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.

Bartholdi Space Program

  Druhé miesto - Členské štáty ESA

Lycée bartholdi  Colmar-Grand Est    Francúzsko 18, 17   6 / 2 Angličtina
Softvér na 3D navrhovanie: Blender



Youtube Video Link:


1.1 - Opis projektu

Stephen Hawkings povedal: "Obmedziť našu pozornosť na pozemské záležitosti by znamenalo obmedziť ľudského ducha."

S týmto citátom na mysli sme vymysleli nový domov ľudstva, Hestiu. Hestia sa skladá z mnohých šesťstranných lunárnych modulov, ktoré poskytujú najviac výhod zo všetkých mysliteľných foriem. Každý z nich je samostatný a prepojený s ostatnými vďaka vzdušným zámkom, ktoré regulujú tlak a bránia šíreniu nešťastia. Hestia vznikla na základe vôle vytvoriť optimalizovanú základňu.

Najskôr je tu priestor určený pre každodenný život astronautov s veľkým modulom nazývaným "hlavný modul", ktorý pozostáva z kuchyne, skafandrov a prostriedkov komunikácie so Zemou. Potom nasleduje ďalšia oblasť určená na prácu, ktorú tvoria moduly na pestovanie, skladovanie, laboratórium.

Pohoda astronautov je dôležitá, preto sme uvažovali o relaxačnom module so skleneným stropom, ktorý sa otvára do vesmíru. Ak by sa astronauti cítili vyčerpaní, tento lunárny modul im umožní upokojiť sa a obdivovať rozľahlosť nášho sveta.

Napokon, mimo základne budú malé nádrže vyhradené na elektrolýzu vody a mesačného regolitu a výrobu elektrickej energie vďaka solárnym panelom.

Preto je Hestia zabezpečenou, optimálnou a príjemnou základňou.

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

Naša misia má dva ciele. Prvým je preskúmať, či ľudstvo môže žiť, prispôsobiť sa a vyvíjať sa na inom nebeskom telese ako na Zemi.

Misia Hécate I bude predstavovať realizáciu a spustenie programu Hestia, zatiaľ čo misia Hécate II bude spočívať v prílete astronautov. Tá nám umožní objaviť a preskúmať Mesiac, aby sme sa dobre zoznámili s jeho vlastnosťami a získali satelit modrej planéty. V tom spočíva náš druhý cieľ.
Poznávanie Mesiaca nám tak umožňuje lepšie spoznať ostatné nebeské telesá a napredovať vo vedách o vesmíre.

Okrem toho je Hestia prvým krokom k väčším vyhliadkam. Po Hestii budeme môcť vytvoriť ďalšie základne s rôznymi účelmi, ako napríklad montáž vesmírnych rakiet, ktoré by nemohli odletieť zo Zeme, a ich štart z Mesiaca. Takto bude naša družica slúžiť na stavbu vesmírnych rakiet, ktoré dosiahnu vzdialené ciele.

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

Základňu sme si vybrali na hrebeňoch krátera Shackleton, ktorý sa nachádza neďaleko južného pólu Mesiaca. Toto miesto je ako stvorené na to, aby sme tu mohli realizovať náš projekt.
Tento typ má výrazné výhody, ako je slabá tepelná amplitúda a vysoká intenzita slnečného žiarenia. Tá poskytuje základni uspokojivý elektrický výkon.

Okrem toho je prítomnosť vody vo veľkom množstve (vo forme ľadu) ideálna na pokrytie potrieb základne, ako aj na získanie vodíka, ktorý je životne dôležitý na výrobu horľaviny.

Za zmienku stojí, že kráter Shackleton obklopuje množstvo materiálov, ktoré sa s najväčšou pravdepodobnosťou dajú vyťažiť, ako napríklad regolit.

A napokon, blízkosť krátera k južnému pólu - kotline Aitken ponúka astronautom možnosti realizácie výskumu vďaka neobvyklým vlastnostiam tohto miesta.

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.

Prvá misia s názvom Hécate I vyšle na Mesiac vybavenie potrebné na výstavbu základne. Naša základňa bude postavená, počnúc najdôležitejšími a sine qua non časťami, vďaka robotickým roverom schopným niesť ťažké náklady.

Základňa bude rozdelená na viacero priestorov pomocou vzdušných zámkov a bude usporiadaná ako lunárne moduly. Takto bude možné postupne vytvoriť hlavný modul, ako aj časti, ktoré sú potrebné na udržanie života na palube. Zvyšok bude umiestnený neskôr, v nadväznosti na usídlenie astronautov počas Hécate II.

Túžili sme po tvare, ktorý poskytuje dobrú organizáciu dostupného priestoru a ktorý sa dá ľahko zostaviť. Preto sme sa rozhodli pre šesťuholník, tvar, ktorý spĺňa všetky podmienky.
Okrem toho, aby sme znížili náklady a celkovú hmotnosť našich modulov, budú vyrobené z veľmi odolného viacvrstvového polyesteru Vectran. Po pristátí vesmírnych rakiet bude jedinou potrebnou činnosťou nafúknutie modulov ozónom, ktorý zakrátko nahradí voda pochádzajúca z mesačných ľadovcov. Podlaha modulov bude pozostávať z titánových dosiek.

V neposlednom rade bude základňa pokrytá vrstvou regolitu vykopaného z povrchu Mesiaca prenosným robotom.

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

Základňa bola navrhnutá tak, aby chránila astronautov a umožnila im vyvíjať sa v ideálnych podmienkach.
Mesačné prostredie je nehostinné, a preto viacvrstvový polyester, z ktorého sú vyrobené naše moduly, zodpovedá týmto obmedzeniam. Je účinnou ochranou proti vesmírnemu odpadu vďaka svojej odolnosti, ktorá je päťkrát vyššia ako pri oceli a desaťkrát vyššia ako pri hliníku.

Okrem toho sú vonkajšie a vnútorné vrstvy vďaka nafukovacím vlastnostiam základne oddelené plynom, ozónom, ktorý absorbuje veľkú časť slnečného UV žiarenia. Potom sa tento priestor postupne vyplní vodou, ktorá je lepším slnečným izolantom ako ozón a ktorá poskytuje uspokojivú hermititu.
Okrem toho bude okolo našej základne umiestnená ďalšia ochrana: regolit. Regolit bude fungovať ako štít, ktorý zmierňuje slnečné žiarenie.
Aby sa zabránilo infekciám a hromadeniu prachu v základni, pred každým vchodom a medzi modulmi používanými na kultiváciu sa vybudujú sterilizačné miestnosti. Okrem toho, ak dôjde k úniku alebo poruche, nebudú ovplyvnené všetky moduly, pretože každý z nich bude nezávislý od ostatných. Riziko šírenia nebezpečenstva je teraz eliminované. Každý modul je rozdelený dekompresnou komorou.

Napokon, moduly, v ktorých môže dôjsť k nehodám, napríklad laboratóriá alebo elektrocentrála, boli vyčlenené tak, aby v prípade, že sa niečo stane, neovplyvnilo to hlavný modul.

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

Prístup k zdrojom na uspokojenie ľudských potrieb je hlavným predpokladom úspechu Hestie.

Najskôr sa zo Zeme privezie cestovné a po inštalácii a sprevádzkovaní Hécate II sa všetka zelenina bude pestovať na mieste. Na základni budú len produkty, ktoré sa dajú ľahko pestovať tam, kde je obmedzený priestor a čas. Museli sme myslieť na množstvo, ktoré sa dá vyprodukovať, ako aj na požiadavky na vodu a hnojivá. Niektoré druhy zeleniny si vyžadujú málo vody a hnojív alebo vôbec žiadne (zemiaky, šošovica, červená repa, zelená fazuľa, špenát a červené ovocie). Aby sa imitovali ročné obdobia, pri každej nadväzujúcej plodine sa umiestnia UV lampy, ktoré budú optimalizovať obmedzený priestor lunárnej základne. Pravdepodobne sme naplánovali aj pestovanie rýb. Astronauti budú mať prístup k vode vďaka ľadu prítomnému na mesačnej pôde.

Rover bude pomocou solárnych panelov zohrievať špinavý ľad, ktorý predtým navŕtal, až kým sa neroztopí. Či už sa voda používa v sprchách, strojoch alebo vzniká pri potení astronautov, vďaka filtrácii sa bude recyklovať, až kým nebude opäť plne použiteľná. Bude sa skladovať v moduloch špeciálne navrhnutých na tento účel.
Vzduch a elektrina sú rovnako dôležité pre hladký priebeh misie - a prežitie astronautov - z dlhodobého hľadiska. Opäť sa používa voda. Elektrickú energiu, rovnako ako vzduch, budú totiž vyrábať malé nádrže, v ktorých prebieha elektrolýza vody a na ktorých budú vystavené solárne panely.

Ďalší stroj zabezpečí, že základňou bude prúdiť elektrina a vzduch. Kým sa elektrina ukladá do modulu, vzduch prechádza základňou a potom sa recykluje na opätovné použitie.

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

Ďalším dôležitým prvkom dobrého konania misie je maximálne opätovné využitie ich odpadu s cieľom poskytnúť väčšiu nezávislosť modrej planéte. Preto je potrebné recyklovať moč ako výkaly, aby sa zabezpečila udržateľnosť Hestie.

Moč sa prečistí filtráciou s cieľom jeho opätovnej spotreby. Voda je pre astronautov životne dôležitá a vo všeobecnosti je pre človeka vzácnym zdrojom. Schopnosť vyrábať ju takýmto spôsobom je veľkým prínosom.

Výkaly sa použijú ako hnojivo pre rast plantáží v rámci základne. Výkaly pod záštitou rozumného využitia a pridané k iným prírodným hnojivám sú totiž uspokojivým spôsobom, ako na Mesiaci vyrobiť množstvo hnojiva.

Tieto metódy prinášajú astronautom skutočnú autonómiu.

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

V kráteri Shackleton nie je možné udržiavať priame spojenie so Zemou, ak sa používajú satelitné antény.

Vzhľadom na obeh Mesiaca okolo Zeme nie je kráter Shackleton často viditeľný a počas väčšiny období zostáva skrytý. Na prekonanie tohto problému je potrebné umiestniť geostacionárnu reléovú družicu v mieste, kde sa nachádza kráter Shackleton, orientovanú 30° k Zemi vzhľadom na kráter, ktorá by prenášala komunikačné údaje Hestie do satelitov TDRS (Tracking and Data Relay Satellites). Týmto spôsobom bude Hestia udržiavať takmer nepretržitú komunikáciu so Zemou (môže dôjsť k niekoľkým prerušeniam, keď sa komunikácia prepne na iný satelit TDRS).

Pre ostatné lunárne základne v okruhu 100 km od Hestie sú vysielačky použiteľné. A pre vzdialenosti väčšie ako 100 km budeme môcť na každej základni umiestniť satelitné antény a komunikovať prostredníctvom satelitného systému.

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.)

Počas misie Hecate II sa uskutočnia tieto experimenty;

- Štúdium správania rastlín: porovnanie rýchlosti a kvality rastu s rastom nameraným na Zemi, štúdium vplyvu nízkej gravitácie na klíčenie a úrodu, pozorovanie rastu v substráte zloženom z mesačnej pôdy: sú splnené potreby živín rastlín ?

- Štúdium zloženia mesačnej pôdy: hľadanie možných ťažkých kovov alebo minerálov, ktoré predstavujú riziko pre zdravie astronautov, najmä v prípade konzumácie rastlín pestovaných v substráte obsahujúcom mesačnú pôdu.

- Štúdium vnútornej štruktúry Mesiaca (charakter a hustota materiálov) vďaka šíreniu seizmických vĺn s cieľom nájsť využiteľné zdroje.

- Prieskum okolia základne s cieľom zmapovať využiteľné ľadové úseky.

- Štúdium správania jednobunkových organizmov :

¤ Physarum polycephalum: porovnanie výsledkov získaných na Zemi a na ISS.

¤ Pekárske kvasnice (Saccharomyces cerevisiae): vplyv nízkej hmotnosti na proces výroby chleba.

- Denná analýza spánku posádky: biologické hodiny, kvalita spánku, reakcia na zmenu denného a nočného cyklu.

- Štúdium vplyvu nízkej gravitácie na fungovanie ľudského tela: mozgová a srdcová činnosť, krvný obeh, svalové správanie, dýchacia kapacita, trávenie, črevný tranzit, činnosť obličiek, mikroflóra.

- Štúdia životného cyklu múčnatky žltej (Tenebrio molitor): larválne štádium (múčnatka) je zdrojom bielkovín pre astronautov.

- Študijné projekty, ktoré umožnia študentom na Zemi vykonávať jednoduché experimenty s cieľom porovnať ich výsledky s výsledkami získanými na Mesiaci.

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

Počas misie na Mesiaci je nevyhnutné vedieť sa prispôsobiť novému nepriateľskému a nepredvídateľnému prostrediu a vedieť správne reagovať na každú neočakávanú situáciu. Preto musí posádka misie Hécate absolvovať dlhý a prísny výcvikový program. Tento program pozostáva z výcvikových kurzov na zdokonalenie ovládania angličtiny a ruštiny, speleológie, výcviku prežitia a dlhodobého simulovaného pobytu na Mesiaci.

Učenie sa angličtiny a ruštiny umožňuje posádke ľahšie komunikovať.

Pokiaľ ide o kurzy speleológie, zdá sa, že je dôležité vedieť, ako sa vyvíjať v jaskyniach alebo tuneloch, aby sa uľahčil podzemný výskum Mesiaca, kde astronauti úspešne dokončia svoj výskum.

Okrem toho je nevyhnutné, aby vedeli žiť samostatne počas dlhého obdobia, pretože astronautom nie je možné rýchlo pomôcť, keď sa ocitnú na Mesiaci (vzdialenom od Zeme viac ako 380 000 km). Preto budú musieť štyria členovia misie absolvovať obdobia simulovaného života na základni, kde sa bude prebudovávať ich lunárny spôsob života na Zemi. Preto si posádka zvykne na vybavenie používané na budúcej základni, na svoj budúci skafander a naučí sa žiť spolu dlhší čas.

Tieto výcvikové kurzy sa nebudú konať v Utahu alebo Izraeli ako príprava na život na Marse, ale v Antarktíde, kde je chladné, izolované a kamenisté púštne podnebie podobné tomu na Mesiaci. Okrem toho je strmý, skalnatý a zamrznutý terén vhodný aj na testovanie vozidiel, ktoré budú astronauti používať na Mesiaci.

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.

Na vyslanie všetkého potrebného vybavenia na vytvorenie základne na Mesiaci a pre posádku sme naplánovali vyslanie dvoch rôznych rakiet (Hécate I a II). Prvá z nich odvezie vybavenie na vybudovanie základne, ako aj rôzne rovery, zatiaľ čo druhá posádku.

Pri ich príchode už budú mať rovery vyslané prvou raketou zostavené minimum. Niektoré z týchto roverov budú musieť pokryť základňu regolitom, ktorý je prirodzenou ochranou pred kozmickým žiarením.

Ďalšie rovery sa použijú na získavanie ľadu z mesačnej pôdy, ktorý sa potom roztopí a dopraví na základňu.

Nakoniec budú dvaja ľudia v tom istom roveri skúmať Mesiac, najprv niekoľko hodín kvôli náročnosti jazdy po mesačnom povrchu.

Až keď sa dobre udomácnime, budeme môcť ísť ďalej a na dlhšie trvanie.

Ďalšie projekty: