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 6 / 2 Angličtina
Softvér na 3D navrhovanie: Blender
Projekt Selene predstavuje významný míľnik vo vývoji moderného kozmického inžinierstva, pretože jeho cieľom je vybudovať na Mesiaci prvé vesmírne osídlenie s ľudskou posádkou. Hlavným cieľom trojfázového projektu je vytvoriť sebestačné lunárne sídlo zamerané na vedecký výskum. Kráter Shackleton na južnom póle Mesiaca bol vybraný ako ideálna lokalita pre Moon camp vzhľadom na množstvo zdrojov, radiačné pokrytie, bezpečnosť obyvateľov, kvalitu života a vedeckú hodnotu.
Na ochranu astronautov pred drsným mesačným prostredím bude Moon camp postavený nad zemou s použitím liateho regolitu ako prirodzenej bariéry proti mikrometeoritom a ako izolácie proti teplotným výkyvom. Na zabezpečenie ochrany pred vysokou radiáciou projekt zahŕňa špeciálnu miestnosť vystuženú hrubšími hliníkovými stenami. Aby sa zabránilo škodlivým účinkom regolitu na ľudí aj zariadenia, budú sa používať špeciálne skafandre a čistiace systémy.
Moon camp umožní astronautom trvalo udržateľný prístup k základným zdrojom, ako sú voda, potraviny, vzduch a energia. Voda sa bude získavať ťažbou vodného ľadu z pólov a pomocou reverznej osmózy, zatiaľ čo čerstvé potraviny sa budú vyrábať kombináciou hydropónie s rastom rastlín v mesačnom regolite.
Z pohľadu nášho tímu predstavuje tábor na Mesiaci východiskový bod moderného vývoja astronautiky. Konečným cieľom projektu Selene je kolonizácia mesačného habitatu. Na dosiahnutie nášho cieľa však musel byť mesačný tábor štruktúrovaný do troch hlavných etáp.
Vzhľadom na vysoké náklady na dopravu a výskumné účely bude prvá fáza projektu Selene pozostávať výlučne z prostriedkov potrebných pre prvých osadníkov, ktorými budú odborníci, ktorí budú vykonávať výskum. Počas tejto fázy budú inžinieri a vedci dôsledne mapovať a kontrolovať mesačné územie, aby zabezpečili ďalšie rozširovanie nášho Moon camp.
Fáza 2 pozostáva z rozšírenia našej základne a zabezpečenia celkového rozvoja pre budúcich obyvateľov, zatiaľ čo fáza 3 zahŕňa príchod pozemských kolonistov. Na konci tejto etapy sa projekt Selene stane turistickou a komerčnou osadou, pričom si zachová svoj pôvodný vedecký účel.
Po dôkladnom preskúmaní mesačného prostredia sa zistilo, že najsľubnejším miestom je kráter Shackleton, ktorý sa nachádza na južnom póle. Aby sme sa mohli rozhodnúť, museli sme analyzovať niekoľko rozhodujúcich faktorov, ako sú zdroje, radiačné pokrytie, bezpečnosť a kvalita života obyvateľov a tiež vedecký význam. Kráter Shackleton výrazne prekonal naše očakávania v každej z predtým vymenovaných kategórií a zanechal v nás nadšenie z toho, čo môže projekt Selene dosiahnuť, ak sa sem umiestni.
Na okraj krátera dopadá takmer celoročne slnečné svetlo, ktoré poskytuje nášmu Moon camp stálu slnečnú energiu. Okrem toho sa v dôsledku zatieneného vnútra Shackletonu na jeho dne nahromadil ľad, čo je veľmi dôležité. Elektrolýzou sa dá molekula vody rozdeliť na plynný kyslík a vodík. Získaný vodík sa dá použiť na palivo, zatiaľ čo kyslík je pre obyvateľov rozhodujúci. Okrem toho steny poskytujú ochranu pred žiarením a mesačným prachom, ktoré sú smrteľné.
Plánovanie a výstavba mesačného tábora bude časovo a finančne najnáročnejšou časťou celého projektu Selene. Preto je mimoriadne dôležité, aby mesačná infraštruktúra umožňovala lokálnu ťažbu materiálov a pokojný prechod na výrobu základných množstiev s takmer úplnou nezávislosťou od Zeme. Jednou z najproblematickejších častí výstavby bude udržiavanie vzduchotesnosti vo vnútri habitatov.
Z regolitu bohatého na síru by sa však dala ľahko vytvoriť nová forma betónu, až na povinnú vodu, ktorá bude drahá. Na utesnenie komôr a vytvorenie vzduchotesného prostredia bude potrebná iná forma geotextílie s penovou štruktúrou. Ako doplnok k týmto materiálom sa použije liaty regolit; materiál nápadne podobný liatemu čadiču na Zemi. Tento materiál sa získava roztavením regolitu vo forme, ktorá sa pomaly ochladzuje, aby sa vytvorila kryštalická štruktúra; tento proces je výrazne podporený nízkou gravitáciou Mesiaca. Výhodou tohto materiálu sú jeho vysoké tlakové a mierne ťahové vlastnosti, ktoré umožňujú, aby stavebné diely mali až desaťkrát vyššiu pevnosť v tlaku a ťahu ako pozemský betón.
Preto sa v prvých fázach výstavby využijú predovšetkým pozemské materiály a vybuduje sa infraštruktúra, ktorá umožní odlievanie regolitu, materiálu veľmi odolného voči erózii a ideálneho tienenia proti mikrometeoritom a radiácii.
Náš mesačný tábor bude musieť chrániť astronautov pred mnohými hrozbami drsného mesačného prostredia: radiáciou, mikrometeoritmi, vysokými teplotnými výkyvmi a mesačným prachom.
Pri budovaní základne nad zemou použijeme betónový regolit ako prírodný štít proti mikrometeoritom. Mesačný betón dokáže aj v malej hĺbke okolo 1 m pohltiť väčšinu kozmického žiarenia, ako aj slnečné častice s nižšou energiou, čo výrazne zníži množstvo materiálov potrebných na ochranu pred žiarením, a tým aj náklady na našu osadu. Napriek tomu, aby sa zabezpečila bezpečnosť astronautov počas udalostí s vysokou radiáciou, ako sú napríklad slnečné búrky, bude vhodnejším úkrytom špecializovaná miestnosť vystužená hrubšími hliníkovými stenami. Navyše, vďaka svojim pozoruhodným tepelným vlastnostiam poskytne liaty regolit aj prvú vrstvu izolácie, čím sa zníži množstvo energie potrebnej na udržanie konštantnej teploty v obydlí napriek stovkám stupňov teplotných výkyvov vonku.
Napokon, regolit je pre svoju štruktúru, zloženú z veľmi jemných a ostrých častíc, škodlivý pre ľudí aj zariadenia, ale je tiež notoricky známy tým, že sa ťažko čistí, ako to dokázali prvé misie Apollo. Aby sme dosiahli minimálne vystavenie mesačnému prachu, použijeme kombináciu systémov: Po prvé, budú sa používať špeciálne skafandre, ktoré budú napojené priamo na vzduchové uzávery, čím sa minimalizuje kontakt astronautov so znečisteným povrchom. Okrem toho sa bude čistenie zvyškov vykonávať pomocou odsávania vzduchu, zatiaľ čo rozptýlené častice vo vzduchu sa budú zachytávať pomocou systému filtrovania vzduchu. Pozitívny tlakový rozdiel medzi atmosférou osady a vzduchovými uzávermi tiež zabezpečí, aby sa do vnútra našej mesačnej základne dostalo čo najmenej prachu. Po druhé, všetky odobraté vzorky regolitu sa umiestnia do uzavretých priestorov a budú sa analyzovať pomocou boxov s rukavicami, takže nikdy neprídu do kontaktu s čistým vzduchom v osade.
S potrebným špeciálnym vybavením kvôli vysokým teplotám budú astronauti schopní odstrániť vodný ľad z pólov. Okrem toho budeme vyrábať zdravú pitnú vodu pomocou reverznej osmózy, ktorá odstráni väčšinu kontaminantov z vody tým, že ju pretlačí pod tlakom cez polopriepustnú membránu. Tento proces budeme vykonávať dvakrát týždenne a zvyšnú vodu budeme zhromažďovať v zásobníku.
Náš nápad na výrobu čerstvých potravín na mieste zahŕňa nevyhnutný lunárny skleník, v ktorom budeme kombinovať hydropóniu s pestovaním rastlín v lunárnom regolite, čím budeme našim vesmírnym výskumníkom dodávať toľko potrebné živiny. Astronauti budú dýchaním zabezpečovať oxid uhličitý a pomocou systému recyklácie vody získajú vodu pre rastliny zo svojho moču. Pokiaľ ide o hydropóniu, v našom fyzikálnom laboratóriu sme uskutočnili analogický experiment, v ktorom sme skúmali vplyv symbiotického vzťahu medzi strukovinami a baktériami Rhizobia viažucimi dusík na noduláciu rastlín, pričom sme menili premenné ako: farba a intenzita svetla, magnetické pole a obsah Rhizobia.
Keďže sme sa rozhodli umiestniť našu základňu pri okraji krátera Shackleton na južnom póle, budeme mať k dispozícii trvalé slnečné svetlo. Potom budeme slnečnú energiu uskladňovať v palivových článkoch, ktoré sú bezpečnejšie a účinnejšie ako bežné batérie. Tie budú tiež uchovávať dodatočnú energiu na použitie počas zatmení Mesiaca, čím sa vyhneme aj problému zatmení Mesiaca, keď Zem úplne blokuje slnečné svetlo.
Pred odletom zo Zeme si pripravíme "zásoby" s dostatočným množstvom kyslíka na prvých pár dní na Mesiaci. Potom spracujeme regolit bohatý na kyslík: jednou z experimentálne overených metód je elektrolýza roztavených solí, ktorá spočíva v zmiešaní mesačnej pôdy pri vysokých teplotách s chloridom vápenatým a potom, keď zmesou prechádza prúd, kyslík sa zhromažďuje okolo anódy, kde sa získava.
Náš mesačný tábor bude vybavený špeciálnym systémom nakladania s odpadom, ktorý bude schopný zlikvidovať všetok odpad vyprodukovaný astronautmi. Najprv sa všetok odpad roztriedi na organický a neorganický a organický odpad sa zrecykluje na hnojivo, ktoré sa použije v táborových záhradách. Ďalej sa neorganický odpad rozbije na malé častice a uloží do uzavretých kontajnerov na uskladnenie. Aby sa zabezpečilo, že odpad neznečistí mesačné prostredie, kontajnery budú umiestnené na vyhradenom mieste mimo tábora a jeho aktivít. Kontajnery potom zozbiera robotické vozidlo a prevezie ich do spaľovne umiestnenej v oblasti, kde emisie nebudú poškodzovať životné prostredie. Spaľovňa bude vybavená aj filtrom, aby sa zabezpečilo, že sa neuvoľnia žiadne nebezpečné látky.
Na udržiavanie spojenia so Zemou a ostatnými základňami na Mesiaci sa naša osada bude spoliehať na pokročilý satelitný komunikačný systém. Tento systém umožní obojsmernú komunikáciu, vďaka ktorej budeme môcť posielať a prijímať správy. Okrem toho budeme využívať kombináciu krátkovlnného rádia, vysokofrekvenčného rádia, satelitnej komunikácie a laserovej komunikácie.
Na diaľkovú komunikáciu bude tábor používať kombináciu rádiových a laserových signálov na posielanie správ po povrchu Mesiaca, zatiaľ čo na komunikáciu na krátke vzdialenosti budeme používať rádiové a satelitné signály na komunikáciu s inými mesačnými základňami. Na zabezpečenie bezpečnej komunikácie bude posádka používať aj systémy na prenos hlasu vo vnútri základne, videa a dát, ako aj technológiu šifrovania dát.
Okrem toho bude systém skonštruovaný tak, aby fungoval v rôznych prostrediach vrátane extrémnych teplôt, nízkej viditeľnosti a veľkých vzdialeností. Systém bude využívať rôzne antény, aby sa zabezpečilo, že signály budú vysielané a prijímané s najvyššou možnou presnosťou.
Spočiatku bude náš mesačný tábor zameraný výlučne na vedecké účely, pričom analyzované témy budú rozdelené nasledovne: Geológia, nízka gravitácia a biológia; astronómia; robotika a technológie. V záujme maximalizácie efektivity bude naša oslnivá posádka rozdelená na menšie oddelenia odborníkov: Biológovia, astronómovia, inžinieri alebo environmentálni vedci.
Po prvé, hlavným cieľom našej základne bude kombinácia geológie a biológie, teda štúdium možnosti pestovania rastlín v mesačnom regolite. Napriek tomu náš skleník zahŕňa aj hydroponický experiment, ktorý bude posunutý o krok vyššie tým, že bude skúmať, ako sa rastliny vyvíjajú v prostredí s nízkou gravitáciou na Mesiaci v porovnaní s našimi kontrolnými pozemskými dávkami, ako je vysvetlené v časti Potraviny.
Je samozrejmé, že stavba mesačného habitatu priamo predpokladá štúdium astronomického aspektu. Preto sa snažíme dôkladne vysvetliť vznik a vývoj Mesiaca a využiť jeho potenciál v plnej miere.
Keďže ide o prvé trvalé ľudské osídlenie na Mesiaci, jedným z jeho hlavných cieľov bude pripraviť pôdu pre kolonizáciu ďalších planét našej slnečnej sústavy, a to ako presný testovací priestor pre nové technológie zamerané na prieskum a osídľovanie nových svetov. Okrem toho je kľúčový vývoj robotických systémov prispôsobených mesačnému prostrediu, pretože výkonné rovery sú absolútne nevyhnutné, pokiaľ ide o dopravu na Mesiaci.
Ak to zhrnieme, náš motivovaný tím určite príde s prevratnými lunárnymi objavmi v rôznych oblastiach, pretože nepochybne budeme realizovať čoraz viac výskumných programov na širokú škálu vedeckých tém, z ktorých niektoré ešte neboli preskúmané. Plánujeme napríklad ďalšie štúdium ďalších kľúčových predmetov (fyzika, biochémia, ekológia alebo zoológia) alebo dokonca imunológia (posúdenie prenosnosti COVID-19 na Mesiaci).
Na zabezpečenie schopností posádky bude potrebné vykonať množstvo testov a ponorných programov, ktoré pripravia vedcov na udržiavanie vôbec prvej základne na Mesiaci. Príprava bude teda podobná výcviku na ISS so zameraním na autonómne riadenie bez potreby komunikácie so Zemou.
Na mieste bude prebiehať výcvik so simuláciami misií, ktoré pripravia posádku na ťažkosti, s ktorými sa pravdepodobne stretne. Okrem toho sa účastníci naučia aj zručnosti riadenia zdrojov na mesačnej základni a naučia sa rozvíjať a zdieľať situačné povedomie v komplexnom prostredí misie.
Okrem toho sa do rozvrhu pridajú kurzy zamerané na rozvoj lepších zručností aktívneho učenia, komunikačných protokolov a na to, ako balíkovať výzvy v rámci komunikačnej slučky. Preto by bolo potrebné diskutovať aj o operáciách súvisiacich s Gateway, vrátane požadovaného prvku teleoperácie a referenčnej misie pre miesta pristátia na povrchu Mesiaca a prejazdy.
Okrem toho sa tím bude musieť oboznámiť s prieskumnou mimovozidlovou mobilnou jednotkou pre astronautov. Okrem toho sa chystá simulácia, v ktorej operačná architektúra integruje vedecké a roverové operácie v rámci riadiacej miestnosti, ktorá má posádku zvyknúť na diaľkové ovládanie roverov na mieste.
Preto sa naša posádka bude musieť zúčastniť na trojtýždňovom programe, ktorý je prispôsobený jej potrebám, aby si plne zvykla na spôsob, akým sa bude loď Selene prevádzkovať a konštruovať.
Aby bolo možné efektívne preskúmať rozsiahle plochy na Mesiaci, bude mesačný tábor disponovať viacerými typmi vozidiel. Preto majú byť k dispozícii dva typy autonómnych roverov: jeden určený na ťažbu a prepravu vodného ľadu, zatiaľ čo druhý slúži na prieskum nového terénu. Pri misiách na dlhé vzdialenosti budú astronauti využívať aj vozidlo s posádkou. To bude musieť byť vybavené pretlakovým modulom schopným pojať až troch ľudí a byť úplne sebestačné počas niekoľkých dní.
Pokiaľ ide o cestu na Zem a zo Zeme, tá sa uskutoční v dvoch etapách: Najprv astronauti opustia Zem na rakete, ktorá ich vynesie na obežnú dráhu Mesiaca. Potom sa kapsula stretne s lunárnou bránou NASA, kde posádka nastúpi na pristávací modul, aby dorazila na povrch Mesiaca.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 