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.

Moon Glow Industries

Národná škola "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Rumunsko 18, 17   3 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



Youtube Video Link:


1.1 - Opis projektu

Spoločnosť Moon Glow Industries sa stane základom nového hospodárstva a inovatívneho spôsobu života ľudstva. Je to prvá veľká mesačná továreň, ktorá sa usiluje o industrializáciu hélia - 3, berýlia a lítia. Vyťažené suroviny sa budú prepravovať späť na Zem, kde sa spracujú a predajú, pričom peniaze sa opätovne investujú do budúcich vesmírnych misií.

Náš návrh štruktúry je definovaný 11 modulmi dvoch rôznych veľkostí, vrátane 3 spální, 3 fariem na pestovanie rias, 1 komunikačného centra a jednej telocvične. Okrem hliníkových modulov využijeme 3D tlačiareň na vytvorenie tunelov z regolitu.

Posádka sa bude skladať z 12 členov, z ktorých každý má špecifické vlastnosti, preto kladieme dôraz na produkciu vody, kyslíka a potravín.

Tím sa bude meniť každé 4 mesiace, čím sa zabezpečí, že základňa bude neustále aktívna. Keďže naša základňa je prevažne automatizovaná, spoliehame sa na roboty, je nevyhnutne potrebný definitívny zdroj energie, ktorý bude zabezpečovať viacero solárnych panelov a jadrový reaktor.

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

Na Mesiaci sa nachádza obrovské množstvo cenných a vzácnych zdrojov, ktoré možno využiť na rozvoj ľudského hospodárstva a priemyselného pokroku. Prostredníctvom nášho osídlenia Mesiaca sa snažíme sprístupniť mesačné materiály, hélium-3, berýlium, lítium, aby sme mohli lepšie rozvíjať priemysel lekárskych snímok, jadrových reakcií a vesmírnych pohonov. Vďaka modulárnej štruktúre plánujeme v budúcnosti rozšíriť Moon Glow Industries, aby sme jedného dňa dosiahli efektívnosť pozemskej továrne. Okrem toho si predstavujeme perspektívu rozvoja nášho Mesačného tábora do siete spolupracujúcich priemyselných staníc s pomocou potenciálnych investícií a nahromadených ziskov. Moon Glow Industries môže byť východiskovým bodom pre ďalšie koloniálne snahy.

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

Naša základňa bude postavená v kráteri De Gerlache, ktorý sa nachádza 30 km od južného pólu Mesiaca. Túto lokalitu sme si vybrali pre jej relatívne rovný povrch a hojnosť zdrojov. Kráter obsahuje rozsiahlu Trvalo zatienenú oblasť v strede a viacero menších PSR okolo okraja krátera, ktoré môžu ukrývať ložiská ľadového regolitu, ďalšieho zdroja, na spotrebný materiál pre posádku, radiačnú ochranu a pohonné hmoty.

Naša základňa je teda obklopená životne dôležitými pozemskými zdrojmi, ktoré môžeme využiť na udržanie ľudského života v mesačnom tábore. Kráter de Gerlache nie je prirodzene bohatý na hélium-3; ťažba surovín sa bude vykonávať prostredníctvom robotov, ktoré budú cestovať a získavať rádioizotop z koperníkových oblastí 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.

Vzhľadom na to, že povrch stavby je pokrytý vrstvou mesačného prachu, prvým krokom pri budovaní nášho tábora je vyslanie robotov, aby čistili, kým nedosiahnu prvý geologicky stabilný sediment. Odstránia aj všetky nerovnosti terénu, ktoré by mohli narušiť stabilitu základne, a prijmú ďalšie opatrenia na zabezpečenie jej štrukturálnej integrity. Druhým krokom pri výstavbe je privezenie vesmírnych modulov pomocou 15 kozmických lodí Orion. Miestnosti budú prepojené 3D vytlačenými tunelmi z regolitu a 8 väčších modulov bude zostavených pomocou robotov a miestnosti budú patrične zariadené. Všetky moduly sú vybavené oknami z báriumsilikátového skla, ktoré umožnia prúdenie prirodzeného svetla. Kyslíkové a vodovodné potrubia a potrubia na oxid uhličitý vyrobené z medi sa tiež inštalujú pomocou robotov. Nakoniec, po inštalácii základne, posádka pristane s ostatnými zásobami, ako je voda a potraviny, a začne vyrábať kyslík prostredníctvom troch fariem chlorelly, z ktorých každá má dve 3,85 m2 nádrže s kapacitou 5 m3. Členovia budú pestovať plodiny a inštalovať laboratórium a komunikačné centrum. Hlavný ťažobný robot bude prevezený a pripravený na použitie robotickými špecialistami. V tomto okamihu sa začína naša vesmírna misia.

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

Ďalšou výzvou je drsné mesačné prostredie, ktoré vystavuje mesačnú základňu mikrometeoroidom, slnečnému žiareniu a prachovým búrkam. Tieto nebezpečenstvá môžu poškodiť vybavenie, ohroziť zdravie astronautov a narušiť prevádzku misie. Po prvé, vesmírne žiarenie je na Mesiaci problémom kvôli takmer neexistujúcej atmosfére satelitu.

V tejto súvislosti je naša mesačná základňa vybavená súborom 60 cm hrubých stien, ktoré majú sendvičovú štruktúru. Z vonkajšej strany stena obsahuje vrstvu hliníka, potom vystužený uhlíkový uhlík, vzduch, vystužený uhlíkový uhlík, priestor od zariadení, ako sú potrubia, aerogél a nakoniec ďalšiu vrstvu izolačného hliníka | vnútorný priestor, ktoré chránia posádku pred beta žiarením a teplotnými výkyvmi. To tiež pomáha zmierniť škody v prípade nárazu meteoritu. Ako už bolo spomenuté, sklo je tiež účinným blokátorom žiarenia.

Po druhé, musíme vziať do úvahy extrémne teploty na južnej pologuli Mesiaca. Naša základňa je vybavená centrálnym vykurovacím systémom, ktorý slúži na ochladzovanie základne v obdobiach vysokých teplôt a zároveň poskytuje teplo, keď je v oblasti chladno. Po tretie, na ochranu pred mesačným prachom, ktorý môže byť smrteľný, budeme využívať vysokokvalitné skafandre a vzduchovú komoru, aby sme zabránili kontaminácii. V prípade vnútornej nehody vzduchotesné dvere zastavia požiar alebo výbuch, čím ochránia spálne posádky.

Napokon, v prípade nehody je nevyhnutné spojenie so Zemou, preto sa komunikačné centrum okamžite uzavrie od zvyšku základne, čím sa čo najviac ochráni priestor. Od hlavného tábora sú oddelené dva veľké moduly, a to garáž pre robotov a sklad. Nie sú napojené na kyslíkové potrubia, aby sa zabránilo prípadnému úniku. V tejto súvislosti základňa ponúka aj dva východy, vďaka ktorým je evakuácia pre posádku bezpečná a efektívna.

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

Voda

Voda sa v nami vybranom kráteri nenachádza v hojnom množstve, avšak južný pól obsahuje ľadové častice zachytené v regolite. Naše roboty ťažia v oblastiach bohatých na tieto častice a dopravujú suroviny do laboratória Moon Campu, kde sa ľad oddelí, premení na vodu, prečistí a potom zavedie do systému základne. Našu základňu robíme udržateľnou recykláciou odpadovej vody prostredníctvom systému založeného na osmóze.

Potraviny

Zdravá a vyvážená strava je nevyhnutná na udržanie maximálnej výkonnosti astronauta počas celej misie. Naša základňa obsahuje tri rôzne poľnohospodárske moduly, z ktorých jeden využíva aerofónnu technológiu na pestovanie rôznych druhov šalátu. Druhý obsahuje dve nádrže, v ktorých pestujeme ryžu, a posledný predstavuje šesť boxov, v ktorých budeme pestovať zemiaky. V počiatočných fázach misie, kým farmy vyprodukujú prvú dávku potravín, sa budeme spoliehať na rôzne zásoby privezené zo Zeme.

Vzduch

Na začiatku budeme riešiť nedostatok kyslíka ťažbou regolitu a jeho tavením pri vysokých teplotách. Mesačná hornina obsahuje oxidy, z ktorých sa môže uvoľniť kyslík. Keď sa týmto spôsobom zabezpečí stály prísun kyslíka, riasy na našej základni premenia oxid uhličitý späť na dýchateľný vzduch. Prietok plynu v celom mesačnom tábore zabezpečíme pomocou rozsiahlej siete potrubí, ktoré spájajú moduly s kyslíkovým zariadením.

Napájanie

Naša základňa si vyžaduje plnú energetickú prevádzkyschopnosť, aby mohla riadne plniť svoju priemyselnú úlohu. Elektrická sieť našej Moon camp je dvojitá a pozostáva zo solárnych panelov umiestnených v dobre osvetlenej oblasti lokality a z jadrového mikroreaktora, ktorý slúži ako záloha, ak solárne panely neposkytujú dostatok energie, sú poškodené alebo je naplánovaná ich údržba a výmena.

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

Predpokladáme, že recykláciou čo najväčšieho množstva odpadu vytvoríme udržateľnú základňu. Po použití vody v kúpeľni alebo v kuchyni sa voda prepraví späť do laboratória, kde sa prečistí a znovu zaradí do zásoby čistej vody na ďalšie použitie. Zvyšky jedla sa zbierajú a premieňajú na hnojivo, ktoré sa neskôr používa na farmách. Oxid uhličitý sa mení na kyslík pomocou troch modulov rias, ktoré sú zdrojom ventilačného systému. Dýchateľný vzduch je životne dôležitým zdrojom a pomocou kyslíkového programu chceme jeho množstvo čo najviac obmedziť. To znamená, že keď je určitý modul prázdny, potrubný systém je naprogramovaný tak, aby zastavil tok kyslíka v danej miestnosti.

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

Všetky vesmírne misie, napriek nášmu táboru na Mesiaci, si vyžadujú rýchle a účinné prostriedky komunikácie so Zemou. Na tento účel bude náš projekt využívať sériu satelitov na geostacionárnej dráhe a staníc na Zemi, ktoré umožňujú hromadný prenos údajov a dokonca aj snímok s vysokým rozlíšením. Keďže náš mesačný tábor je prvým odrazovým mostíkom vo veľkom diele ľudskej expanzie do vesmíru a na Mesiac, navrhli sme našu satelitnú sieť s ohľadom na škálovateľnosť - možno ju ľahko rozšíriť tak, aby pokrývala celý Mesiac. V prípade núdzovej situácie na Mesiaci tieto satelity zabezpečia komunikáciu v reálnom čase, ktorú je dôležité udržiavať, pretože brainstormingom môžeme spolu s tímami na Zemi nájsť najvýhodnejší postup.

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.)

Hlavným účelom našej základne je priemyselná ťažba hélia 3. Údaje, ktoré získame z našich operácií v skutočných podmienkach Mesiaca, však budú prvé svojho druhu a budú mať oveľa väčšiu hodnotu ako tie, ktoré boli v súčasnosti zistené v idealizovaných experimentálnych podmienkach. Budeme merať dlhodobé účinky mesačného prostredia na ľudskú anatómiu s ohľadom na degradáciu kostí a svalov, ktoré predstavujú hlavnú prekážku skutočne trvalého osídlenia na Mesiaci, a vyvodíme závery, ako sa môžeme v tejto oblasti zlepšiť. Naše farmy budú prvé svojho druhu a budeme na nich vykonávať aj experimenty s cieľom nájsť spôsoby, ako zvýšiť výnosy plodín pre budúce misie na Mesiaci. Pozorovanie účinnosti našich procesov s héliom-3 je tiež predmetom záujmu, pretože by mohlo viesť k technickému pokroku v technológiách používaných na získavanie tohto izotopu z regolitu.

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

Náš program pripraví členov posádky na kritické myslenie a rozhodovanie aj pod časovým tlakom, čo je nevyhnutnosťou, rovnako ako oboznámenie sa so základmi prevádzky základne Moon Camp. Patria sem znalosti o celej infraštruktúre na podporu života, o tepelných a vodných systémoch, o základoch aeroponického poľnohospodárstva a priemyselných procesoch, aby každý astronaut pochopil celý rozsah a ciele projektu. Začneme základnou fázou výcviku, v ktorej bude mať každý astronaut, či už junior alebo veterán, možnosť oboznámiť sa so základmi, ako je štruktúra Moon Campu, vykonávanie činností v kozmickej lodi alebo počas EVA a zavedené systémy na orientáciu na Mesiaci, komunikáciu a podporu života. Potom sa začne špecializovaný výcvik, keď bude každý člen posádky oboznámený so svojou úlohou v misii a vyškolený vo svojej oblasti. Naučia sa tiež, ako reagovať v núdzových situáciách podľa protokolov, a prejdú psychologickým výcvikom, keďže pri dlhšom pobyte na Mesiaci hrozí riziko stresu a pocitu izolácie.

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.

Naša mesačná základňa obsahuje dve rôzne vozidlá. Najdôležitejším z nich je náš robot Carrier s rozmermi autobusu, ktorý sa napája pomocou zabudovaných solárnych panelov. Obsluhujú ho dvaja členovia posádky, ktorí s ním cestujú, a funguje tak, že vysiela menších robotov, aby zbierali úrodu z mnohých rôznych oblastí naraz. Keď miniboty dokončia svoju ťažobnú úlohu, vrátia sa s materiálmi k hlavnému robotovi. Vyťažené suroviny sa neskôr ukladajú do skladu našich mesačných táborov. Pristávacia plocha, ktorá slúži aj ako odpaľovacia rampa, sa nachádza necelých 100 kilometrov od hlavnej základne a ponúka možnosť jednoduchej prepravy materiálov raketou z Mesiaca na Zem a späť. Náš Mesačný tábor bude prepravovať toľko hélia-3, koľko nám dovolia vesmírne lode.