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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Rumunsko 17   3 / 1 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Mesiac je pre výskumníkov veľmi zaujímavý vzhľadom na jeho potenciál poskytovať prvky vzácnych zemín, jeho vplyv na živé organizmy a geológiu. Naším cieľom je poskytnúť prehľad o lunárnej základni navrhnutej tak, aby mohla ubytovať osem astronautov a slúžiť ako komerčné centrum pre REE.

Sídlisko sa skladá z troch poschodí. Na prízemí a medziposchodí sa nachádza vstup, vzdušný uzáver, ošetrovňa, dve spálne, každá s vlastnou kúpeľňou, a kotolňa. Kuchyňa a oddychová zóna sa nachádzajú na medziposchodí. Veliteľské centrum a laboratórium sa nachádzajú v podzemí, pričom výťah slúži na privážanie vzoriek zvonku. V hornej hale, ktorú pokrýva kupola s rastlinami, sa nachádzajú akvaponické farmy, zatiaľ čo v dolnej hale a veliteľskom centre sú umiestnené farmy s LED svetlom. 

Na uskladnenie ingotov pred ich odoslaním na Zem bude slúžiť sklad v susedstve základne, ktorého súčasťou bude aj parkovisko pre vozidlá a stroje, ktoré budú umiestnené na dne krátera. Väčšinu energie zabezpečí jadrový reaktor. Táto osada je navrhnutá tak, aby podporovala výskum vplyvu Mesiaca na živé organizmy a jeho geológiu a zároveň bola obchodným centrom pre prvky vzácnych zemín.

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

Osídlenie Mesiaca bude znamenať nielen obrovský vedecký úspech pre ľudstvo, ale bude aj krokom vpred pre budúce vesmírne misie. Okrem toho bude mať industrializácia Mesiaca významný ekonomický vplyv.

Založenie osady na Mesiaci by bolo nielen významným vedeckým úspechom, ale predstavovalo by aj zásadný krok vpred pre budúce vesmírne misie. Okrem vedeckého potenciálu by industrializácia Mesiaca mala aj významné hospodárske dôsledky. Preto by bol hlavný účel navrhovaného osídlenia komerčný, zameraný na ťažbu, rafináciu a komercializáciu prvkov vzácnych zemín vrátane céru, ytria, neodýmu, dysprózia, lantánu, europia, skandia, prazeodýmu, terbia, gadolínia, erbia a ytterbia. Cieľom je vytvoriť z Mesiaca ďalšieho primárneho dodávateľa pre priemyselné odvetvia, ako sú smartfóny, elektrické vozidlá a veterné turbíny, ktoré sú závislé od týchto vzácnych zemín, keďže zásoby na Zemi sa rýchlo zmenšujú. Sekundárnym cieľom osady by bol výskum mesačného povrchu, lunárnej geológie, mesačného prostredia a vplyvu Mesiaca na rastliny, ryby a astronautov, ktorí tam prebývajú.

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

Kráter Shackleton na južnom póle Mesiaca bol identifikovaný ako vhodné miesto pre mesačný tábor vzhľadom na veľké množstvo vody a prchavých látok. Trvalé osvetlenie okraja krátera umožňuje využívať slnečnú energiu na výrobu elektrickej energie, zatiaľ čo trvalo zatienené oblasti možno využiť na ťažbu ľadu na výrobu vody a kyslíka.

Okrem toho sa kráter Shackleton nachádza v Aitkenovej panve, ktorá je jedným z najrozsiahlejších impaktných útvarov v slnečnej sústave. Výskum tejto panvy má potenciál ponúknuť cenné poznatky o geologickom zložení Mesiaca. Okrem toho by štúdium geológie Mesiaca mohlo poskytnúť dôležité informácie o vzniku planét, histórii slnečnej sústavy a vývoji sústavy Zem - Mesiac. Kráter Shackleton preto predstavuje príležitosť na vedecký výskum aj na zriadenie mesačného tábora.

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.

Rakety budeme vysielať v piatich fázach. V prvej fáze budú roboty, ktoré zrovnajú terén a začnú kopať pod zemou, aby pripravili spodné poschodie základne. Začnú aj s ťažbou ľadu a kyslíka z regolitu v priemyselnej zóne a uložia ich pre príchod astronautov. Ďalšia fáza prinesie steny a konštrukciu základne aj s konštrukciou kupoly. Vyrobíme ich metódou skladania, takže roboty budú schopné osadu v krátkom čase samy zostaviť. Tretia a štvrtá fáza bude zahŕňať vodovodné potrubia, elektroniku, 3D tlačiarne, ktoré použijeme na výrobu nábytku a príslušenstva, semená a rybie ikry, ktoré budeme liahnuť na Mesiaci, ale aj určité zásoby potravín, kým farmy nedosiahnu efektívnu mieru. Nakoniec, keď bude základňa zriadená a všetky inžinierske siete budú fungovať, vyšleme osem astronautov. Naša osada má okrúhly tvar so silným centrálnym bodom a schodiskom uprostred. Zvolili sme tento prístup, pretože nám ponúka jednoduchý a rýchly prístup do všetkých miestností a umožňuje nám ľahšie umiestniť ubytovne a zariadenia. Základňa je rozdelená na tri úrovne, pričom na horné dve dopadá priame slnečné svetlo a slúžia ako ubytovne a farmy a posledná je bezpečným podzemným priestorom, kde môže mať tím stretnutia s núdzovým východom.

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

V boji proti žiareniu na Mesiaci sme postavili vonkajšie steny zo šiestich vrstiev v poradí od exteriér: regolit, hliník, RCC, prázdne miesto, RCC, vrstva inštalácií, aerogél a hliník na interiér. Spolu so sklenenou kupolou odolnou voči žiareniu pokrytou závesnými rastlinami a farmami okolo základne vytvoria vlhké a konštantné prostredie. Pre náš hlavný vstup na základňu sme navrhli dve miestnosti, jednu, v ktorej si astronauti vyzliekajú kostýmy, a ďalšiu na dezinfekciu. Aj výťah, ktorý sa používa na privážanie materiálov a iných látok z vonku do laboratória na výskum, má integrovaný dezinfekčný systém. Tieto dve opatrenia zabezpečia, že sa naše osídlenie ani povrch Mesiaca neznečistia. Náš jadrový reaktor je odsunutý na okraj od ostatných zariadení a v prípade poruchy nebude zasiahnutý obytný priestor ani ostatné zariadenia. Dvere sú vyrobené tak, aby úplne izolovali miestnosť, a vo veliteľskom centre sme navrhli tunel, ktorý vedie von, pretože je to najdôležitejšia miestnosť, keďže sa tu odohráva väčšina stretnutí. Aj preto sme ho umiestnili pod zem, pretože v prípade dopadu meteoritu na našu základňu bude veliteľské centrum s menšou pravdepodobnosťou poškodené a môže slúžiť ako úniková cesta pre posádku. Pre prípad núdze sme prijali preventívne opatrenia a urobili sme zásobníky na studenú a teplú vodu, kyslík a máme tu aj sklad lítiových batérií, ktoré bude zásobovať jadrový reaktor a solárne panely.

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

Naším hlavným zdrojom kyslíka a vody je ťažba regolitu. Z priemyselnej zóny, kde sa ťaží regolit a vyrába ľad a kyslík, budú potrubia smerovať do tábora, kde sa bude roztavený ľad čistiť a kyslík v laboratóriu. Pre osem astronautov budeme denne potrebovať približne 1210 litrov vody a 4400 litrov kyslíka pre ich potreby a úlohy .

Naším sekundárnym zdrojom kyslíka sú akvaponické farmy v hlavnej hornej hale a oddychovej zóne, kde geneticky modifikovaná paprika bude slúžiť ako zdroj potravy pre astronautov a závesné farmy pokrývajúce kupolu so srdcovou reťazou pomôžu s kyslíkom. Aj v bazénoch bude rásť približne 40 kg chlorelly, ktorá bude produkovať kyslík. Spolu vyprodukujú približne 500 litrov kyslíka denne a budú pomáhať pri filtrovaní CO2. Keďže v spodnom prízemí nemáme priame slnečné svetlo, budeme mať menšie farmy s použitím LED svetiel, ktoré budú prispievať k produkcii potravín a kyslíka. V bazénoch budeme chovať aj ryby druhu Arctic Char, pretože sú odolné voči mrazivej vode a majú jednoduchú povahu a budú nielen zdrojom bielkovín pre astronautov, ale vďaka vode bohatej na živiny budú prínosom aj pre farmy chlorelly a papriky.

Keďže máme priemyselnú zónu, budeme potrebovať veľké množstvo energie a rozhodli sme sa použiť jadrový reaktor. Nie je to náš jediný zdroj energie, pretože strechy základne máme pokryté solárnymi panelmi, aby sme naplno využili našu geografickú polohu. Energia sa bude ukladať do batérií, aby sme si mohli udržať rovnakú účinnosť aj počas noci alebo v prípade núdze.

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

Odpadová voda od astronautov a z fariem sa bude zhromažďovať v odpadovej nádrži pod kuchyňou a potom sa presunie do odpadovej nádrže pred čistením v laboratóriu, kde sa uskutoční proces čistenia. Rozhodli sme sa použiť reverznú osmózu vody a zariadenie spájajúce nádrž na odpadovú vodu v laboratóriu s ďalšou nádržou na čistú vodu. K hlavnej nádrži na filtrovanú vodu sú sériovo pripojené tri ďalšie nádrže, pričom každá z nich má ventil pre prípad núdze. Z centrálnej nádrže sa potrubím znovu spustí vodný okruh. Ostatné odpadové vody alebo odpady, ktoré sa nám nepodarilo vyčistiť, sa budú privádzať ako kompost na farmy s guľôčkovým korením. Keďže okolo základne máme bazény s riasami a inou vegetáciou, vzduch sa bude recyklovať na kyslík a vytvorí sa prirodzené prostredie.

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

Na udržiavanie kontaktu so Zemou a inými osadami budeme mať satelity obiehajúce okolo Mesiaca a vysielajúce cenné informácie. Jednou z najväčších a najdôležitejších oblastí na našej základni je veliteľské centrum. Tam budú mať astronauti občas stretnutia a budú sa spoliehať na užitočné zariadenia, ako sú laptopy, topografická mapa krátera Shackleton a široká obrazovka, ktorá slúži na zobrazovanie rôznych plánov a na video stretnutia s tímom na Zemi. Takisto sme pre prípad akýchkoľvek núdzových alebo náhlych volaní navrhli rozvrh pre našich astronautov tak, aby v riadiacom stredisku pracoval vždy jeden človek, ktorý bude neustále v pohotovosti a bude pripravený odpovedať.

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.)

Budeme chcieť analyzovať regolit v ideálnom prostredí a študovať geológiu Mesiaca, aby sme zistili viac o jeho ranej histórii. Tiež budeme chcieť zistiť, ako rastliny a ryby reagujú na pobyt na Mesiaci. V laboratóriu budeme robiť pokusy, aby sme zistili, ako nízka gravitácia ovplyvňuje živé tvory. Tiež budeme chcieť zistiť, čo robí radiácia s rastlinami a rybami . Okrem toho chceme skúmať, ako reaguje ľudský organizmus na žiarenie na Mesiaci a zistiť to.

Keďže sa naša základňa nachádza v najväčšom a najstaršom útvare na Mesiaci, v Aitkenovej panve, jeden z našich výskumov sa zameria na odber vzoriek a analýzu hornín, ktoré sa tam nachádzajú, čo nám pomôže dozvedieť sa viac o zložení Mesiaca a jeho formovaní.

Okrem toho budeme farmy využívať nielen na zabezpečenie potravy/kyslíka, ale aj na analýzu správania rastlín v mesačnom prostredí. Budeme skúmať zmeny, ku ktorým dochádza v dôsledku mikrogravitácie a simulovaného umelého prostredia pre ich rast, budeme tiež testovať rôzne techniky ich kultivácie, používať rôzne parametre pri ich raste, aby sme našli optimálne metódy.

Pozrieme sa aj na reakcie živých organizmov, konkrétne rýb v akvaponických farmách. Naším cieľom je zistiť možné zmeny v ich správaní a organizme.

Okrem toho sa náš výskum zameriava na vplyv lunárneho prostredia na astronautov, na to, ako ovplyvňuje ich zdravie po fyzickej aj psychickej stránke, a na metódy na prekonanie týchto vplyvov.

Naším cieľom je dozvedieť sa čo najviac o Mesiaci a o tom, ako nás jeho prostredie ovplyvňuje a ako sa mu môžeme prispôsobiť, aby sme mohli zlepšiť naše metódy pri budúcich vesmírnych misiách.

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

Pred vyslaním astronautov na Mesiac budú musieť prejsť intenzívnym výcvikovým programom, v rámci ktorého sa budú rozvíjať rôzne zručnosti. Tento výcvik bude fyzicky aj psychicky náročný, aby sa zabezpečilo, že astronauti zvládnu drsné prostredie vo vesmíre a na Mesiaci. Základom výcvikového programu budú poznatky o vesmírnych letoch a systémoch vesmírnej lode, ktoré astronautom poskytnú vedomosti o jej systémoch, ako sú navigácia, pohon, komunikácia a systémy podpory života.

Keďže Mesiac nemá atmosféru, astronauti budú musieť byť vyškolení na prácu v skafandroch vo vákuu. Táto časť výcviku bude zahŕňať manévrovanie a používanie nástrojov v skafandri, učenie sa, ako skafandre obsluhovať a udržiavať, a tiež ako riešiť prípadné netesnosti alebo trhliny, ktoré by sa mohli objaviť. Jedným z našich hlavných cieľov je výskum geológie Mesiaca a reakcie živých tvorov na mesačné prostredie, takže astronauti sa budú musieť naučiť o geologických vlastnostiach Mesiaca, ako odoberať vzorky z Mesiaca a tiež z rýb, rastlín a ľudí a robiť na nich pokusy. Budú musieť rozvíjať svoje znalosti v oblasti biológie, chémie, genetiky a geológie. Izolácia vesmírnej misie môže byť psychicky náročná a posádka bude musieť absolvovať psychologický výcvik, aby si osvojila mechanizmy zvládania a techniky zvládania stresu. Budú tiež musieť byť fyzicky zdatní, aby odolali náročným podmienkam vesmírneho letu. Astronauti sa budú musieť naučiť, ako počas misie spolupracovať ako tím, a keďže pôjde o ľudí z rôznych krajín, na to, aby bola misia úspešná, je potrebná tímová a kultúrna príprava.

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.

Budeme mať 4 roboty, ktoré budú pomáhať astronautom: 

Nákladné auto bude slúžiť na prepravu ingotov medzi priemyselnou zónou a skladom, kde ich uložíme pred odoslaním na Zem;
Robot na údržbu;
Rover umožní astronautom prekonávať veľké vzdialenosti v krátkom čase a overovať vybavenie, iné roboty a vonkajšie zariadenia;
Ťažobný robot rozdrví rudy, regolit a ľad a potom ich nasmeruje do miestnosti, kde sa zvýši teplota presne na 100 stupňov Celzia, takže voda prejde cez sitko a zvyšok hmoty bude pokračovať do separátora s magnetmi, ktoré roztriedia kovy do rôznych nádob.

V budúcnosti by sa naša základňa mohla rozšíriť o viac ťažobných robotov, viac nákladných áut a väčší sklad, aby sme mohli častejšie posielať vzácne zeminy na Zem, a tým zvýšiť efektivitu osady.