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: PIoneers

Tudor Vianu Državna srednja šola za računalništvo  Bukarešta    Romunija 15 Tretje mesto - države članice ESA

Zunanji pregledovalnik za projekt 3d

Opis projekta

Ime PIoneers (besedna igra, ki vključuje besedno zvezo PI) najbolje opisuje našo ekipo, saj bo naš lunarni tabor v prihodnjih desetletjih središče revolucionarnih znanstvenih raziskav. Upamo, da bo naša naselbina postala odskočna deska pri širjenju človeške prisotnosti v sončnem sistemu z razvojem in preizkušanjem ključnih tehnologij, potrebnih za kolonizacijo planeta. Najprej nameravamo svoj tabor zgraditi v lavni cevi v bližini južnega pola, ki je najprimernejše mesto na Luni glede na podobnost z zemeljsko temperaturo in kjer je mogoče najti tudi vodni led, pomemben vir, ki omogoča prisotnost astronavtov. Naša baza bo sestavljena iz modulov, začenši s habitati, znanstvenimi laboratoriji in postajami za proizvodnjo kisika. Na ta način bo mogoče zlahka uvajati nova področja. Nekateri od prvih modulov bodo vnaprej izdelani na Zemlji in sestavljeni na Luni, ko pa bomo odkrili potrebo po novih prostorih, bi jih začeli graditi z materiali, ki so na voljo na Luni. Poleg tega s postavitvijo tabora v lavinsko cev ne le zmanjšamo morebitne nevarnosti, temveč vključimo tudi redundantne sisteme. Življenjsko pomembni viri, ki jih ljudje potrebujemo, so voda (pridobljena iz ledu na južnem polu), hrana (pridelana v luninem rastlinjaku), energija (iz sončnih panelov) in zrak (z elektrolizo iz rastlin in tudi z uporabo regolita). Zato ustvarjamo okolje, v katerem se astronavti nedvomno lahko prilagodijo in osredotočijo na delo lunarnih raziskovalcev, življenjske razmere pa so čim bolj podobne tistim na Zemlji.

Kje želite zgraditi svoj Moon Camp?

Bazo želimo zgraditi v bližini luninega južnega tečaja, kjer bodo lavne cevi predstavljale ogrado človeškega bivališča. Naša glavna prednostna naloga je bila najti kraj z dostojnimi življenjskimi razmerami za astronavte, ki bodo namestili lunin tabor. Zato je bila naša izbira omejena na pola, kjer so temperature od -50 °C do 0 °C, ljudje imajo stalno sončno svetlobo, znotraj lavinskih cevi pa so temperature znosne. Odločilni argument v prid južnemu polu je bila prisotnost vodnega ledu, iz katerega bi lahko pridobivali tekočo vodo, ki je nepogrešljiva za ljudi, ki bodo živeli v našem luninem taboru. Poleg tega kraterji na območju južnega tečaja preprečujejo vstop sončne svetlobe v notranjost (kar je močna točka, saj bi astronavti lahko dobro spali) in vsebujejo fosilne zaloge vodika, ki bi ga lahko uporabili za zrak za dihanje, predvsem pa za gorivo.

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

Glede na to, da imamo v mislih gradnjo luninega tabora v lavinski cevi in da so te lahko zelo velike v premeru, bi bila glavna zamisel, da bi ga postavili na dno lavinske cevi in z dvigalom (slika 19) prišli na površje Lune. Idealno bi bilo, če bi bilo taborišče modularno, tako da bi bilo vključevanje novih delov lažje. Takšni moduli so lahko bivališča, znanstveni laboratoriji, postaje za proizvodnjo kisika in drugo. Bivalni moduli bodo povezani z nepredušnimi cevmi, da bi omejili število potrebnih zračnih zapornic. Tudi ti moduli morajo biti zrakotesni in imeti močno zunanjo lupino, ki jih bo ščitila pred sevanjem in morebitnimi razbitinami. Oblika bo kupola, ki bo razpršila obremenitve. Na začetku bo lunina baza vnaprej izdelana na Zemlji iz materialov, kot je titan zaradi svoje trdote (zlasti lupina), pozneje pa jo bomo lahko razširili z zgradbami iz luninega betona, ki je mešanica žvepla in agregatnih virov, dostopnih z Lune.

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

Najprej moramo astronavte zaščititi pred luninim prahom, 354-urnim ciklom dneva in noči, sevanjem, potresi in izbruhi mikrometeoritov. Z naselitvijo v lavinski cevi na južnem polu, kjer lahko astronavti uživajo sončno svetlobo, premagamo številne nevarnosti. Tla so odličen način za zaščito astronavtov pred sevanjem in mikrometeoriti. Ker lahko lunin prah povzroči težave z dihanjem in poslabšanje zdravja, če pride v naše zavetje, bomo imeli filtre in močan pretok zraka, da ga oster in obilen silicijev dioksid ne bo dosegel. Poleg tega bo na voljo zračna zapora (slika 8), kjer bi astronavti lahko očistili prah, preden bi vstopili v bivalni prostor. Načrtujemo, da bomo ojačali stene lavne cevi, da bi preprečili njihovo morebitno zrušenje med potresom. S skoraj nenehno sončno svetlobo z južnega tečaja lahko na razmeroma poceni način proizvajamo električno energijo, zato bo imela naša baza tudi umetno svetlobo in prepotreben sistem ogrevanja.

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

Voda je pomemben vir, ki ga ljudje potrebujemo za preživetje, zato smo tej temi posvetili veliko pozornosti. Naša glavna zamisel je, da lahko astronavti odstranijo vodni led s tečajev in tako sobivajo na Luni, seveda s potrebno posebno opremo zaradi visokih temperatur. Nato bomo uporabili vrtalnik s sončnimi kolektorji na vrhu (slika 13). Na ta način se bo orodje segrelo in prodrlo v notranjost debele plasti Lune. Tako bomo lahko po pridobivanju ledu za njegovo taljenje uporabili druge sončne panele. S pomočjo profesionalne opreme bomo lahko nato vodo filtrirali in ustvarili zdravo pitno vodo. Ta postopek nameravamo izvajati dvakrat na teden, preostalo vodo pa zbirati v rezervoarju (slika 17). Za filtriranje lahko uporabimo tudi sistem za recikliranje vode na Mednarodni vesoljski postaji.

Skratka, hrana je enaka energiji in naši astronavti je potrebujejo veliko. Da bi bila hrana v vesolju čim bolj učinkovita, mora biti lahka, kompaktna, okusna, hranljiva in obstojna za daljše obdobje brez hlajenja. Ne glede na to, koliko hrane bodo astronavti prinesli na Luno, pa še vedno ne bo dovolj. Zato moramo hrano proizvajati tudi na Luni. Naša zamisel vključuje nujno potreben lunarni rastlinjak, ki bi pokril pomanjkanje atmosfere ali naravne vode in zaščitil rastline pred visokimi temperaturami. Rastline, ki jih gojimo v našem rastlinjaku v regolitu, vključujejo krompir in redkev (vitamin C), paradižnik (vitamin A), zeleno (kalij), Arabidopsis thaliana (cvetoča rastlina), jajčeca sviloprejk (beljakovine) in solato (kalcij), ki bodo našim raziskovalcem vesolja zagotovile prepotrebna hranila. Astronavti bi z dihanjem zagotovili ogljikov dioksid, vodo za rastline pa bi pridobili iz svojega urina z uporabo sistema za recikliranje vode.

Pri zbiranju energije smo ugotovili, da so na Luni nekatera mesta, kot je na primer rob kraterja Shackleton na južnem tečaju, kjer je stalna sončna svetloba, in da bi preprečili težave s predolgo trajajočimi luninimi nočmi, smo svoj lunin tabor postavili na tem območju južnega tečaja. Zato smo lahko tam postavili sončne panele (slika 14), vendar potrebujemo tudi nekaj roverjev (slika 12), ki bodo v bazo prinašali energijo. Nato lahko sončno energijo shranimo v gorivne celice (slika 16), ki lahko ob polni napolnjenosti delujejo 17 dni brez prekinitve. Na ta način se izognemo tudi problemu luninih mrkov, ko Zemlja popolnoma blokira sončno svetlobo.

Najpomembnejša stvar, brez katere človek ne more živeti, je zrak, zato smo morali o tem delu projekta resno razmisliti. Najprej bomo pred odhodom z Zemlje naredili nekaj "zalog" z dovolj kisika za prvih nekaj dni na Luni, dobivati pa ga bomo začeli, ko bomo prispeli na cilj (kisikova postaja: slika 27). Rastline so sredstvo za pridobivanje zraka in se lahko uporabljajo tako za zrak kot za hrano. Ker pa z elektrolizo zavzamejo precej prostora, lahko uporabimo tudi vodo, ki ostane v rezervoarju. Poleg tega lahko predelamo regolit, ki je bogat s kisikom. Ena od eksperimentalno preizkušenih metod je elektroliza s staljeno soljo, pri kateri se lunina zemlja pri visokih temperaturah meša s kalcijevim kloridom, nato pa se s tokom, ki teče skozi zmes, kisik zbira okoli anode, kjer se zbira.

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

Osnovni namen našega luninega tabora bo znanstveni, vendar je naša ekipa zasnovala naselje tako, da ga bo mogoče zlahka spremeniti, ko se bo na površju Lune neizogibno začela povečevati prisotnost ljudi. Po preučitvi astronomskih stroškov in številnih tveganj, povezanih z začetnimi misijami na Luno, smo se odločili, da bodo naši prvi naseljenci znanstveniki in inženirji. Menimo, da bodo najprimernejši za ustrezno izvajanje vsakodnevnih poskusov, hkrati pa bodo vzdrževali in nadgrajevali zapletene sisteme naselbine. Z vedno več človeškimi misijami na Luno se bodo stroški zniževali, tehnologija pa bo napredovala in postala učinkovitejša in zanesljivejša. Ko se bo to zgodilo, bo mogoče taborišče na Luni preprosto razširiti, da bo lahko sprejelo več ljudi, med katerimi bodo nekateri celo turisti, in tako povečati prisotnost človeštva na Luni.

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

Ker se nam zdi ključnega pomena, da je v nujnih primerih vedno nekdo buden, smo se odločili, da bodo imeli astronavti različne spalne cikle. Zato bo posadka enakomerno razdeljena v tri izmene (ki se bodo zaradi družabnih namenov prekrivale približno dve uri, saj se bo takrat zbrala celotna ekipa), tako da bodo poskusi potekali 24 ur na dan, 7 dni v tednu. Ne glede na to, v kateri izmeni je astronavt, bo po prebujanju opravil higieno in nato zajtrkoval v jedilnici naše baze (slika 36). Po zajtrku bo posadka odšla v telovadni modul (slika 29), kjer bo vsak član dobil vsaj minimalno količino telesne vadbe, da bi ohranil kondicijo, zdravje in se boril proti negativnim učinkom nižje gravitacije na človeško telo. Nato bo vsak član posadke od zemeljske kontrole (slika 22) prejel svoje naloge in začel opravljati dodeljeno delo v raziskovalnem modulu (slika 21), ob posebnih priložnostih pa se lahko odpravi tudi ven, da bi preučil lunino okolje. Po polovici delovnega časa bo posadka imela enourni odmor za kosilo in obrok, sestavljen iz živil iz rastlinjakov (slika 33). Nato se bodo astronavti vrnili k delu do konca osemurnega raziskovalnega programa. Nato bo posadka večerjala, sledil bo prosti čas, ko si bo lahko vsak izbral dejavnosti, ki jih bo počel, da se bo sprostil (na primer pogovor z družino ali branje knjige). Da bi dosegli večjo enotnost znotraj ekipe, se lahko astronavti enkrat na teden udeležijo posebnih dejavnosti, kot sta filmski večer in igranje družabnih iger v dnevni sobi (slika 37). Po napornem dnevu bodo astronavti opravili higieno (kopalnica: slika 30) in se vrnili v svoje bivalne prostore (slika 31), kjer bodo spali približno 8 ur, saj je počitek izrednega pomena za obvladovanje stresa in težkih razmer na Luninem površju.



← Vsi projekti