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.

Moonadocia

Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turecko    Turecko 16, 17, 15   6 / 5 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Základňu sme oproti zvyklostiam umiestnili na vrchu Malapert. Dôvodom nášho výberu bola prítomnosť slnečnej energie na severnom svahu základne, ktorá by mohla poskytovať slnečnú energiu, a naším cieľom bolo chrániť ju pred rizikami radiácie a meteoritov, ktoré by mohli prichádzať zvonku, panoramatickým využitím svahu Mesiaca. Pri rozdelení základne na vnútorné komory sme prijali štruktúru, ktorá sa rozširuje zvnútra von, inšpirovanú Voronoiovým diagramom. Pozorovateľňa na vrchole bola navyše inšpirovaná kupolovitým tvarom rozprávkových komínov. Rozloženie podlahy základne bolo kvôli organizačnej efektívnosti inšpirované mraveniskami. Pri výbere materiálu sa použila miestna mesačná pôda vo vonkajšej štruktúre základne aj v jej vnútorných komponentoch. Potrebu potravín základne zabezpečuje hydroponický vertikálny poľnohospodársky systém. Pri výrobe energie sa použili metódy získavania kvapalného paliva z odpadov, výroba energie pomocou zariadení na športovisku, získavanie energie z hélia-3 a výroba energie z termoelektrického betónu. Uvažovalo sa o využití elektrolýzy vody, fotosyntézy rias a metód kryogénnej separácie vzduchu.

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

Pri budovaní našej základne sa zameriavame najmä na to, aby sme prispievali k vedeckej činnosti a udržiavali komfort vedcov na najvyššej úrovni. Myslíme si, že naša základňa sa môže výrazne zamerať na aktivity v oblasti biológie, geológie a astronómie. Aby sme o každej z nich hovorili podrobnejšie; Naše laboratóriá pre biologické štúdie umožnia astronautom bez obáv pokračovať v štúdiu v našich poľnohospodárskych oblastiach, pri geologických štúdiách sa vzhľadom na polohu základne zameriame na zber vzoriek a skúmanie odobratých vzoriek v laboratóriu.

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

Poloha je pre mesačný tábor kľúčová a myslíme si, že vrchol hory Malapert na južnom póle Mesiaca je vhodnou oblasťou. Ako je známe, južný pól je oblasť s najväčším množstvom vody. Vďaka svojej výške 5000 m má hora Malapert dominantný výhľad na južný pól, čo môže byť užitočné pre budúce misie v tejto oblasti. Na severný svah Malapartu dopadá ročne 87-91% slnečného žiarenia a je pomerne produktívny pre slnečnú energiu. Taktiež sa dá preskúmať geomorfologická štruktúra Malapartu, aby sa lepšie pochopila geologická minulosť Mesiaca. Doprava medzi povrchom a Malapertom je však náročná kvôli priemernej rýchlosti sklonu hory, ale na dosiahnutie povrchu Mesiaca použijeme bezpečnú trasu. Malapert je ďaleko od drsných podmienok na povrchu a na stabilnom mieste, čo uľahčuje vytvorenie obývateľného prostredia pre astronautov. 

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.

Keďže podmienky na povrchu Mesiaca sú náročné, plánuje sa, že v zariadeniach nášho mesačného tábora sa budú používať robotické ramená vhodné do náročných podmienok. Na roveroch musia byť zariadenia umožňujúce komunikáciu. Okrem toho sa robotické ramená budú používať aj počas výstavby. K dispozícii budú kopacie nástroje, pretože horu Malapert je potrebné navŕtať v závislosti od konštrukcie mesačnej základne. Na udržanie maximálnej energie počas procesu výstavby sa budú používať solárne panely. Na výrobu materiálov sa bude používať mesačná pôda. Okrem toho sme sa inšpirovali rozprávkovými komínmi v Kapadócii,ktoré môžeme vidieť v Turecku,  Arménsko, Pekáreň Srbsko, Japonsko, Taiwan, v návrhu nášho projektu. Inšpirovali sme sa nielen tvarom klobúka, ale využili sme aj jeho samoobnovovacie vlastnosti a odolnú štruktúru. Pri výrobe nášho interiérového nábytku sme využili mesačnú zeminu.Zároveň sme vytvorili rozvrhnutie miestnosti pomocou voronoi diagramu, ktorý nám umožňuje čo najefektívnejšie rozdeliť priestor. Pri navrhovaní interiéru sme dbali aj na súkromie a individuálny priestor. Z tohto dôvodu sme pri navrhovaní interiéru dbali na to, aby mali jednotlivci k dispozícii vlastné súkromné izby. Zároveň sme dbali na to, aby predmety v interiérovom dizajne nábytku boli modulárne, mali mnoho funkcií a zároveň boli kvalitné.

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

Základom stavebného materiálu našej základne je mesačná pôda a kovová zliatina získaná z mesačnej pôdy. Získavanie kovovej zliatiny z mesačnej pôdy sa nazýva "elektrolýza roztaveného regolitu". V štruktúre základne sa nachádzajú kovy ako železo, horčík, titán, hliník a kremík. Základňa, ktorá hodnotí pevnosť svojich základných materiálov, je vysoko chránená proti vonkajším faktorom. V tábore bude umiestnená aj ochrana hory, keďže vybrané časti tábora budú umiestnené v interiéri hory Malapert pomocou techniky carvingu. Keďže v základoch sú niektoré časti vo vnútri hory, je tam vysoké skóre ochrany. Sme si vedomí, že na povrchu Mesiaca by mohli byť vysoké teploty, naša základňa je pred nimi v bezpečí, pretože sa nachádza na určitom vyššom mieste ako povrch Mesiaca. Umiestnenie observatória na najvyššom poschodí tábora bolo inšpirované "rozprávkovými komínmi" a dôvodom sú rozprávkové komíny v Turecku,Arménsko, Pekáreň Srbsko, Japonsko, Taiwan neboli zničené až do dnešného dňa. Okrem toho použitie miestnych zdrojov ako surovín v interiérovom vybavení našej základne, rovnako ako v prípade rozprávkových komínov, umožnilo aj trvanlivosť interiéru. Pri vonkajšom štruktúrovaní základne sa ako dodatočná opora základne použil geometrický útvar frustum, čo je pevný útvar pozostávajúci zo spodnej časti kužeľa alebo pyramídy, ktorého vrchol bol odrezaný rovinou rovnobežnou so základňou.

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

Voda: systém bude založený na vodnom ľade na Mesiaci. Náš tábor sa nachádza na Malaparte, v blízkosti vodných zdrojov, budeme potrebovať špecifické rovery na ťažbu a prepravu vody. Pomocou týchto roverov tiež vykonáme terénne štúdie nových zdrojov vody. Vzhľadom na nedostatok vody bude všetka použitá voda zušľachtená na opätovné použitie, aby sa vytvorili sebestačné a cirkulujúce zásoby vody pre tábor. 

Strava: Zdravá a vyvážená strava je pre astronautov a výskumníkov na mesačnej základni veľmi dôležitá Preto sme využili hydroponický systém pestovania, ktorý je jednou z metód bezorbového pestovania na našej mesačnej základni a jeho produktivita je oveľa vyššia ako pri pestovaní v pôde. Pomocou tohto systému je možné produkovať produkty, ako je hrach, sója a šošovica, ktoré sú potrebné pre denný príjem stravy astronautov.

Vzduch: Elektrolýza; použije sa elektrický prúd a oddelí sa kyslík. Ďalšou výhodou tejto metódy je ukončenie procesu, kovová zliatina sa môže použiť na iné potreby základne. Ďalšou metódou je kryogénna separácia vzduchu, pri ktorej sa zo vzduchu odstraňuje čistý dusík a kyslík. Ako tretia sa používa spirulina platensis. Produkcia kyslíka sa použije ako výsledok fotosyntézy pomocou led svetiel. Nakoniec sa vyrobený okysličený vzduch bude odovzdávať do nadradeného ventilačného systému.

Energia: Použila sa integrovaná metóda pyrolýzy, bežná technika používaná na premenu plastového odpadu na energiu vo forme pevných, kvapalných a plynných palív. Energia sa získava zo športového vybavenia v športovej miestnosti v tábore pomocou meniča. Energia hélia 3 sa získava z hélia získaného ťažbou mesačného prachu. Hora Malapert je veľmi efektívna z hľadiska slnečnej energie, Výťažok energie sme zvýšili zväčšením plochy solárnych panelov pomocou voronoiho diagramu v solárnych článkoch.

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

Nakladanie s odpadom je na našej mesačnej základni veľmi dôležité. Preto musíme správne separovať odpad, ktorý používame od prvého dňa. Organický odpad môžeme premeniť na teplo a amoniak pomocou metódy kompostovania nazývanej anaeróbne kompostovanie a metán môžeme použiť ako raketové palivo vo vykurovacom systéme základne. Keď správne spracujeme odpady, ako sú kovy a plasty, môžeme ich použiť ako vlákna v 3D tlačiarňach a využiť ich na výrobu našich nových potrieb. Prinajmenšom rovnako dôležité ako správne spracovať naše kliky bude správne plánovanie, aby sme predišli vzniku odpadu a aby sme materiály, ktoré máme, využívali dlhodobo.

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

Je pre nás dôležité, aby nápovedy, ktoré sa budú prenášať do sveta na mesačnej základni a ktoré sa budú odnášať zo sveta, boli plynulé a zrozumiteľné. Z tohto dôvodu sme použili komunikáciu Zem - Mesiac - Zem (EME), známu aj ako "mesačný skok", aby bola komunikácia plynulá. Bolo rozhodnuté použiť túto techniku s využitím vlastnosti Mesiaca odrážať signál. Je pre nás dôležité, aby stopy, ktoré sa budú prenášať do sveta na mesačnej základni a ktoré sa budú prijímať zo sveta, boli plynulé a zrozumiteľné. Komunikáciu medzi Zemou a Mesiacom vo všeobecnosti zabezpečujú 4 všeobecné metódy. Komunikácia sa zabezpečuje prostredníctvom reflektorov, ktoré sa nainštalujú na Mesiaci, vysielacej stanice na Zemi, signálov odrazených cez reflektory a prijímacích staníc na pozemskej strane.

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.)

V našom mesačnom tábore si myslíme, že byť všestranný je naozaj dôležité, a podľa tohto hesla riadime našu prácu. Spomenuli sme, že naša základňa bude hostiť výskum piatich astronautov za normálnych podmienok. Títo astronauti sú rozdelení do skupín podľa svojich študijných odborov. Dvaja astronauti sa budú venovať geologickým aktivitám, dvaja astronauti astronomickým aktivitám a ďalší astronaut medicíne. Keďže náš mesačný tábor sa nachádza s pohorím s názvom "Malapert", budeme mať možnosť stretnúť sa s toľkými rôznymi druhmi metamorfovaných hornín. Horniny zozbierané rovermi počas procesov vyrezávania hory budú naši astronauti zbierať a odnášať do nášho geologického laboratória na výskum. 

Spomenuli sme, že naša základňa je aj z hľadiska svojho exteriéru inšpirovaná rozprávkovými komínmi. Na najvyššom poschodí základne sa nachádza vesmírne pozorovacie centrum so štrukturálnymi rozdielmi, podobne ako na vrchole rozprávkových komínov. Keďže vesmírne pozorovacie centrum zaberá v našom mesačnom tábore obrovské miesto, môžeme pokojne povedať, že vedná oblasť astronómia by bola oblasťou, ktorej sme prikladali dôležitosť. V observatóriu budú vykonávať svoju činnosť naši dvaja astronauti, ktorí majú vysokú úroveň vedomostí v oblasti astronómie a vesmírnych pozorovaní.

Uvedomujeme si, aký veľký význam by sme mali prikladať otázkam, ako je šírenie epidémií vo vesmíre. V našom mesačnom tábore je k dispozícii karanténna miestnosť špeciálne zameraná na túto situáciu. Aby sme mohli pracovať v tejto miestnosti aj na ošetrovni, jeden z našich astronautov sa bude prehlbovať v oblasti medicíny.

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

Tak ako by astronauti mali mať tréningový program počas misie na Mesiac, aj oni sa musia pripraviť na výstup na Mesiac pomocou seriózneho tréningového plánu. V prvom rade je potrebné absolvovať niekoľko základných školení, ako napríklad: naučiť sa núdzové postupy, systémy kozmickej lode a techniky výstupu do vesmíru. Po tom, ako sa s týmito technikami oboznámia na profesionálnej úrovni, môžu sa prehĺbiť v konkrétnych vedeckých oblastiach, ako je astronómia alebo medicína. Astronauti sa pred výberom na misiu na Mesiac testujú aj z toho, či sú fyzicky a psychicky schopní plniť úlohy. Existujú odborníci, ktorí otestujú ich fyzický stav, a niektorí psychiatri, aby o astronautoch povedali, či sú pripravení alebo nie. Astronauti by mali byť vycvičení na získanie serióznych tímových činností, pretože na mesačnej misii nebudú sami, tiež sa im nemôže cnieť za domovom. Keďže náš tábor sa nachádza na hore "Malapert", astronauti by mali byť trénovaní na život vo vyšších oblastiach. Astronauti si musia starostlivo vybrať niektoré drobné predmety, ktoré si vezmú so sebou na Mesiac, tieto predmety môžu mať pre nich nejaký emocionálny význam alebo môžu slúžiť len na trávenie času vo vesmíre. Po pristátí na Mesiaci musia astronauti denne aspoň dve hodiny trénovať v snahe zabrániť úbytku kostí a svalov počas života v mikrogravitácii. Ako príklad možno uviesť kardio cvičenie na bežiacom páse alebo bicykli alebo zdvíhanie závaží. Po skončení misie na Mesiaci musia astronauti absolvovať rehabilitáciu, ktorá im pomôže prispôsobiť sa pobytu na Zemi.  

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.

Zariadenia, ktoré sa majú použiť, by sa mali uprednostniť v súlade s potrebami a želaniami vedeckých činností, ktoré sa majú na stanici vykonávať. Vozidlá, ktoré budú pracovať v oblasti biológie a vied o Zemi, majú robotické rameno na zber vzoriek a zásobník na ich uskladnenie. Je dôležité, aby vozidlá, ktoré budú odoberať vodu, boli špeciálne navrhnuté a mali skladovacie priestory. Súčasťou vedeckého tímu by mal byť aj rover, ktorý bude skenovať povrch Mesiaca. Kým sa vozidlá privezú na Mesiac vo svete, vďaka modulárnej štruktúre sa budú dať ľahko prepraviť a zmontovať na Mesiaci. V prípade poškodenia na akomkoľvek mieste vozidla sa bude dať ľahko opraviť, pretože diely sú modulárne.