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: CAMS Nova

Kalifornská akadémia matematiky a vedy  Carson    Spojené štáty americké 17 až 18 rokov Tretie miesto - štáty, ktoré nie sú členmi ESA

Externý prehliadač pre projekt 3d

Popis projektu

[42]

Opíšte svoj projekt Moon Camp.

Náš projekt Moon camp sa skladá z 8 hlavných štruktúr, z ktorých každá slúži na dôležitý účel. Účelom nášho skleníka je zabezpečiť potraviny pre astronautov. Astronauti vykonávajú výskum a pracujú na projektoch v našom laboratóriu, ktoré obsahuje aj boxy s múčnymi červami. Máme 5 obytných modulov spojených so spoločenským priestorom. Ďalšie obytné moduly sa dajú postaviť pomocou našej 3-D tlačiarne a regolitu z nášho závodu na spracovanie regolitu. Centrum systémov filtrácie vzduchu rozvádza a reguluje prúdenie vzduchu do budov. Ďalšou našou budovou je Závod na čistenie a extrakciu vody, ktorý zabezpečuje vodu z mikrovlny mesačného ľadu. Náš mesačný tábor má aj Centripetálnu stanicu umelej gravitácie, ktorú môžu astronauti pravidelne navštevovať a cvičiť v pozemskej gravitácii. Hlavný zdroj energie pre mesačný tábor pochádza zo Solárneho panelového poľa, ktoré by poskytovalo energiu od 75-99% dňa.

Kde chcete postaviť svoj mesačný tábor?

Základňu na Mesiaci sme sa rozhodli postaviť na lunárnych póloch, pretože tam je najudržateľnejšie prostredie pre astronautov. Teploty na lunárnych póloch sú podstatne menej drsné ako na zvyšku Mesiaca. Póly sú osvetlené slnečným svetlom približne 86 až 89 percent času a vďaka takmer neustálemu slnečnému žiareniu teploty menej drasticky kolíšu. To uľahčuje reguláciu životných podmienok na optimálnu teplotu pre astronautov. Na lunárnych póloch sa nachádza aj množstvo zdrojov vrátane lunárneho ľadu, ktorý je možným zdrojom vody. Nachádzajú sa v trvalých mesačných tieňoch Mesiaca, ktoré sa našli len na póloch. Okrem toho sa na nami vybranom mieste nachádza množstvo kráterov a jaskýň. V týchto oblastiach sa dajú postaviť podzemné budovy, čím sa zvýši ochrana pred tlakom vzduchu, nárazmi asteroidov a zmenami teploty.

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

Stavby nášho mesačného tábora budú čiastočne postavené na Zemi, ale nebudú zmontované. Mnohé z našich konštrukcií, vrátane geodetických kupol, ktoré tvoria náš obytný priestor a laboratórium, sú navrhnuté tak, aby sa dali zložiť/rozložiť na čiastkové diely kvôli jednoduchšej preprave a šetreniu priestoru. Priemyselné stavebné stroje, ktoré sú prispôsobené na efektívnu prácu na povrchu Mesiaca, dorazia skôr ako konštrukcie a astronauti, aby vyčistili mesačný terén. Naprogramované mäkké roboty budú pomáhať pri výstavbe mesačného tábora. Keďže mäkké roboty sú vyrobené z poddajných materiálov, sú flexibilné, môžu plniť širšiu škálu úloh a ich práca je pre ľudí bezpečnejšia. Tieto roboty budú pomáhať pri opravách štruktúr aj po vybudovaní mesačného tábora. Nové budovy sa budú stavať rýchlo pomocou aditívnej výroby, pretože prinesieme obrovskú priemyselnú 3-D tlačiareň na stavbu štruktúr s využitím hojne dostupného regolitu.

Voda
Potraviny
Elektrina
Vzduch

Keďže voda je životne dôležitým zdrojom potrebným na prežitie človeka, rozhodli sme sa postaviť tábor na mesačných póloch, kde sa nachádzajú zdroje vody. Mesačný ľad sa bude roztápať pomocou mikrovlnných modulov, aby sa zabezpečila voda pre náš hydrologický systém, ktorý sa bude využívať na poľnohospodárstvo, hydratáciu, hygienu, energiu a výskum. Vodíkové palivové články, ktoré pomáhajú generátorom pri výrobe elektrickej energie, spôsobia, že voda prejde fotolýzou, čím sa vytvoria molekuly kyslíka a vodíkové ióny pre raketové palivo. Prebytočná voda, ktorá vzniká ako odpadový produkt, sa zhromažďuje a kombinuje s vodou zo skleníkového priesaku a prijateľnou ľudskou odpadovou vodou, ktorá sa recykluje.

V našom tábore sa bude dodržiavať vyvážený plán stravovania, ktorý bude zahŕňať viacero zdrojov potravín. Vysoko výživné rastliny pestované v skleníkoch, ktoré využívajú recyklovanú vodu a pôdu, budú poskytovať sacharidy.Skleník je vystužený kovovými konštrukciami s vreckami, ktoré chránia pred nárazmi meteoritov a zároveň umožňujú prístup svetla, a je prispôsobený na akvaponiku v prípade, že sa pôda stane nedostatočnou. Aby astronauti dostali všetky potrebné živiny, laboratórium vyrába vitamínové doplnky a tuky. Okrem skleníkových plodín poskytuje astronautom veľmi potrebné bielkoviny aj farma múčnych červov, pretože múčne červy sa rýchlo rozmnožujú a sú veľmi výživné.

Tábor využíva slnečnú energiu na mesačných póloch, ktoré majú slnečné žiarenie väčšie ako 1367,6 W/m^2, pomocou poľa solárnych panelov, ktoré sa pohybujú smerom k Slnku. Časť elektrickej energie sa ukladá do batérií na použitie počas zatmení Mesiaca. Elektrickú energiu vyrábajú aj elektromechanické generátory, ktoré sú permanentne poháňané Centripetal Force Space Station. Stanica sa neustále otáča a poskytuje mechanickú energiu a zároveň vytvára umelú gravitáciu. Roztáčanie Stanice je mimoriadne efektívne; sila potrebná na spustenie roztočenia pri správnych otáčkach na simuláciu gravitácie je znížená vďaka zníženej gravitácii Mesiaca.

Je veľmi dôležité zabezpečiť optimálnu atmosféru pre život človeka. Kyslík bude v tábore zabezpečený z viacerých zdrojov vrátane fotosyntézy rastlín v skleníkoch. Okrem toho budú generátory kyslíka využívať oxid uhličitý a vodu na výrobu väčšieho množstva kyslíka. Centrum systémov filtrácie vzduchu rozdeľuje a reguluje stabilné prúdenie vzduchu v jednotlivých budovách a udržiava správne percentuálne zastúpenie dusíka, kyslíka, argónu a ďalších látok, čo zabraňuje duseniu oxidom uhličitým. V centre systémov filtrácie vzduchu sa nachádzajú aj nádrže s riasami, ktoré poskytujú živiny na konzumáciu a zároveň pomáhajú pri výrobe kyslíka.

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.

Na Mesiaci panuje drsné podnebie s extrémnym teplom a chladom. Na ochranu astronautov pred mesačnými podmienkami majú naše zariadenia kontrolovanú teplotu. Nízka úroveň gravitácie vedie u astronautov k úbytku kostí a svalov. Náš mesačný tábor má miestnosť s umelou gravitáciou a cvičebným zariadením, ktoré môžu astronauti používať, aby zabránili vážnemu poškodeniu svalového a kostrového systému. Budovy vesmírneho tábora majú guľovitý tvar a sú postavené tak, aby odolali nárazom mikrometeoritov. Používajú sa konštrukcie ako geodetická kupola, aby boli moduly bezpečné a odolné. Život na Mesiaci vás vystavuje neustálemu žiareniu. Astronautov žijúcich na našej vesmírnej stanici bude chrániť generátor elektromagnetického poľa, ktorý blokuje žiarenie. Obytný priestor, skladovacie nádrže, centrum filtrácie vzduchu, modul na extrakciu mikrovlnnej vody a vodíkové palivové články sa nachádzajú v podzemnom tuneli, ktorý astronautov ďalej chráni pred radiáciou, podnebím a meteoritmi.

Opíšte deň na Mesiaci pre posádku astronautov z Moon Campu.

Deň astronauta v mesačnom tábore sa začína približne o šiestej ráno a končí sa okolo deviatej večer. Ich rozvrh je vytvorený podľa rutiny astronautov žijúcich na Medzinárodnej vesmírnej stanici. Obyvatelia nášho mesačného tábora majú tri jedlá denne a musia absolvovať dve hodiny cvičenia v centripetálnej umelej gravitácii vesmírnej stanice. Život v prostredí s nízkou gravitáciou poškodzuje kostnú a svalovú hmotu, pričom len za mesiac sa zhorší 1-2% kostnej hmoty. Cvičením v podmienkach pozemskej gravitácie sa predchádza dlhodobému oslabeniu tela astronautov. Počas dňa členovia posádky pracujú podľa svojej odbornosti a výskumníci dohliadajú na ich projekty a analyzujú ich údaje. Výskumníci, ktorí dostali povolenie na realizáciu svojich projektov v tábore, trávia čas zhromažďovaním údajov o výžive, svojom zdraví, slnečnej sústave, mesačnom ľade, vlastnostiach mesačnej pôdy a ďalších. Členovia posádky sa vydávajú na expedície skúmajúce a mapujúce povrch Mesiaca, ako aj testujú nové povrchy a tunely z hľadiska bezpečnosti, aby pomohli rozhodnúť, akým smerom sa bude tábor rozširovať. Údržbu a výstavbu vykonávajú ľudskí pracovníci spolu s mäkkými robotmi, v ktorých blízkosti je práca oveľa bezpečnejšia, pretože sú vyrobené z poddajných materiálov a naplnené vzduchom, a nie tvrdým kovom ako väčšina robotov. V laboratóriu astronauti pracujú na projektoch, ako je napríklad výskum nánosov pár v mesačnej pôde. Jedným z príkladov výskumného projektu v našom tábore je skúmanie chemického zloženia regolitu, o ktorom sa nedávno zistilo, že obsahuje minerálne zrná mikrometrových rozmerov, ktoré sú obalené tenkými amorfnými obručami, čo naznačuje, že bol vystavený slnečnému vetru. V súčasnosti panuje mylná predstava, že amorfné obruby sú dôsledkom poškodenia radiáciou, avšak elektrónová mikroskopia ukazuje, že amorfné obruby sú tvorené materiálom usadeným v pare pri dopadoch mikrometeoritov na Mesiac a na podporu týchto nových pozorovaní sa budú zbierať ďalšie údaje. V laboratóriu sa okrem umiestnenia zariadení a pomôcok na vykonávanie výskumu nachádzajú aj debny s múčnymi červami, ktoré sú dobrým zdrojom živín a bielkovín. Obyvatelia mesačného tábora môžu používať teleskop postavený v laboratóriu a pozorovať iné časti slnečnej sústavy.



← Všetky projekty