moon_camp

Moon Camp Pioneers Galéria 2019-2020

Úlohou každého tímu v projekte Moon Camp Pioneers je navrhnúť 3D kompletný mesačný tábor pomocou aplikácie Fusion 360. Musia tiež vysvetliť, ako budú využívať miestne zdroje, chrániť astronautov pred nebezpečenstvom vesmíru a opísať obytné a pracovné priestory.

Tím: MoonPie

Colégio Vasco da Gama  Sintra    Portugalsko 17 až 18 rokov

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

[42]

Opíšte svoj projekt Moon Camp.

Náš mesačný tábor sa skladá z gule so štyrmi konštrukciami v tvare nohy, ktoré sa k nej pripájajú a dotýkajú sa zeme. Pod hlavnou guľou sa nachádza aj samostatná konštrukcia, v ktorej je umiestnená ČOV a stroje potrebné na prevádzku základne, aby sa zabezpečilo, že vypúšťané plyny sa nedostanú do obytného priestoru astronautov.

Hlavná sféra je rozdelená na sedem poschodí, na ktorých sa nachádza hydroponická farma, spálne pre štyroch astronautov na misii, obývacia izba, kuchyňa, telocvičňa, kúpeľňa, zasadačka, dielňa, laboratórium a na najvyššom poschodí je komunikačná miestnosť.

Štyri nohy slúžia aj ako zásobník dýchateľného vzduchu, vodíka a kyslíka, ktoré slúžia ako záložné riešenie napájania.

Vedľa nej sa nachádza raketa, ktorá dopraví konštrukciu na Mesiac, ktorá sa používa aj na skladovanie, satelit na zabezpečenie komunikácie so Zemou a solárne panely.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Náš mesačný tábor sa nachádza na povrchu Schrödingerovho údolia na južnom póle,

a bola vybraná z mnohých dôvodov, ktoré sú pre život našich astronautov priaznivé. Po prvé, južný pól

je takmer neustále vystavený slnečnému žiareniu, čo umožňuje astronautom vykonávať ich úlohy bez

potreba umelého a drahého zdroja svetla a tiež zvýšenie solárnych panelov

účinnosť. Po druhé, poloha v blízkosti mesačného krátera na južnom póle umožňuje astronautom

získať vodu, ktorá sa pod povrchom nachádza vo forme ľadu. V neposlednom rade je Mesiac

Tábor je postavený v údolí, niekoľko metrov pod úrovňou povrchu, čo astronautom poskytuje

ochrana pred radiačnými búrkami, nárazmi meteoritov a extrémnymi teplotami, dokonca

hoci to nie je úplne efektívne, preto štruktúra potrebuje aj ďalšie umelé

ochranu.

Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Opíšte techniky a materiály, ktoré použijete.

Vesmírna loď aj vonkajšia konštrukcia mesačnej základne musia byť ľahké, ale odolné voči rôznym hrozbám. Z tohto dôvodu bude vyrobená z kompozitu hliníka a uhlíka. Vnútorné štruktúry nemusia byť také odolné, čo umožňuje ich výrobu z rôznych uhlíkových kompozitov, ktoré budú potiahnuté tak, aby vyzerali ako príjemnejšie materiály.

Vesmírna loď bude väčšia ako základňa na Mesiaci, aby sa v nej mohla základňa prenášať vo veľkých kusoch, ktoré astronauti po pristátí ľahko zložia. Počas budovania základne budú žiť vo vnútri vesmírnej lode a svoje zariadenia budú poháňať vodíkovými palivovými článkami, pričom budú spotrebúvať uskladnený kyslík a vodík.

Keďže sa zariadenie Moon camp bude stavať v údolí, má štyri nohy, ktoré sa dotýkajú nerovnej pôdy a prispôsobujú sa tak, aby bola stredová guľa dokonale vzpriamená.

Voda
Potraviny
Elektrina
Vzduch

Náš hlavný zdroj získavania vody na mesačnej pôde spočíva v zbieraní podzemného ľadu na póloch pomocou diamantom vyhrievaného vrtáka, ktorý tento ľad roztápa. Potom sa voda pomocou takisto vyhrievanej trubice dopraví na mesačnú základňu, pričom sa dokončí proces tavenia. Nakoniec je základňa vybavená čističkou odpadových vôd, ktorá vodu upravuje, aby bola pitná, ako aj celým mechanizmom na zadržiavanie a opätovné použitie vody, vrátane nielen vody používanej na každodenné práce, ale aj vylučovanej vody astronautmi (pot a moč). Tento proces potom vytvára obnoviteľný kolobeh vody v samotnej stanici.

Napriek tomu, že naši astronauti si na Mesiac berú balené potraviny, po vybudovaní lunárnej základne si ich musia vypestovať, aby prežili.
Našli sme spôsob, ako pestovať potraviny bez použitia úrodnej pôdy alebo slnečného žiarenia - hydroponický systém.
Pomocou hydropónie je možné pestovať zemiaky, arašidy, paradajky, papriky atď... len pomocou vodných roztokov, živín dodaných hnojivami a kokosového jadra ako substrátu.
Pri tejto metóde je možné vypestovať 1 kg paradajok len so 70 litrami vody (pri bežnom poľnohospodárstve by sme potrebovali 400 litrov).

Na výrobu energie budeme používať najmä fotovoltaické moduly. Tie budú takmer vždy funkčné vďaka veľkému slnečnému žiareniu, ktoré je k dispozícii na južnom póle Mesiaca. Problémom solárnych panelov je ich neschopnosť uchovávať energiu. Ak teda panely niekedy prestanú vyrábať energiu, základňa bude potrebovať záložné riešenie napájania. Na tento účel použijeme vodíkové palivové články, ktoré spotrebúvajú uskladnený vodík a kyslík, pričom vyrábajú vodu a energiu. Túto vodu môžu využívať ľudia alebo sa môže premeniť späť na vodík a dýchateľný kyslík, ktorý spotrebuje energiu zo solárnych panelov, spočívajúcu v spôsobe jej uskladnenia.

Okrem využitia fotosyntézy na výrobu kyslíka použijeme aj mesačný regolit, ktorý sa skladá z 40-45% kyslíka. Tento kyslík je však chemicky viazaný ako oxidy vo forme minerálov, takže nie je k dispozícii na okamžité použitie. Na jeho získanie použijeme elektrolýzu roztavených solí: Najprv sa regolit umiestni do koša vystlaného sieťkou. Pridá sa chlorid vápenatý - elektrolyt - a zmes sa zahreje na 950 °C, čím sa materiál neroztopí. Potom sa použije elektrický prúd. Tým sa odoberie kyslík a soľ sa presunie k anóde, odkiaľ sa odstráni.

Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Aké materiály by ste použili?

[54]

Prostredie na Mesiaci je pre astronautov veľmi nebezpečné. Vysvetlite, ako ich váš mesačný tábor ochráni.

Mesiac je vystavený veľkému množstvu žiarenia zo Slnka, pretože nemá atmosféru ani magnetické pole. Keďže náš mesačný tábor sa nachádza na povrchu Mesiaca, je vystavený veľkému množstvu trvalých radiačných vĺn a krátkodobých búrok. Preto je postavený z pomerne hustých materiálov, čím sa medzi astronautov a zdroj žiarenia dostáva veľké množstvo hmoty, čo je spôsob, ako zabrániť rádioaktívnemu ožiareniu. Táto technika pochádza zo štúdie NASA. Okrem toho sú vonkajšie steny mesačného tábora elektricky nabité, aby sa odklonila trajektória rádioaktívnej častice. Skafandre astronautov sú vybavené rovnakými elektricky nabitými povrchmi, okrem toho sú pomerne husté, aby zabezpečili ochranu pred žiarením. Tieto dve alternatívne techniky skúma aj NASA.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Hlavným cieľom cesty astronauta na Mesiac je rozšíriť naše vedecké poznatky. Preto je ich hlavným cieľom vykonávať vedecké experimenty, napríklad: dozvedieť sa viac o správaní sa určitých materiálov vo vákuu a v podmienkach nízkej gravitácie; skúmať pôdu Mesiaca, aby sme dospeli k záverom o jej zložení a vývoji našej slnečnej sústavy; alebo dokonca skúmať fyzikálne a fyziologické účinky dlhodobých misií vo vesmíre na ľudí, čo bude užitočné pri plánovaní ďalších misií v budúcnosti.

Pri týchto experimentoch budú mať astronauti k dispozícii 3 rovery, aby mohli cestovať po povrchu Mesiaca a zbierať údaje, laboratórium, miestnosť na stretnutia a podávanie správ, kde môžu diskutovať o svojich zisteniach a podávať o nich správy vedcom na Zemi, a dielňu, kde môžu z nových alebo recyklovaných materiálov vyrábať a tlačiť 3D predmety potrebné na tieto experimenty a na každodenný život, aby sa znížil pás.

Astronauti sa tiež musia udržiavať v dobrej fyzickej a psychickej kondícii, čo je náročné kvôli izolácii a zníženej gravitácii, ktorá spôsobuje atrofiu kostí a svalov. Aby to zabezpečili, budú musieť každý deň cvičiť v posilňovni, robiť kardio cvičenia na bežiacom páse v mikrogravitácii a odporové cvičenia s činkami. Astronauti budú mať k dispozícii aj niekoľko foriem zábavy, napríklad hrať basketbal v telocvični (čo bude kvôli podmienkam zníženej gravitácie náročné), čítať knihy v obývačke, počúvať nahratú hudbu alebo si ju sami zahrať na klavíri, pozerať filmy a seriály prostredníctvom ich streamovania zo Zeme, hrať spoločné hry alebo viesť videohovory so svojimi blízkymi žijúcimi na Zemi. Táto rýchla a spoľahlivá komunikácia medzi Zemou a Mesačným táborom je možná len vďaka optickej komunikácii vo voľnom priestore, ktorá využíva laserové lúče na veľmi rýchly prenos informácií.

Ďalším systémom, ktorý zlepší duševné zdravie posádky, budú prísne harmonogramy. Deň sa bude začínať automatickým rozsvietením svetiel vo vnútri Mooncampu. Potom sa astronauti pripravia na začiatok svojho pracovného dňa. Počas celého dňa budú nielen robiť vedecké experimenty, ale aj upratovať základňu, starať sa o hydroponickú farmu a ČOV, stavať a tlačiť nové predmety na zlepšenie základne, variť, cvičiť a vykonávať mnoho ďalších prác. Na konci dňa budú mať voľný čas na zábavu.



← Všetky projekty