoby vodného ľadu. Z týchto ložísk by sa mohla získavať voda a používať na pitie, pestovanie plodín a výrobu raketového paliva.

Okrem toho by bolo pre ťažbu kremíka výhodné miesto, ktoré sa nachádza v blízkosti potenciálneho zdroja vody, ako je napríklad polárny ľad, pretože voda sa dá využiť na výrobu kyslíka prostredníctvom procesu nazývaného elektrolýza, ktorý sa dá použiť v systémoch na podporu života a ako raketové palivo.

Hélium-3 môže byť hojnejšie v polárnych oblastiach, pretože tie isté procesy, ktoré vytvárajú vodný ľad, môžu zachytávať aj hélium-3.

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.

  1. 3D tlač s mesačným regolitom: Jednou z najsľubnejších stavebných techník pre mesačný tábor je 3D tlač s použitím mesačného regolitu ako suroviny. Táto technika by mohla výrazne znížiť množstvo materiálu, ktorý je potrebné dopraviť zo Zeme, a umožňuje aj prispôsobiteľné návrhy. 3D tlač by sa mohla použiť na vytvorenie rôznych štruktúr vrátane obydlí, laboratórií, skladovacích zariadení a inej infraštruktúry.
  2. Nafukovacie stanovištia: Nafukovacie stanovištia sú ďalšou možnosťou na vybudovanie mesačného tábora. Tieto konštrukcie môžu byť kompaktné a ľahké na prepravu na Mesiac a na mieste sa dajú nafúknuť, aby sa vytvoril väčší obytný alebo pracovný priestor. Tieto stanovištia môžu byť vystužené materiálmi, ako je kevlar, aby sa zvýšila ich odolnosť.
  3. Modulárny dizajn: Modulárny dizajn mesačného tábora by umožnil flexibilitu a prispôsobivosť podľa toho, ako sa časom menia potreby obyvateľov. Každý modul by mohol byť navrhnutý pre špecifickú funkciu. Modulárna konštrukcia tiež umožňuje jednoduchú opravu alebo výmenu jednotlivých komponentov v prípade poškodenia alebo poruchy.
  4. Výroba energie: Solárne panely by sa mohli použiť na výrobu elektrickej energie a jadrová energia by tiež mohla byť jednou z možností pre spoľahlivejší a sebestačnejší zdroj energie. Zariadenia na výrobu energie by mohli byť umiestnené mimo obytných priestorov, aby sa minimalizovalo vystavenie žiareniu.
  5. Odpadové hospodárstvo: Voda by sa mohla recyklovať a čistiť na viaceré účely a odpad by sa mohol využiť ako zdroj na výrobu energie alebo stavebných materiálov.

 

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

  1. Radiačná ochrana: Na Mesiaci je vystavenie žiareniu veľkým problémom, pretože chýbajúca atmosféra poskytuje len malú ochranu pred kozmickým žiarením a slnečnými erupciami. Mesačný tábor by mohol mať hrubé steny a strechy z materiálov, ktoré poskytujú ochranu pred žiarením, ako je voda, betón alebo mesačný regolit. Tábor by mohol byť umiestnený aj v prírodnom úkryte, napríklad v lávovej rúre, ktorá by poskytovala dodatočnú ochranu pred žiarením.
  2. Regulácia teploty: Teplota na Mesiaci sa môže pohybovať od extrémne horúcej po extrémne studenú. Mesačný tábor by mohol byť navrhnutý s izolačnými materiálmi, ktoré by regulovali teplotu a zabránili tepelným stratám. Mohlo by sa zvážiť aj využitie geotermálnej energie, ktorá je na Mesiaci k dispozícii, aby pomohla regulovať teplotu v tábore.
  3. Prívod vzduchu: Na rozdiel od Zeme na Mesiaci nie je prirodzená atmosféra, takže mesačný tábor by musel byť navrhnutý tak, aby astronautom poskytoval dýchateľnú atmosféru. To by sa dalo dosiahnuť vytvorením uzavretého systému podpory života, ktorý by recykloval vzduch a vyrábal kyslík na dýchanie astronautov.
  4. Ochrana proti prachu: Povrch Mesiaca je pokrytý vrstvou jemného prachu, ktorý môže byť škodlivý, ak sa dostane do pľúc alebo do zariadenia. Mesačný tábor by mohol byť navrhnutý so vzduchovými uzávermi a filtračnými systémami, ktoré by zabránili vniknutiu prachu, a astronauti by mohli nosiť špeciálne obleky a prilby, aby sa chránili, keď sú mimo tábora.
  5. Štrukturálna integrita: Povrch Mesiaca je vystavený nárazom meteoritov a seizmickej aktivite, takže mesačný tábor by mal byť navrhnutý z pevných a odolných materiálov, ktoré by odolali týmto silám. Ako možné riešenia by sa mohlo zvážiť použitie nafukovacích habitatov, ktoré môžu byť vystužené materiálmi ako kevlar, alebo 3D tlačených štruktúr s použitím mesačného regolitu.

 

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

Voda: Voda je kľúčovým zdrojom pre život a hoci je jej na povrchu Mesiaca málo, predpokladá sa, že sa vyskytuje vo forme ľadu v trvalo zatienených oblastiach v blízkosti pólov. V našom tábore používame vrtné stroje poháňané slnečnou energiou na ťažbu ľadu, ktorý by sa potom čistil v staniciach na čistenie vody a používal na pitie, pestovanie rastlín a iné účely.
Potraviny: Astronauti budú potrebovať spoľahlivý zdroj potravy, ktorý ich bude počas misie živiť. Potraviny v mesačnom tábore pestujeme pomocou hydroponických systémov, ktoré na pestovanie rastlín používajú vodu bohatú na živiny namiesto pôdy. Okrem toho geneticky upravujeme rastliny tak, aby boli schopné rásť v drsnom mesačnom prostredí. Praktizuje sa aj používanie rias, ktoré sa dajú pestovať pomocou slnečnej energie a premieňať na potraviny.
Vzduch: Na udržanie života astronautov je potrebný dýchateľný vzduch. Máme uzavretý systém podpory života, ktorý recykluje vzduch a vyrába kyslík na dýchanie astronautov. Náš systém zahŕňa rastliny, ktoré dokážu odstraňovať oxid uhličitý a vyrábať kyslík prostredníctvom fotosyntézy, a technológie, ako je elektrolýza, ktorá dokáže rozdeliť molekuly vody na kyslík a vodík.
Energia: Mesiac dostáva stály prísun slnečnej energie, ktorú možno využiť na napájanie mesačného tábora. Využívame solárne panely a ďalšie technológie obnoviteľnej energie, ako je veterná alebo geotermálna energia. Na uskladnenie prebytočnej energie na použitie v čase, keď slnko nesvieti, sa používajú batériové systémy.

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

Modul splyňovania plazmovým oblúkom (PAG):

Zníženie množstva odpadu: Náš modul PAG výrazne znižuje množstvo odpadu, pretože ho rozkladá na jednotlivé molekuly.
Výroba energie: Modul PAG vyrába energiu vo forme tepla a elektriny, ktorá by sa mohla použiť na napájanie mesačného tábora.
Obnova zdrojov: Plyn produkovaný modulom PAG sa spracúva s cieľom získať cenné materiály, ako sú kovy a plyny.
Prínos pre životné prostredie: Modul PAG zabraňuje uvoľňovaniu škodlivých znečisťujúcich látok a znižuje riziko kontaminácie Mesiaca.

Modul čistenia odpadových vôd:

 

Fyzikálna filtrácia
Chemické ošetrenie: Na odstránenie nečistôt a patogénov z odpadových vôd sa používa chemická úprava, ako je koagulácia, flokulacia a dezinfekcia.
Reverzná osmóza: Táto technika spočíva v pretláčaní odpadovej vody cez polopriepustnú membránu, ktorá prepúšťa molekuly vody a zachytáva väčšie nečistoty.
Odparovanie: vyčistená vodná para sa potom môže kondenzovať a zhromažďovať na použitie.
Recyklácia

 

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

Satelitná komunikácia: Ide o používanie komunikačných satelitov na obežnej dráhe okolo Mesiaca, ktoré môžu prenášať signály medzi mesačným táborom a Zemou. Tieto satelity sú umiestnené na obežnej dráhe Mesiaca, ktorá umožňuje neustálu komunikáciu.
Laserová komunikácia: Zahŕňa použitie laserov na prenos údajov medzi mesačným táborom a Zemou.
Štafetové stanice: Na udržiavanie komunikácie s inými mesačnými základňami alebo rovermi sú na povrchu Mesiaca zriadené reléové stanice. Tieto stanice sú umiestnené na strategických miestach, ktoré umožňujú komunikáciu s inými základňami alebo rovermi v priamej viditeľnosti. Rozširujú tiež dosah satelitnej alebo laserovej komunikácie.
Robustné komunikačné systémy: Náš Moon camp je tiež vybavený robustnými komunikačnými systémami, ktoré odolávajú drsnému mesačnému prostrediu. To by mohlo zahŕňať redundanciu komunikačných zariadení, záložné zdroje energie a tienenie na ochranu pred žiarením a extrémnymi teplotami.

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.)

Výskumný a vývojový tím sa pri našom Moon camp zameriava najmä na tieto oblasti:

Vývoj techník vykopávania regolitu: Predpokladá sa, že hélium-3 je uložené v mesačnom regolite, čo je vrstva sypkej pôdy a hornín, ktorá pokrýva povrch Mesiaca.
Práca na zbere solárneho vetra: Ďalšou možnou technikou ťažby hélia 3 je jeho zber z povrchu Mesiaca pomocou zariadenia, ktoré dokáže zachytiť častice slnečného vetra. Slnečný vietor je prúd nabitých častíc, ktorý prúdi zo Slnka a bombarduje povrch Mesiaca. Slnečný vietor obsahuje hélium-3 a ďalšie vzácne izotopy, ktoré by sa mohli zachytiť a spracovať na získanie hélia-3.
Práca na technikách separácie izotopov: Po získaní hélia-3 z regolitu alebo zo slnečného vetra ho bude potrebné oddeliť od ostatných plynov a izotopov. To by sa mohlo dosiahnuť pomocou techník, ako je plynová chromatografia alebo laserová separácia izotopov. Tieto techniky zahŕňajú separáciu plynov na základe ich molekulovej hmotnosti alebo izotopového zloženia.
Vývoj prostriedkov na skladovanie a prepravu: Hélium-3 je plyn pri štandardnej teplote a tlaku, preto sa musí skladovať a prepravovať za špeciálnych podmienok. To by mohlo zahŕňať stlačenie plynu a jeho uskladnenie vo vysokotlakových nádobách. Preprava by sa mohla uskutočniť pomocou špecializovaných nádrží alebo potrubí.

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

Fyzická zdatnosť a zdravie: Astronauti by museli mať výbornú fyzickú kondíciu, aby zvládli fyzické nároky spojené so životom a prácou na Mesiaci. Tréningové programy by mohli zahŕňať kombináciu kardiovaskulárnych cvičení, silového tréningu a cvičení na udržanie celkovej kondície.
Zručnosti prežitia: Život na Mesiaci by si vyžadoval celý rad zručností na prežitie, napríklad schopnosť stavať prístrešky, hľadať a čistiť vodu a pestovať potraviny. Školiace programy by mohli zahŕňať zručnosti prežitia, ako je prvá pomoc v divočine, stavba prístreškov a základné poľnohospodárske techniky.
Mesačná geológia a veda: Astronauti na misii na Mesiac by museli byť vyškolení aj v oblasti lunárnej geológie a vedeckých výskumných metód. To by mohlo zahŕňať školenie o tom, ako zbierať a analyzovať vzorky mesačných hornín a pôdy, ako aj školenie o laboratórnych technikách a analýze údajov.
Výcvik EVA (extravehicular activity): Výcvik EVA je veľmi dôležitý pre astronautov, ktorí budú vykonávať výskumné alebo údržbárske činnosti mimo svojho lunárneho habitatu. Výcvikové programy by mohli zahŕňať výučbu obliekania a vyzliekania skafandra, používanie systému pripútania na výstup do vesmíru a obsluhu zariadení vo vákuu.
Komunikácia a tímová práca: Astronauti na misii na Mesiac budú musieť úzko spolupracovať ako tím a budú musieť tiež efektívne komunikovať s riadením misie na Zemi. Výcvikové programy by mohli zahŕňať cvičenia a simulácie zamerané na budovanie tímu, ako aj školenia v oblasti efektívnych komunikačných techník.
Systémy a údržba kozmickej lode: Astronauti na misii na Mesiac budú musieť byť vyškolení aj v prevádzke a údržbe systémov kozmickej lode, ktorá ich dopraví na Mesiac a späť. Výcvikové programy by mohli zahŕňať výučbu obsluhy systémov podpory života, komunikačných zariadení a pohonných systémov, ako aj vykonávanie bežnej údržby a opráv.

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.

Lunárny modul: Na prepravu astronautov a vybavenia z obežnej dráhy na povrch Mesiaca.
a prieskum.
Mesačný rover: Na prekonávanie členitého terénu na povrchu Mesiaca. Lunárne rovery by sa mohli používať na dopravu astronautov a vybavenia na nové miesta na Mesiaci, ako aj na zber vzoriek a vedecké experimenty.
Vozidlo na výstup na Mesiac: Na dopravu astronautov a vybavenia z povrchu Mesiaca späť na obežnú dráhu.
Lunárny orbiter: Na obežnú dráhu Mesiaca a vedecký výskum z povrchu Mesiaca.
Vozidlo na návrat na Zem: Vozidlo pre návrat na Zem je kozmická loď určená na dopravu astronautov a vzoriek z Mesiaca späť na Zem.
Nákladná doprava: Na prepravu vybavenia, zásob a materiálov na Mesiac a z Mesiaca by bolo potrebné nákladné vozidlo.
Priemyselné/stavebné stroje

Ďalšie projekty: