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.
Tudor Vianu Národná stredná škola informatiky Bukurešť-oblasť 1 Rumunsko 17, 18 4 / 0 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360
Mesiac, posledná hranica, ľudstvo sa usiluje o civilizáciu, ktorá by dokázala prežiť na Mesiaci od prvého pristátia v roku 1969. Je to prvý krok k tomu, aby sme sa stali medziplanetárnym druhom, ďalšia fáza ľudstva.
Kvôli nehostinnému prostrediu bude veľa výziev, ale vďaka pokroku v poslednom polstoročí a vynaliezavosti inžinierov a vedcov, ktorí v súčasnosti pracujú na tomto projekte, je mesačná základňa každým dňom bližšie k realite.
Našli sme niekoľko nápadov, ako bojovať s mnohými z týchto výziev, okrem iného centrifúgu, ktorá dokáže simulovať gravitáciu, čím znižuje atrofiu svalov, rúrkové systémy, ktoré uľahčujú komunikáciu a dopravu medzi jednotkami základne, a nástroje na využívanie zdrojov, ktoré sa už na Mesiaci nachádzajú.
Náklady a riziko usadenia sa na Mesiaci spôsobili, že ľudstvo stratilo nádej opustiť planétu, ktorú už takmer 300 000 rokov nazývame domovom, ale možnosti, ktoré prináša naša trvalá prítomnosť na Mesiaci, sú nekonečné a mohli by slúžiť ako podpora spoločnosti, byť bezpečným priestorom v prípade katastrof a sú pokladnicou zdrojov a informácií.
Vesmírny prístav, ktorý sa používa na medziplanetárne cestovanie v našej slnečnej sústave.Gravitácia Mesiaca je 0,166 gs, čo z neho robí ideálne miesto pre vesmírny prístav. Prebytočný vodík a kyslík z elektrolýzy vody môže pomôcť poháňať rakety, ktoré priletia na Mesiac zo Zeme a ktoré majú v pláne cestovať na Mars a ďalej na mesiace, ako je Europa.
Ďalším dôležitým účelom je ťažba hélia 3, ktoré sa môže poslať späť na Zem, aby sa použilo v reaktoroch jadrovej fúzie a vytvorilo čistú energiu pre ľudí na Zemi.
Život astronautov sa dá sprostredkovať ľuďom, aby každý pochopil, čo základňa robí a ako funguje. Celý svet tiež pochopí, že mesačná základňa je realizovateľná a má veľa možností využitia, ak sa časť toho, čo sa tam robí, zdokumentuje a zverejní.
Za základňu sme si vybrali okraj impaktného krátera Shackleton v blízkosti hory Malapert, ktorá leží na južnom polostrove Mesiaca.e.
Toto miesto sme si vybrali pre jeho 80%-90% vystavenie slnku, ktoré bude pomocou fotovoltaických článkov hlavným zdrojom elektrickej energie pre základňu.
Teplota na tomto mieste je tiež priaznivejšia ako v rovníkových zemepisných šírkach, pretože tu nedochádza k extrémnym denným teplotám od 100 °C, keď je Slnko nad hlavou, až po -150 °C počas mesačnej noci.
Trvalo zatienené regióny sa v regióne ľahšie hľadajú.Predpokladá sa, že v zatienených polárnych oblastiach sa nachádza zamrznutá voda, ktorú budú naši astronauti využívať.
Mesačný regolit v kráteri obsahuje aj veľké množstvo kyslíka, titánu, hélia 3 a množstvo minerálov, ktoré pomáhajú pri budovaní, udržiavaní základne a vytváraní výnosného majetku.
Mesačný tábor sa vybuduje tak, že sa pomocou rovera premiestni mesačná pôda a potom sa regolit roztaví pomocou Fresnelovej šošovky, ktorá sústredí slnečné svetlo na jedno miesto, čím sa pôda zahreje a vznikne materiál podobný cementu.
Prvým krokom k vybudovaniu základne bude vykopať dostatočne veľkú dieru, do ktorej sa zmestí jej podzemná časť. Do tejto diery sa umiestni rover a potom sa bude vrstvu po vrstve roztápať mesačný prach v tvare základne, kým sa diera nezaplní. Tento proces je podobný 3D tlači z kovového prášku, pretože základňa sa bude budovať po vrstvách na vertikálnej osi tavením lunárneho prachu. Po dokončení skeletu a zaplnení otvoru sa vykopá voľná mesačná zemina, ktorá sa nachádza v základni. Mechanické časti sa budú vyrábať zo zliatiny titánu v peci, ktorá sa privezie zo Zeme. Nadzemná časť základne bude postavená podobným spôsobom ako podzemná časť. Potom sa na základňu umiestni 5 cm vrstva zliatiny titánu a 100 cm vrstva mesačného regolitu, aby sa zabezpečila ochrana pred radiáciou.
V telocvični je umelá gravitácia, ktorá sa vytvára pomocou centrifúgy. Podlaha má uhol 9 stupňov a pomocou odstredivky a mesačnej gravitácie simuluje zemskú gravitáciu. Titánová zliatina je ľahká, odolná a používa sa v leteckom a kozmickom inžinierstve.
100 cm vrstva odolného materiálu z mesačného regolitu a 5 cm vrstvy zliatiny titánu zabezpečí, že naši astronauti budú chránení pred mikrometeoritmi,galaktického kozmického žiarenia a slnečných častíc. Veľká časť základne je tiež v podzemí, čo znamená väčšiu ochranu pre posádku.
Pokiaľ ide o väčšie meteority, zariadenia na Zemi dokážu rozpoznať a predpovedať trajektóriu meteoritu. Ak do základne dopadne stredne veľký meteorit, astronauti budú informovaní a budú mať dostatok času na evakuáciu časti základne, ktorá bude poškodená, a na prípravu jej opravy po dopade. Ak je meteorit veľký, posádka môže opustiť základňu, vzlietnuť a vrátiť sa na Zem.
Druhým veľkým problémom je nedostatok atmosféry na Mesiaci. Základňa je rozdelená do mnohých oddelení, ktoré sú oddelené pomocou vzdušných zámkov. Takto v prípade poruchy alebo problému v niektorom oddelení nie je ohrozená bezpečnosť našich astronautov.
Naša základňa má aj systém podpory života, ktorý udržiava tlak v atmosfére základne a zabezpečuje správny pomer plynov. Pokiaľ ide o tepelnú izoláciu, jediným izolantom, ktorý funguje pri drsných mesačných teplotách, je aerogél. Stačí nám malá vrstva. Ten sa dá vyrobiť aj z kremíka a kyslíka, ktoré sa nachádzajú na Mesiaci (SiO2 má 40-50% zloženie mesačného regolitu).
VODA
Ľad sa vyťaží a prenesie do taviča. Keď sa z neho stane voda, časť z nej sa dostane do systému podpory života a zvyšok do nádrže na elektrolýzu. Všetka prebytočná voda, ako napríklad moč a voda zo sprchy, sa prečistí a potom sa uvoľní späť do systému.
FOOD
Spočiatku budú astronauti jesť potraviny zo Zeme, kým sa nedokončí výsadba.Počítačové modely ukazujú, že niektoré rastliny môžu rásť aj v mesačnej pôde, napríklad paradajky a pšenica.
Zvyšok rastlín môžeme pestovať vo vode namiesto v pôde, pričom umelé slnečné svetlo zabezpečujú LED svetlá. Takto vypestujeme viac druhov rastlín, ktoré nám pomôžu pokryť potreby astronauta na prežitie. Budeme pestovať paradajky, fazuľu, pšenicu, sladké zemiaky a riasy. Tie budú obsahovať potrebné minerály, bielkoviny, vitamíny, tuky a sacharidy.
AIR
Pokiaľ ide o vzduch, máme niekoľko spôsobov, ako udržať úroveň kyslíka potrebnú pre našich astronautov a zároveň vypustiť prebytočný oxid uhličitý do vesmíru. Kyslík môžeme získať z mesačného regolitu a potom ho zahrievať, kým sa nestane plynným (2000 stupňov Celzia). Ďalším spôsobom je elektrolýza vody, ak jej máme prebytok. Po nejakom čase budú naše riasy stačiť na udržanie našej atmosféry. 78% dusík potrebný v našej atmosfére sa nachádza v regolite (malé množstvo).
POWER
Solárne články budú hlavným zdrojom energie pre našu základňu. Budú sa tiež môcť stiahnuť a odísť do podzemia, keď sa zistí blížiaci sa náraz meteoritu.
RTG (rádioizotopové termoelektrické generátory) budú umiestnené v podzemí krátera (sú účinnejšie pri nízkych teplotách). Budú fungovať ako záložný zdroj a budú schopné udržať mesačný tábor, keď nebudú môcť fungovať energetické články.
Batérie sa budú uchovávať ako záloha pre prípad zlyhania RTG.
Zvyšky prečisteného moču a výkalov sa môžu použiť ako hnojivo pre hydroponické rastliny. Pokiaľ ide o zvyšné rastlinné produkty, ktoré sa nedajú použiť ako potrava, použijeme aeróbny proces, ktorý premieňa organické materiály na pôdu bohatú na živiny zmenou prirodzeného rozkladu. Ten sa potom skombinuje s mesačnou pôdou z farmy a pomôže ďalšej várke rastlín rásť.
Pokiaľ ide o kusy kovu a zvyšky, máme drvičku, ktorá sa dá použiť na recykláciu náhradných materiálov, ktoré by inak zostali nevyužité. Mnohé predmety budú vyrobené z kovu z mesiaca namiesto bežných materiálov, takže sú recyklovateľné. Napríklad malé množstvo plastov, ktoré nazbierame, sa bude skladovať dovtedy, kým sa nebude môcť spáliť v zemskej atmosfére, keď sa už plánuje misia z Mesiaca na Zem.
Dôležitou témou, ktorú treba zohľadniť, je trvalá schopnosť komunikácie so Zemou, preto by rádiová anténa nestačila, pretože má periodické slepé miesta v závislosti od relatívnej orientácie Zeme a Mesiaca. Preto by sme použili viacero komunikačných satelitov, ktoré by permanentne obiehali okolo oboch astronomických telies. Tieto satelity by prenášali informácie od jedného k druhému v rade tak, že by našli najkratšiu cestu potrebnú na to, aby signál dosiahol Zem aj Mesiac, podobne ako fungujú veže mobilných telefónov.
Tieto prenosy sa uskutočňovali neustále a zahŕňali výsledky výskumu a celkovú správu o dni a niekedy vo výnimočných situáciách aj určité požiadavky na ďalší transport zo Zeme. Ďalšou formou komunikácie môžu byť rozhovory medzi astronautmi a ich blízkymi.
Prvou a najdôležitejšou témou výskumu, ktorý sa bude na Mesiaci vykonávať, je fyzika. Hélium 3, ktoré sa tam nachádza v hojnom množstve, by sa mohlo využiť na experimenty s jadrovou fúziou v malom meradle, ktoré by mohli priblížiť Zem k dosiahnutiu čistej energie. Ďalšie fyzikálne experimenty by sa mohli uskutočniť s využitím špeciálnych podmienok mesačného povrchu, ako je absencia atmosféry alebo nízka gravitácia. Jedným z dobrých príkladov by mohol byť vývoj dopravy vo vákuu, ktorá sa v súčasnosti realizuje na Zemi vďaka jej vysokej účinnosti spôsobenej nedostatkom trenia.
Ďalšou významnou témou je biológia, ktorú možno ďalej rozdeliť podľa zamerania uvedeného výskumu. Po prvé, reakcie ľudského tela na mesačné prostredie by sa mali pozorne sledovať a pravidelne oznamovať tímu odborníkov na Zemi, čo by mohlo pomôcť zlepšiť budúce vesmírne skafandre a základne. Po druhé, rast rôznych druhov rastlín v kupolách na Mesiaci sa musí zdokumentovať a preskúmať, aby sa mohli uvedené kupoly zlepšiť a dokonca vybrať rastliny, ktoré sa najlepšie prispôsobia a poskytnú astronautom najviac živín.
Tretím zameraním výskumu na našej mesačnej základni je astronómia. Hlavným problémom presného štúdia astronómie na Zemi je nadmerné svetelné znečistenie. Bez miest by bol Mesiac ideálnym miestom pre veľké, moderné teleskopy a iné pozorovacie prístroje, ktoré nemožno vypúšťať priamo do vesmíru.
Nakoniec je tu téma geológie: zloženie mesačnej pôdy sa musí dôkladne preskúmať, aby sa zistilo, aké neznáme využiteľné zdroje by sa z nej mohli ťažiť. Ďalším dôvodom na štúdium geológie Mesiaca je rozhodovanie o tom, ktoré miesta sú najvhodnejšie na vybudovanie ďalších budúcich základní.
Výcvik našich astronautov na túto misiu na Mesiac možno rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: základný výcvik na cestovanie vo vesmíre a výcvik na adaptáciu na povrch Mesiaca.
V prvom rade je najdôležitejší výcvik, ktorým musí prejsť každý astronaut, ktorý cestuje mimo zemskej atmosféry. Patria sem lekárske testy, fyzický výcvik, výcvik v mimovozidlovej činnosti a výcvik v postupoch. Celkový čas výcviku na základné cestovanie do vesmíru môže trvať až dva roky, kým je astronaut pripravený opustiť Zem. Aj ten možno rozdeliť na tri hlavné časti: výcvik bezpečnosti a prežitia v prípade zlyhania, výcvik na modeli v životnej veľkosti a špecifickej technológii (vákuové komory, parabolické lety a zariadenia s neutrálnym vztlakom) a výcvik špecifický pre danú misiu (špeciálne simulácie presného letu).
Po druhé, astronauti sa budú musieť fyzicky aj psychicky pripraviť na dlhodobý pobyt na Mesiaci, ale aj na rôzne úlohy a experimenty, ktoré tam budú musieť vykonávať. Obzvlášť dôležitým faktorom, ktorý sa musí zohľadniť, aby sa zabezpečil úspech misie, je duševné zdravie astronautov. Dlhý pobyt na Mesiaci, kde sa budú stýkať len s dvoma členmi posádky, bude mať na nich výrazný vplyv, a preto je potrebná intenzívna psychologická príprava. Pokiaľ ide o fyzickú prípravu, astronauti by mali byť schopní aspoň trochu pohodlne žiť v prostredí s nižším tlakom a gravitáciou, ktoré ich na Mesiaci čaká. A napokon, výcvik špecifický pre jednotlivé úlohy bude musieť byť pre každého člena posádky odlišný, pretože budú mať jasne oddelené povinnosti, ktoré budú musieť plniť. To však neznamená, že ostatní členovia posádky nebudú poznať základy úloh ostatných, pretože vždy existuje možnosť nehôd a porúch, ktoré si budú vyžadovať výmenu úloh.
Náš prvý rover Helios bude mať na starosti budovanie základne a bude ho možné ovládať na diaľku. Náš druhý rover, pomenovaný Europa ( podľa ľadového mesiaca), bude slúžiť najmä na ťažbu ľadu a regolitu, ale aj na prieskum povrchu Mesiaca, keďže má sedadlá pre astronautov.
Pri cestách na Zem a zo Zeme bude naša posádka používať opakovane použiteľnú raketu určenú na prepravu ťažkých nákladov. Mala by byť schopná odolať viacnásobnému vstupu do atmosféry a tepelný štít by sa mal dať v prípade poškodenia opraviť.
Raketu môžeme použiť aj na prieskum Mesiaca. Keďže Mesiac nemá atmosféru a má nízku gravitáciu, výskum Mesiaca touto metódou je účinný, pretože vodíkové palivo sa dá vyrobiť na mieste.
V budúcnosti by sme mohli vybudovať magnetický koľajový systém bez trenia zo železa získaného z Mesiaca. Tento systém môže spojiť všetky základne.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 