Team: BENDIS

Kategória: 1. miesto - členské štáty ESA | 1. miesto - členské štáty ESA | Temešvár - Rumunsko |  Národná vysoká škola "Constantin Diaconovici Loga"

Popis projektu

2.1.a. Kde by ste na povrchu Mesiaca umiestnili svoj úkryt? 
Blízko mesačných pólov

2.1.b. Vysvetlite svoj výber z otázky 2.1. 
Po preštudovaní rôznych informácií o Mesiaci sa tím Bendis rozhodol, že najvhodnejším miestom na umiestnenie nášho mesačného tábora bude severný pól Mesiaca. Pri výbere miesta sa brali do úvahy dva hlavné zdroje, ktoré sú nevyhnutné pre dobré fungovanie základne a ktoré sú v tejto polohe dostupné vo veľkom množstve. Okrem toho sú na Mesiaci pomerne extrémne teploty, a to v dôsledku chýbajúcej atmosféry. Na severnom póle sa teploty pohybujú v intervale (-50 stupňov C, 0 stupňov C), s efektívnejším riadením. Prvým zdrojom je ICE. Ľad sa dá zozbierať a roztopiť, podrobiť analýze, pričom výskumníci dúfajú, že môže byť pitný. Týmto spôsobom môžeme zabezpečiť dôležitý prvok pre podporu života na Mesiaci. Na druhej strane sa voda podrobená elektrolýze môže rozdeliť na kyslík (na podporu života) a vodík (použiteľný ako palivo). Druhým cenným zdrojom je SLNEČNÉ SVETLO. Na severnom póle je slnečné svetlo trvalé, takže nainštalované solárne panely môžu vyrábať energiu bez prerušenia. Zohľadňovali sa aj ďalšie aspekty. V tejto oblasti Mesiaca predchádzajúce misie poukázali na prítomnosť lávových rúr, ktoré sa objavili v raných štádiách života Mesiaca. Tieto tunely môžu astronauti využívať ako dočasný úkryt zabezpečujúci ochranu pred meteoritmi a kvázi stálu teplotu -20 stupňov C, kým nebude vybudovaná mesačná základňa. Potom sa tunely môžu naďalej používať ako sklady.

2.2.a. Kde by ste postavili úkryt: na povrchu alebo pod zemou? 
Na povrchu

2.2.b. Vysvetlite svoj výber k otázke 2.2.
Základňa bude umiestnená na povrchu Mesiaca, aby sa zabránilo rozsiahlym výkopovým prácam. Umiestnením na povrchu Mesiaca sa výrazne skráti aj čas výstavby. Najlepším miestom by mohol byť napríklad dostatočne veľký kráter. Takto bude základňa istým spôsobom chránená stenami krátera. Do krátera sa musí vybudovať vstup. Ďalšou výhodou umiestnenia tábora do krátera je, že poskytuje minimálny ochranný štít proti mesačným podmienkam. Taktiež ponúka relatívne malé teplotné výkyvy, keďže je umiestnený v tieni stien krátera. Takéto miesto, ktoré sa nachádza na severnom póle Mesiaca, je ideálnym kandidátom, pretože ponúka stály prístup k slnečnému svetlu, ktoré môže byť nasmerované systémom zrkadiel cez kráter.

3.1. Aká bude veľkosť vášho mesačného tábora?
Tábor sa skladá z piatich modulov, ktoré sú spojené tunelmi, ktoré umožňujú astronautom prechádzať z jedného modulu do druhého. Snažili sme sa navrhnúť základňu tak, aby bola čo najkompaktnejšia a zároveň poskytovala pohodlie. Jadrový reaktor má priemer 10 metrov a nachádza sa mimo vlastného tábora, aby obyvateľov čo najviac chránil pred ožiarením. Skleník je najväčší z modulov, má priemer 20 metrov. Spálňa, jeden z najmenších modulov, má priemer len 13 metrov, napriek tomu je dostatočne priestranná pre 4 astronautov. Skladovací modul je tiež o niečo menej priestranný ako ostatné, má priemer 15 metrov, zatiaľ čo veliteľské centrum má priemer 10 metrov. Tunel, ktorý zabezpečuje vstup do základne, a ten so vstupom do reaktora sú dlhé 8 metrov, pretože ich súčasťou je odtlaková komora. Ostatné tunely majú dĺžku 4,75 metra. Skutočná plocha základne bez generátora (umiestneného mimo základne) má približne 1056 metrov štvorcových (podobne ako štvorec so stranou 32,5 metra). Samostatná plocha, tiež mimo základne, je vyplnená solárnymi panelmi a zaberá plochu štvorca so stranou 31 metrov, čo znamená približne 960 metrov štvorcových. Odhadli sme 496 solárnych panelov.

3.2.a. Koľko ľudí pojme váš Moon Camp? 
3 - 4 astronauti

3.2.b. Vysvetlite svoj výber k otázke 3.2. 
Podľa našich odhadov by si viac ako 4 osoby vyžadovali viacero skleníkov, obytných modulov a oveľa viac elektriny, čo sú len rozšírenia jednoduchšieho tábora, v ktorom môžu bývať štyri osoby. Musíme mať na pamäti aj spotrebu potravín, vody a kyslíka na osobu a nakladanie s odpadom. Z tohto dôvodu sme na Mesiaci uskutočnili len prvú etapu nášho kolonizačného úsilia. Vždy sa dajú postaviť nové moduly a pripojiť k starším, čo dáva možnosť neobmedzeného rozširovania.

3.3.a Ktoré miestne mesačné zdroje by ste využili? 
Vodný ľad
Regolit (mesačná pôda)
Slnečné svetlo

3.3.b. Vysvetlite svoj výber k otázke 3.3.
Počas pobytu v mesačnom tábore odporúčame využívať všetky druhy miestnych zdrojov. Regolit sa bude používať vo väčšine budov ako hlavný stavebný materiál. Môže sa ťažiť pomocou lunárnej čepele, potom sa uskladní a použije ako surovina na 3D tlač. Neskôr sa regolit môže použiť na získanie malého množstva vody a bude sa používať na zaplátanie trhlín a dier v stavbách. Taktiež sa môže použiť na ťažbu kovov a minerálov. Vodný ľad je ďalším materiálom, ktorý sa bude získavať pomocou lunárnej čepele. Keďže základňa je umiestnená na severnom póle Mesiaca, ide o dostupnú surovinu. Tenké kúsky ľadu získané touto technikou sa dajú roztopiť na vodu a potom použiť buď tak, ako sú, alebo sa podrobia elektrolýze na získanie kyslíka (potrebného na dýchanie) a vodíka (veľmi silné palivo). Hlavným zdrojom energie pre základňu bude slnečné svetlo. Tento zdroj energie nie je takmer nikdy prerušený (okrem zatmenia). Na zachytenie väčšieho množstva svetla a zvýšenie množstva vyrobenej energie možno použiť zrkadlové systémy v kombinácii so solárnymi panelmi.

3.4. Vysvetlite, ako plánujete postaviť svoj projekt na Mesiaci. Mali by ste uviesť informácie o materiáloch a stavebných technikách, ktoré plánujete použiť. Zdôraznite jedinečné vlastnosti vášho projektu. 
Náš mesačný tábor bude celý postavený z mesačnej pôdy. Kopanie je náročné kvôli nízkemu gravitačnému zrýchleniu na Mesiaci. Podľa odborníkov NASA je zariadenie, ktoré sa dá na Mesiaci úspešne použiť, lunárny výkopový nôž. Pomocou takéhoto zariadenia môžeme teraformovať pre budovy tábora. Takisto je užitočné na odstránenie mesačného prachu z celej oblasti tábora, prípravu prostredia na umiestnenie solárnych panelov, pristávacích zón a pretláčanie cez hranice základne. Vykopaný regolit sa má použiť pomocou 3D veľkorozmernej skladacej tlačiarne na stavbu modulov a spojovacích kanálov. Rozhodli sme sa použiť modulárnu konštrukciu, pretože ju možno ľahko rozširovať a minimalizuje sa strata materiálu a zdrojov v prípade vonkajších vplyvov nad táborom. Geodetická kopulovitá konštrukcia, ktorú sme prijali pre každý modul, je odolná, sebestačná a jej trojuholníkové plochy sa dajú v prípade poškodenia ľahko vymeniť. Veľkú pozornosť sme venovali podpore života v našom tábore. Okolo skleníka sme navrhli systém na čistenie vody. Po celej základni máme kolektory pary. Voda, kyslík a elektrická energia sa prepravujú prostredníctvom siete káblov a rúrok okolo modulov. Časť vody sa kombinuje so živinami a používa sa na rast rastlín, v rámci skleníka.

3.5. Opíšte a vysvetlite dizajn vstupu do vášho mesačného tábora.
Vstup do mesačného tábora bude tvoriť jeden šesťuholníkový kanál s dvoma komorami. Kyslík z prvej komory sa bude vysávať do zvyšku základne, aby sa zabránilo akýmkoľvek stratám a maximalizovalo sa množstvo vody, ktoré môžeme vyrobiť. Potom astronaut otvorí dvere pripomínajúce ponorku a vstúpi do prvej komory. Po vstupe do komory dvere zatvorí a začne sa proces stabilizácie tlaku. Po stabilizácii tlaku sa otvoria druhé dvere do druhej komory, čím sa astronautovi umožní prístup do Moon camp. Rovnaký systém s podtlakovou komorou sa používa na vstup do jadrovej batérie.

3.6. Vysvetlite, ako mesačný tábor poskytuje astronautom ochranu.
Každý modul v našom návrhu bude mať tvar geodetickej kupoly. Trojuholníkové prvky kupoly sú konštrukčne tuhé a rozkladajú napätie po celej konštrukcii, vďaka čomu kupoly vydržia veľmi veľké zaťaženie a nárazy. Geodetické kupoly modulov budú mať priemernú hrúbku jeden meter, takže asteroidy malých rozmerov ich nemôžu ľahko zasiahnuť. Každý modul okrem skleníka bude tiež pokrytý mesačnou zeminou na dodatočnú ochranu pred teplotnými výkyvmi, slnečným žiarením a mechanickými nárazmi. Hrúbka a pokrytie zeminou by mali vytvoriť pevnú konštrukciu, ktorá sa len ťažko zrúti alebo celkovo poškodí. Spojovacie kanály v tvare šesťuholníka budú mať na oboch koncoch dvierka, takže v prípade poškodenia jedného z nich sa obe dvierka zatvoria a zníži sa strata kyslíka. Ako bolo spomenuté v predchádzajúcej časti, celá plocha mesačného tábora musí byť vyčistená od mesačného prachu, pretože najmenšie pohyby uvádzajú prach do pohybu. To predstavuje reálne nebezpečenstvo, ak sa jemné zrnká mesačného prachu usadia na solárnych paneloch (čím sa zníži povrch prijímača panelov) alebo sa dostanú do základne (čo spôsobí okrem iného aj dýchacie problémy astronautom).

3.7. Opíšte umiestnenie a usporiadanie spacích a pracovných priestorov.
Obytný modul je rozdelený na dve polovice. V prvej sú 4 miestnosti, ktoré obsahujú úložné priestory, stoly a priestory na spacie vaky. Každá z nich má približne 10 metrov štvorcových, na základe štúdií, ktoré to označili za dostatočný priestor pre jednu osobu. V druhej polovici sme umiestnili kúpeľňu, ďalšie úložné priestory, dávkovač vody, elektrickú rúru, stroj na telesné cvičenie, lekárničku, záložný systém podpory života a jedálenský kút so stolom a stoličkami, ktorý sa dá využiť aj na skladovanie. Väčšinu činností budú astronauti absolvovať v skleníku, pri pracovnom stole v riadiacom stredisku na opravu poškodených častí, pri používaní stroja na fyzické cvičenie a pri výskume alebo rôznych údržbárskych prácach.

4.1. Popíšte, čo bude zdrojom energie pre prístrešok. 
Hlavným zdrojom energie budú solárne panely (s účinnosťou 22%, ktoré vyrábajú približne 270 kW/h elektrickej energie). Sú však chvíle, keď slnečné svetlo nespĺňa receptory (zatmenia), a tiež môžeme potrebovať nejakú energiu navyše. Vtedy prichádza do akcie záložný zdroj energie, jadrová batéria. Batéria je životaschopný zdroj energie, ale produkuje žiarenie, preto je lepšie používať ju len v prípade potreby. Časť roztopeného ľadu môžeme podrobiť elektrolýze a získať ďalší zdroj energie, vodík, ktorý sa používa ako palivo pre stroje. Odhadujeme, že spotreba energie bude približne 220 kW/h a , vzhľadom na umiestnenie v oblasti so stálym slnečným žiarením, potrebujeme menšie množstvo batérií (približne 30 kubických metrov lítium-iónových batérií, ktoré by mali vydržať aspoň 3 dni), ktoré sa použijú len v núdzovej situácii.

4.2. Opíšte, odkiaľ bude voda pochádzať. 
Voda je nepostrádateľným prvkom nielen na Mesiaci, ale aj na Zemi, pretože je nevyhnutným prvkom pre biologický život. Naša základňa sa nenachádza náhodou na jednom z pólov Mesiaca, predchádzajúce výskumy preukázali existenciu veľkého množstva zamrznutej vody v pôde. Ľad sa vyťaží, roztopí, usadí, prefiltruje a chemicky upraví v špeciálnom zariadení umiestnenom mimo tábora, aby ho astronauti mohli používať nielen na pitné účely, ale aj na každodennú hygienu (umývanie, sprchovanie, toaleta). Malé množstvá vody sa dajú získať z ľudského potu a moču. Použitá voda sa môže recyklovať, filtrovať a opätovne používať pre ľudí aj rastliny.

4.3. Popíšte, čo bude zdrojom potravy. 
Jedným zo zdrojov potravy budú potraviny prinesené zo Zeme pre počiatočné štádiá osídľovania mesačného tábora. Bude pozostávať z konzervovaných a dehydrovaných potravín. Ďalším zdrojom potravín bude skleník postavený v mesačnom tábore, hneď ako začne produkovať tovar. Skleník je určený na pestovanie všetkých druhov rastlín v primeraných podmienkach. Skleníku je venovaný jeden modul tábora. Je postavený na troch úrovniach, prepojených vodnými rúrami. Rúrky sú oporou pre pestovanie rastlín, ktoré vyžadujú len vodu s živinami (šalát, aromatické bylinky). Na plošinách jednotlivých úrovní sa budú pestovať rastliny, ktoré potrebujú aj pôdu (paradajky, zemiaky, červená repa). Medziúroveň bude obsahovať aj nádrž na pestovanie spiruliny (ako cenného zdroja živín).

5.1. Čo by ste chceli študovať na Mesiaci? 
Podľa očakávania sme veľmi zvedaví na tajomstvá Mesiaca. Preto sme naplánovali sériu návrhov experimentov, ktoré má vykonať tím astronautov, ktorí zostanú v mesačnom tábore. V počiatočnom období, kým bude základňa vybudovaná, sa môžu vykonávať experimenty s vodou, aby sa zistili jej vlastnosti a overilo sa, či je pitná. Analýza sa môže vykonať na regolite zozbieranom z rôznych oblastí, aby sa overili jeho vlastnosti ako stavebného materiálu. Neskôr sa môžu vykonať prieskumy s cieľom identifikovať oblasti na ťažbu kovov alebo iných cenných minerálov na podporu stavieb na Mesiaci. Po vybudovaní základne sa bude osobitná pozornosť venovať rastu rastlín, aby sa skúmalo ich správanie a vývoj v podmienkach kozmického priestoru, od semienka až po štádium zrelosti a zberu. Zaujíma nás, ako rastliny rastú v umelom svetle, kŕmené živinami a recyklovanou vodou bez pôdy alebo s malým množstvom pôdy. Konštrukcia skleníka využíva plošiny na pestovanie rastlín v malom množstve pôdy vyrobenej kompostovaním ľudského odpadu. Je tu umiestnená aj špeciálna nádrž na pestovanie spiruliny. Na pestovanie rastlín priamo v živnej vode sa používajú špeciálne závesné nádoby napojené na vodné rúrky. Ďalšie aspekty, ktoré treba zvážiť, súvisia s nakladaním s odpadom a jeho premenou na živiny alebo materiály, ktoré sa majú opätovne použiť. Ďalším dôležitým aspektom je energia vyrobená na udržanie života v tábore. Systémy solárnych panelov sa musia starostlivo monitorovať. Množstvo vyrobenej energie sa musí preskúmať, aby sa táto energia správne uskladnila na neskoršie použitie. Je potrebné identifikovať a preskúmať alternatívne zdroje energie. Pozorovanie sa musí orientovať na pád meteoritov a na podmienky prostredia na Mesiaci vrátane radiácie. To pomôže zlepšiť konštrukciu tábora a určí najvhodnejšie materiály, ktoré sa majú použiť, aby sa maximálne ochránila integrita astronautov, rastlín a zariadení. Samozrejme, štúdie sa musia vykonať aj na ľuďoch obývajúcich mesačný tábor. Je potrebné analyzovať správanie astronautov v prípade dlhšieho pobytu na Mesiaci. Treba sa postarať o fyzické aj psychické aspekty. Na štúdium prostredia sa môže zriadiť sieť roverov, ktoré pokryjú veľké oblasti v okolí tábora.

Projekty vytvárajú tímy a preberajú plnú zodpovednosť za zdieľaný obsah.