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: Temna stran sira

UTC Portsmouth  Portsmouth    Združeno kraljestvo 16

Zunanji pregledovalnik za projekt 3d

Opis projekta

Naša misija v lunarno bazo bo razdeljena na 4 začetne faze:

V fazi 0 bi pred vrnitvijo domov poslali majhno ekipo, ki bi postavila avtomatiziran 3D tiskalnik za lasersko sintranje in izdelala opeke, potrebne za gradnjo baze, v ločeni misiji pa bi z nekaj strokovnjaki postavili majhen jedrski reaktor.

Prva faza bo vključevala dve raketi, od katerih bo ena poslala gradbene vire (ogrodja, šotore in zračne zapornice), druga pa bo pripeljala začetno posadko, ki bo s pomočjo enostavno sestavljivih ogrodij in tiskanih opek (ki se med misijami stalno proizvajajo) zgradila tri začetne središčne kupole. 

Druga faza bo vključevala več gradbenega materiala za izdelavo treh večjih zunanjih kupol, da bi razširili bazo, pa tudi vire za vzdrževanje posadke in za raziskave - v tretji in zadnji raketi druge faze bo prišlo več ljudi, da bi dopolnili celotno posadko. 

V 3. fazi se bo poslala pomožna posadka, ki bo zamenjala prvotno posadko, ki se je dvignila v 1. fazi, ter vsa oprema ali materiali, ki jih zahteva posadka - ta tovor bo deloval kot odziv na vsa vprašanja ali potrebe, ki jih lahko prepozna le posadka, da se zagotovi, da bodo vsa nepredvidena vprašanja imela mesto v načrtu, ki ga je treba rešiti. 

Ves tovor bo dostavljen z raketami Arian 5, saj imajo idealno zmogljivost in funkcionalnost dvojnega tovora, kadar se oprema pošilja skupaj s člani posadke.

Kje želite zgraditi svoj Moon Camp?

Naša lunarna baza bo v bližini Stöflerja, kraterja v južnem višavju. Južna stran je večino dneva obsijana s sončno svetlobo, kar nam zagotavlja energijo prek solarnih panelov in svetlobo za opravljanje nalog čez dan. Zaradi kraterjev v stalni temi imamo dostop do luninega ledu, ki je pomemben vir, zlasti v poznejših fazah delovanja baz (za izdelavo raketnega goriva). Ker je končni cilj naše baze postati baza za izstrelitev raket), nam lokacija na južni strani omogoča, da rakete izvajajo manever s prakom okoli Zemlje, ko se odpravljajo na pot v sončni sistem. To bo omogočilo veliko povečanje hitrosti plovila brez porabe goriva, kar bo še povečalo učinkovitost izstrelitev.

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

Naš lunin tabor bo modularen, tako da bo mogoče zlahka dodajati nove strukture, ko se bo baza širila. Vsaka struktura je sestavljena iz 3 plasti (glejte naš model z analizo prerezov) in zračnih zapornic za izhode in vhode. Notranja plast bo iz poliestra, prevlečenega s PVC (po vzoru alpinističnih šotorov in nepredušnih rastlinjakov), saj se zlahka pripne na plast 2 in je popolnoma nepredušna - zato se lahko stisne in postane življenjski prostor za posadko. Drugi sloj bo kovinski okvir iz trikotnikov, ki bo tvoril kupolo, saj so loki najmočnejša oblika, trikotniki pa so trpežni in enostavni za izdelavo. Kovinski okvir lahko člani posadke v vesoljskih oblekah ročno izdelajo iz aluminijastih palic premera 50 mm. Tretja in zadnja plast bo kamnita kupola iz opek, izdelanih z lunarno zemljo, ki jih bo mogoče enostavno sestaviti z medsebojno povezanimi oblikami in se bodo podpirale zunaj kovinskega okvirja - izdelali jih bodo avtomatizirani roboti za tiskanje regolita SLS, programirani za izdelavo, medtem ko bodo po fazi 0 ostali na Luni, da bodo opeke pripravljene za fazo 1. Po začetnih 4 stopnjah bo na voljo 6 kupol s premerom 6 m in 3 s premerom 12 m. Manjših 6 bo namenjenih: za kuhinjo, nadzor nad energijo in kisikom, bivalne prostore, telovadnico, komunikacijski center in medicinski prostor. Večje 3 bodo s polimerom razdeljene na polovico (tako da bodo zrakotesne), polovica vsake bo namenjena algam in hidroponiki, druge 3 polovice pa delavnici, laboratoriju in skladiščnemu prostoru.

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

Varnost posadke je prednostna naloga številka 1 pri načrtovanju lunine baze. Strukture baze so izdelane iz kupol, ki so naravno najmočnejše, da se zagotovi dolga življenjska doba in zaščita članov posadke pred asteroidi ali vesoljskimi odpadki. Notranji material šotora je močan in prevlečen poliester, ki zagotavlja, da ne pride do raztrganin ali puščanja. Stopnja sevanja na površju Lune je približno 200-krat večja od tiste na Zemlji, saj na njej ni atmosfere, ki bi blokirala CMBR - zato je zunanji zidak kupole tako debel (500 mm), saj bo absorbiral večino sevanja, vse ostalo pa bo ustavil šotor (ki bo odbojen). Nazadnje je tu še popolna odsotnost napak na eni točki - vse kupole imajo več dostopnih poti, sončno energijo z jedrsko rezervo, sistem za proizvodnjo kisika in alge - nobena posamezna napaka ne bi mogla prekiniti sistema.

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

Večino vode bo zagotavljal sistem za rekuperacijo vode (WRS), ki zbira vodo iz okolja (kondenzacijo in vlago) ter urin. Voda nastaja tudi v Sabatierjevem sistemu; vodik, proizveden v sistemu OGS (glej 2.4 D), se združi z ogljikovim dioksidom, da nastane voda (toplota in metan). Ta voda se zdaj lahko uporablja za različne namene. Toplota se lahko uporabi za ogrevanje baze, shranjeni metan pa se lahko uporabi kot gorivo. Druga voda za ribnike z algami, sveža zaloga vode, ki se bo mešala v sistem in se bo pozneje uporabljala za proizvodnjo vodika in kisika za raketno gorivo, bo izvirala iz ledenih nahajališč na Luni.

V začetnih fazah misije se bodo astronavti hranili z obroki, ki jih bodo poslali z Zemlje. Te zaloge se bodo dopolnile z drugimi pristanki, potrebnimi za misijo. V prvi fazi bo na Luni zgrajena ena od treh "agrokomor". V njih bodo (med drugim) hidroponični prostori, v katerih bo mogoče pridelovati hrano, potrebno za oskrbo lunarne baze. V naslednjih fazah bo vzpostavljena infrastruktura, potrebna za druga dva polja. Vendar pa bo še vedno potrebna redna oskrba z obroki z Zemlje, ki bo služila kot varnostna zaščita ter za dopolnjevanje mineralov in soli za astronavte. Hidroponika omogoča astronavtom in zemeljskim ekipam, da skoraj v celoti nadzorujejo rast pridelkov, določajo čas žetve in zagotavljajo hranila za plodno rast. Gojene rastline bodo gensko spremenjene, da bodo zrasle večje in hitrejše od naravno pridelanih, kar bo povečalo proizvodnjo hrane.

Večino vesoljskih operacij poganjajo sončne celice, ki so odlične. V vesolju so tudi učinkovitejši kot na Zemlji, saj ni atmosfere, ki bi zmanjšala intenzivnost svetlobe. Ko bo naša lunarna baza dokončana, bodo poleg majhnega jedrskega reaktorja, reaktorja s hitrimi nevtroni (FNR), ki uporablja hladilno sredstvo Na-K-C, uporabljali tri sklope sončnih panelov. Ker ta deluje zanesljivo (v vesolju), je odpravljena nevarnost SCRAM (ali taljenja). Poleg treh ločenih nizov sončnih panelov zagotavlja še eno stopnjo zaščite pred izgubo energije v primeru okvare. Zagotavlja tudi osnovno obremenitev za potrebe po energiji. Postavljen bo v bližnjem kraterju, ki bo v primeru nesreče deloval kot ščit, hkrati pa bo reaktor v senci, kar bo pomagalo pri hlajenju. Ko bo treba reaktor FNR zamenjati, bodo nove tehnologije, kot je hibrid med jedrsko baterijo in reaktorjem, lahko še učinkovitejše.

Večina zraka se reciklira z uporabo sistema za proizvodnjo kisika (OGS). Ta sistem z elektrolizo razdeli vodo na kisik in vodik. Proizvedeni vodik se uporablja v sistemu WRS (glej 2.4 A). Ta sistem se uporablja na ISS in se že več kot 50 let uporablja v podmornicah. To pomeni, da je preizkušen, testiran in da so bile odpravljene vse njegove glavne pomanjkljivosti, ki se pokažejo šele v praksi. Sistemi nikoli ne morejo biti popolni in zagotovo prihaja do izgub zraka, kar ISS rešuje z dovajanjem kisika z Zemlje. Vendar pa bomo kisik dopolnjevali s pomočjo rezervoarjev z algami v bazi. Oba sistema bosta delovala skupaj, da bosta posadki zagotavljala zadostno količino zraka za dihanje. Če pride do vdora v bazo, je mogoče izolirati območja, kjer prihaja do puščanja, saj so vsa vrata zrakotesna.

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

Namen naše misije je vzpostaviti samozadostno bazo na Luni, kar je predpogoj za polnilno postajo za vesoljska potovanja. V prihodnosti bomo skušali prodreti vse dlje v našo galaksijo, da bi raziskali, raziskovali in morda naselili nova nebesna telesa v vesolju. Med vesoljskimi potovanji (na primer izstrelitve na Luno in Mars) se večina goriva porabi za pobeg iz zemeljske atmosfere, kar močno zmanjša doseg vesoljskega plovila. Naša baza se bo uporabljala za postanek in oskrbo z gorivom po pobegu z Zemlje, preden se ponovno izstreli in odpotuje tja, kamor bo plovilo odpotovalo. Zato je naša zasnova baze zelo modularna, tako da jo je mogoče po začetni štiristopenjski misiji razširiti na večje pristanišče z zmogljivostmi za oskrbo z gorivom.

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

Naš cilj je, da bi dan na Luni za našo posadko čim bolj spominjal na delovni dan na Zemlji, da bi se posadka lažje in hitreje prilagodila novemu okolju ter zmanjšala občutek nenormalnosti iz zemeljskega življenja. Dnevi se bodo začeli z vadbo v telovadnici, ki bo vsebovala tekalno stezo s pasom bungee za simulacijo močnejše gravitacije, sledil bo zajtrk, da bi se ljudje napolnili z energijo za nov dan, nato pa se bo posadka zbrala za jutranji briefing poveljnika in morebitna obvestila posadke ali kontrole misije. Sledila bi jutranja naloga ali naloge vsakega člana posadke, ki bi bile odvisne od njegove individualne vloge V 1. fazi misije bodo 4 člani posadke: Naloge so lahko na primer postavljanje novih struktur za naslednje faze, vzdrževanje baze ali opreme ali spremljanje hidroponike (v poznejših fazah). V fazi 2 bo posadka dopolnjena z dodatnim (bolj specializiranim) botanikom (saj je poveljnikova vodstvena vloga njihova glavna prednostna naloga), znanstvenikom in še enim inženirjem, saj sta gradnja in vzdrževanje opreme bistvenega pomena za misijo. Po jutranjih nalogah bo čas za kosilo in nekaj prostega časa, odvisno od tega, koliko/kako nujnih nalog je na tisti dan. Nato bi sledile popoldanske naloge, ki bi bile (tako kot dopoldne) odvisne od posameznih vlog članov posadke. Raziskovalne naloge bi bile pomembne, saj bo morala naša baza opraviti obsežne teste, da bi izpolnila svoj namen kot predpogoj za postanek vesoljskega plovila, vendar bi lahko tudi skupine po svetu, ki jih zanimajo lunarne raziskave, kot so univerze, predložile zahteve za teste in vzorce, podobno kot ISS podpira globalne raziskave in zagotavlja sekundarni vir financiranja projekta lunarne baze. Naš namen je, da bi dan ostal dosleden, vendar smo trdno prepričani, da je treba odločitve o razporedu sprejemati za vsak primer posebej, saj je odzivanje na nove in nepredvidene dogodke bistvenega pomena za uspeh zunaj planeta, zato lahko odmor in druge časovne intervale žrtvujemo in jih po potrebi povrnemo pozneje. Po opravljenih dnevnih nalogah imajo člani posadke večerjo in prosti čas, da se sprostijo in uživajo pred spanjem.



← Vsi projekti