moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerija 2020-2021

V igri Moon Camp Pioneers je naloga vsake ekipe, da s programom Fusion 360 3D-oblikuje celoten lunin tabor. Razložiti morajo tudi, kako bodo uporabljali lokalne vire, zaščitili astronavte pred nevarnostmi vesolja ter opisali bivalne in delovne prostore.

Ekipa: I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRID)    Španija 16, 15

Zunanji pregledovalnik za projekt 3d

Opis projekta

Naš lunin tabor je razširljiva baza, zasnovana tako, da jo je mogoče povečati, ko se poveča ekipa ali ekosistemi v rastlinjaku. 

Voda je ključni vir našega človeškega bivališča, zato je tabor postavljen ob majhnem kraterju, v katerem je zaradi stalne sence v notranjosti vodni led. Vodni led bo iz teh temnih območij pridobljen in spremenjen v tekočino z nadzorovanim postopkom sublimacije.

Naselje je razdeljeno na različne module, ki imajo vsak svoj namen, zasnovo in materiale, te zasnove pa temeljijo na treh različnih strukturah:

Prvič, zložljiva struktura rastlinjaka, ki omogoča mehansko spreminjanje njegovih dimenzij, da lahko gosti ekosisteme različnih velikosti.

Drugič, napihljivi habitati za bivalne prostore, skladišče, jedilnico ali telovadnico, ki jih je mogoče napihniti na kraju samem, da bi posadki prilagodili njihovo prostornino.

Tretjič, toge strukture za pogonski modul, ploščad za raketoplan ali rezervoarje s kisikom.

Osrednja enota je rastlinjak, zložljiva struktura s tremi kupolami v središču, v katerem so tri različna okolja, ki zagotavljajo kisik in ogljikov dioksid prek fotosinteze rastlin, hrano prek akvaponike in globalno uravnavanje temperature. Ta osrednja enota povezuje druge module z zložljivimi prehodi.

Energija se pridobiva s sončnimi kolektorji, ki so razporejeni po veliki površini na površini tabora; prostor, namenjen temu cilju, je precej velik zaradi širokega vpadnega kota sončnih žarkov na površino, zato so sončni žarki malo energični in je za proizvodnjo primerne količine energije potrebnih veliko kolektorjev.

Modul za recikliranje pomaga astronavtom pridobivati vodo in dušik iz urina in blata.

Kje želite zgraditi svoj Moon Camp?

Naš Moon Camp je postavljen na severu kraterja Ibn Bajja, približno 200 km od južnega tečaja, kjer temperature zaradi večjega vpadnega kota sončnih žarkov niso tako ekstremne.

Greben Ibn Bajja je skoraj neprekinjeno osvetljeni, prednost za osvetlitev baze in namestitev sončnih kolektorjev za napajanje opreme. Na enak način se vodni led koncentrira na stalno zasenčenih območjih na dnu v notranjosti kraterja.

Velikost kraterja, ki je globok približno 2000 m, je primerna za pridobivanje vodnega ledu iz zasenčenih območij v notranjosti, ki se s kontrolirano sublimacijo s pomočjo cevovodov pretvori v tekočo vodo. Po ekstrakciji se izvede postopek elektrolize, da se pridobita kisik za dihanje in vodik kot gorivo za raketoplan.

Na grebenu kraterja, visokem 450 m, so komunikacije z Zemljo ustrezne, ni potreben dodaten satelit kot na temni strani Lune.

 

Kako nameravate zgraditi svoj Moon Camp? Opišite tehnike in materiale, ki jih boste uporabili.

Za izgradnjo tabora pošljemo modularne dele, ki jih je treba sestaviti in napihniti na kraju samem ter tako zgraditi različne strukture.

Uporabiti moramo čim manj prostora, da bi prihranili energijo za hlajenje prostorov in izvedli učinkovite dvigovanje tlaka .

Na osrednjo enoto so z gibljivimi prehodi pritrjene toge strukture, kot so modul vojne hiše, izstrelišče za raketoplane ali energetska elektrarna. Vsi drugi moduli, kot so bivalni prostori, telovadnica in komunikacijska soba, so napihljivi habitati.

Ti habitati se razširijo navzven in ustvarijo le toliko prostora, kolikor je potrebno za posadko, v njih pa so nameščeni astronavti in instrumenti. Oblika teh modulov, ko se razširijo, je valjasta zaradi različnega tlaka med vakuumom zunaj in tlakom v notranjosti.

Material za te napihljive strukture so prepletene plasti kevlarja in milarja.

Rastlinjak je zgrajen s Hobermanovim sistemom raztegljive geodetske kupole, tako da se struktura širi, ko ekosistemi v njem rastejo. Ta osrednja enota je zasnovana kot modul s trojno kupolo, pri čemer se uporablja teorija dvojnega mehurčka, da bi z najmanj materiala pokrili čim večji prostor.

Za pokrivanje zunanje strani enote jedra uporabljamo pnevmatske plošče iz ETFE (etilen tetrafluoretilen) prozorna in napolnjen z vodo. Gravitacija na Luni je ena šestina gravitacije na Zemlji, zato teža ni kritičen problem za stabilnost strukture.  

To jedro je zaščiteno z dvojno plastjo grafena, ki daje strukturi odpornost. 

Okolje na Luni je za astronavte zelo nevarno. Razložite, kako jih bo vaš tabor na Luni zaščitil.

Glavne grožnje so ekstremne temperature, sevanje iz vesolja in možnost, da bi ga zadel mikrometeorit.

Območje, kjer se bo nahajal tabor, nima drastičnih temperaturnih sprememb, vendar lahko za vsak slučaj spreminjamo temperaturo v notranjosti zložljivih habitatov, ki spreminjajo svoj volumen, saj je tlak v notranjosti konstanten, toplotna energija pa se razporedi po celotnem taboru.

Za pokrivanje zunanje strani jedrne enote uporabljamo dvojno tanko plast grafena, ki pred udarci ščiti pokrivne pnevmatske plošče iz ETFE (Etilen tetrafluoretilen) napolnjen z vodo. Ta voda absorbira kozmično sevanje, dvojna plast grafena pa ščiti strukturo pred udarci. Materiali, uporabljeni za napihljive module, kevlar in miar, preprečujejo, da bi sevanje vplivalo na posadko.

Plasti napihljivih bivališč so izdelane iz odpornih materialov, kot sta kevlar in mylar, tako da so različni napihljivi moduli tabora zaščiteni pred sevanjem in mikrometeoriti.

Razložite, kako bo vaš lunarni tabor astronavtom zagotovil:
Voda
Hrana
Električna energija
Air

Kot smo že omenili, smo se odločili, da bomo vodni led z dna v notranjosti kraterja pridobili s pomočjo cevovoda, ki izvaja nadzorovan postopek sublimacije.
Zaradi ničelnega tlaka voda obstaja le v obliki ledu ali pare. Temperatura vodnega ledu v kraterju je približno -240 ºC, ko pa se temperatura dvigne na -70 ºC, voda sublimira v obliki hlapov.
Na dno kraterja bomo spustili majhen cevovod, ki bo z majhnim grelnikom v cevovodu segreval skrajni del v stiku z ledom in tako povečal lokalno temperaturo ledu na -70 ºC, izvedel sublimacijo in zbral paro v kraterju.
Ko je voda na voljo, se razdeli glede na njeno uporabo, odvisno od tega, ali gre v rastlinjak, v hiše ali v drug modul v kampu.
V luninem taboru lahko vodo pridobivate tudi iz reciklažnega modula, v katerem se reciklirajo urin in blato posadke.

Kot je bilo že omenjeno, bo zgrajen modul rastlinjaka za pridelavo hrane za prebivalce baze. Ideja je, da bi pridelke razdelili v različne dele znotraj rastlinjaka glede na količino vode, ki jo potrebujejo za rast.
Za gojenje zelišč in zelenjave ter gojenje rib bomo uporabljali akvaponiko uniti, prav tako pa tudi hidroponično vrtnarjenje.

Kot obnovljivi vir energije bomo uporabljali sončno svetlobo, ki jo bomo pridobivali s sončnimi kolektorji, ki jih bomo postavili v bližini tabora, da bi ga oskrbeli z energijo.
Imamo generatorje električne energije, ki uporabljajo sublimacijo vode za vrtenje turbine za proizvodnjo električne energije, ta energija pa se uporablja in shranjuje v baterijah.
V obdobjih, ko sončni žarki ne dosežejo Lunine površine, na primer ob sončnem mrku na Luni, uporabljamo energijo, ki je nakopičena v baterijah.

Določen odstotek vode iz taborišča bo namenjen v energetsko elektrarno, kjer se bo očistila in s postopkom elektrolize pretvorila v kisik za oskrbo taborišča.
Zrak v Zemljinem ozračju je sestavljen iz približno 75 odstotkov dušika in 20 odstotkov kisika.
Ekosistemi v rastlinjaku bodo proizvajali kisik in ogljikov dioksid, dušik pa bo pridobljen z recikliranjem urina in iztrebkov v modulu za recikliranje.

Razložite, kakšen bi bil glavni namen vašega luninega tabora (na primer: komercialni, znanstveni in/ali turistični nameni).

Glavni namen našega projekta je zgraditi lunarni tabor, ki bo služil kot znanstvena razvojna in raziskovalna postojanka, kjer bo posadka lahko raziskovala in raziskovala z varnega mesta, ki ji bo nudilo vse potrebno.

Opišite dan na Luni za svojo astronavtsko ekipo na taboru Moon Camp.

Organizacija je temeljnega pomena za ohranitev posadke pri življenju, zato morajo biti dnevniške naloge, povezane z nadzorom, organizirane tako, da so varne. 

Najprej je treba nadzorovati tlak v habitatih, saj lahko ljudje umrejo v nekaj minutah, če pride do izgube tlaka zaradi izhoda zraka iz habitatov.

Drug pomemben proces, za katerega je treba poskrbeti, je elektroliza, saj ta proces ustvarja kisik, ki dopolnjuje kisik iz rastlin v rastlinjaku.

Čeprav lahko za kratek čas uporabljamo baterije, so sončni kolektorji pomembni za pridobivanje energije za napajanje opreme in delovanje tlačnih črpalk.

Ekipa bo razdeljena v izmene, da bo lahko nadzorovala vse predhodne vidike, prav tako bo morala biti nočna izmena, da bo nekdo buden, če bi prišlo do okvare ali težave v sistemu in bi jo bilo treba popraviti.

Nato bo sledila dnevna izmena, v kateri bo vsaka oseba opravljala drugačno delo v različnih delih tabora.

Vsaka izmena bo imela odmor za prehranjevanje in druženje z drugimi prebivalci tabora v skupnih prostorih, za sprostitev ali na primer uporabo telovadnice, ne da bi pri tem pozabila na ure spanja.



← Vsi projekti