moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerija 2021-2022

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.

Team: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Romunija 17   2 / 0


Zunanji pregledovalnik za projekt 3d

Opis projekta

Projekt, ki smo ga zasnovali za Moon Camp Challenge, je lunin bazni modul valjaste oblike z zunanjim premerom 5,2 m, ki je zasnovan tako, da ga je mogoče namestiti v nosilno raketo naslednje generacije Ariane 6, ki jo v imenu ESA izdeluje družba Arianespace. Modul ima uporabno bivalno površino 34 m^2, ki jo odlikuje večinoma lesena, udobna notranjost, in vključuje vse potrebne sisteme za podporo življenju: proizvodnjo in shranjevanje energije s pomočjo sončnih panelov oziroma baterij, shranjevanje O2 in čiščenje CO2, shranjevanje in recikliranje vode, shranjevanje hrane ter sisteme za ogrevanje/hlajenje na električni pogon. Za gojenje rastlin se lahko uporablja še en modul, ki je ločen od glavnega - modul za akvaponiko. Uporablja se za trajnostno gojenje rib in rastlin. Podstavek vključuje tudi dvorežimski komunikacijski sistem: mikrovalovno povezavo z nizko pasovno širino 2,2 GHz, ki se uporablja za telemetrijo, govor in komunikacijo v sili, ter optično povezavo prek satelita za aplikacije z visoko pasovno širino (pretakanje videa), ki lahko doseže hitrost prenosa 600 Mbit/s.

2.1 Kje želite zgraditi svoj Moon Camp?

Tabor na Luni želimo zgraditi na ravnem območju, kjer na terenu ni kraterjev in drugih manjših deformacij, vendar je v neposredni bližini naravna jama na bližnji strani Lune. Gradnja na ravnem terenu je lažja in zagotavlja prostor za prihodnjo širitev. V naravni jami bo nameščen zasilni modul, ki bo služil kot zatočišče v primeru padca meteorita. Bližnja stran Lune je bila izbrana, ker jo osvetljuje Sonce in ker je obrnjena proti Zemlji. Fotovoltaični paneli uporabljajo sončno svetlobo za pridobivanje energije, dejavnosti astronavtov pa so zaradi prisotnosti svetlobe bolj intenzivne. Osnova na strani, obrnjeni proti Zemlji, koristi tudi komunikacijam, saj so antene usmerjene neposredno proti planetu (ali proti satelitu v primeru optične povezave).

2.2 Kako nameravate zgraditi svoj Moon Camp? Opišite tehnike, materiale in svoje oblikovalske odločitve.

Naš lunarni tabor nameravamo zgraditi z vnaprej pripravljenimi moduli, ki jih bomo z Zemlje prepeljali z raketami Ariane 64. Največja masa modula bo 8,6 t, kar je največji koristni tovor rakete A64 v Lunino prenosno orbito (LTO). Poleg glavnega modula je mogoče dodati še več drugih modulov, da se oblikuje lunin tabor. Sončni paneli, antene in druge zunanje naprave bodo nameščeni na lunarni površini, poleg baze. Glavni material je aluminijeva zlitina 6061 z nekaj deli iz ABS in ogljikovih vlaken, poleg tega so v majhnih količinah uporabljeni tudi drugi materiali, kot so jekleni vijaki, gumijasta tesnila itd. Moduli bodo nameščeni v 1,2 m globokem izkopu na lunarni površini, da se preprečijo neželeni premiki ali vrtenje modulov. Z njimi bodo manipulirali in jih nameščali z žerjavi, premikali pa jih bodo lahko tudi z valjanjem. Žerjave in druge stroje, potrebne za manipulacijo, je mogoče pripeljati v ločeni predhodni misiji ali s sekundarno raketo v isti misiji. Udarni ključ je potreben tudi za povezavo dveh modulov in koncev modulov. Moduli bodo po dokončanju pod pritiskom, pred kakršno koli spremembo pa bodo izpraznjeni. Okenska plošča se bo prevažala nemontirana v varnem zabojniku, da se med sestavljanjem in prevozom ne bi poškodovala.

2.3 Okolje na Luni je za astronavte zelo nevarno. Razložite, kako jih bo vaš lunarni tabor zaščitil. (največ 150 besed)

Sistem ogrevanja in hlajenja modulov lunine baze bo zagotavljal dobro temperaturo za bivanje. Sistem za shranjevanje O2 in čistilec CO2 bosta poskrbela za pretok kisika skozi module in zbirala odvečni CO2. Stene modulov bodo astronavte do določene mere ščitile pred kozmičnim sevanjem, to je mogoče izboljšati z dodajanjem zemlje na stene modulov, aluminijasta zlitina 6061, primerna za letalstvo, pa lahko bazo zaščiti pred manjšimi udarci. Na podlagi simulacije lahko telo modulov prenese tlak 3 atm. Baza je opremljena tudi z akvaponskim sistemom, ki lahko ohranja zaloge hrane, tudi če so misije za oskrbo močno prizadete. Glavno okno je iz stekla/plastike, ki posadko ščiti pred morebitnim razbitjem stekla.

2.4 Pojasnite, kako bo vaš lunin tabor astronavtom zagotovil:

Voda
Hrana
Napajanje
Air

V bazi bo posadka dobivala vodo s pomočjo sistema za recirkulacijo vode (podoben sistemu, ki se uporablja na ISS), pri čemer se bo uporabljena voda filtrirala s posebnim naborom filtrov, kar bo omogočilo samooskrbo posadke. V pitno vodo lahko pretvori tudi urin. Vodni sistem sestavljata glavni rezervoar pod kopalnico modula in zasilni vodni vir, ki je v akvariju za ribe v modulu za akvaponiko. Vodo je mogoče pridobivati tudi kot kondenzat iz klimatske naprave, in sicer z vključenimi kolektorji klimatske naprave.

Hrana bo večinoma shranjena v bližini kisikovih rezervoarjev pod tlemi katerega koli modula. Hrana bo večinoma sestavljena iz posušenih izdelkov, ki jih je mogoče rehidrirati z vodo. Glavni način pridelave hrane bo sistem akvaponike, ki bo v simbiozi gojil ribe, morske sadeže in alge skupaj z drugo zelenjavo in zelišči. Odpadki iz akvarija z ribami se bodo uporabljali kot naravno gnojilo za gojenje zelenjave, hranila in kisik, ki jih bodo zagotavljale rastline, pa se bodo uporabljali za akvarij.

Električni sistem sestavljajo fotonapetostni paneli, akumulatorji in ustrezna elektronika. Sistem uporablja 22 455-vatnih panelov, ki lahko proizvedejo do 10 kWp skupne moči, in 16 litijevih celic LiFePO4, ki so shranjene v zavarovani posodi. Baterijska tehnologija je bila izbrana, ker je v primerjavi z drugimi kemijami zelo varna, vendar na račun večje teže. Nominalna napetost celic je 3,2 V, njihova skupna energija pa znaša 48 kWh. Poleg tega ima sistem tudi različno elektroniko za pretvorbo in upravljanje, kot sta inverter in BMS, ki se uporabljata za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok oziroma za zaščito baterij.

V bazi je nameščen klimatski sistem na električni pogon, ki zrak očisti tudi CO2. Vsi filtri so zamenljivi in enostavni za odstranjevanje, saj so oblikovani brez orodja. Pod tlemi vsakega modula je šest rezervoarjev za kisik, ki jih nadzoruje glavna elektronska krmilna enota (ECU) modula, ki zaznava raven kisika in jo po potrebi kompenzira. Kontrolna enota preverja tudi notranji tlak v modulu. Sistem poskrbi, da se v bazi vzdržuje optimalna raven O2, kar varuje zdravje astronavtov.

2.5 Pojasnite, kaj bi bil glavni namen vašega mesečnega tabora.

Naš Moon Camp lahko služi vsem trem namenom: komercialnim, znanstvenim in turističnim, saj je modularen in ga je mogoče po potrebi dopolnjevati. V privzeti konfiguraciji bo Moon Camp sprva namenjen za znanstvene namene.

Z lunarnim roverjem, večnamenskim gradbenim in znanstvenim orodjem, lahko prevažamo in manipuliramo z materiali za nadaljnjo širitev lunarne baze za vse potrebne namene.

3.1 Opišite dan na Luni za astronavtsko ekipo na Moon Campu.

Astronavti se zbudijo na svojih lesenih pogradih in opravijo jutranjo rutino, vključno s prehranjevanjem, higieno in spremljanjem zdravstvenega stanja, pri čemer jim lesena notranjost baze, upajmo, daje občutek udobja in domačnosti. Nato preverijo stanje osnovnih sistemov, potrebnih za delovanje luninega tabora, kot so električni sistem, zračni sistem, vodni sistem in sistem akvaponike. Ti pregledi vključujejo čiščenje solarnih panelov (del energetskega sistema), spremljanje ravni kisika, ravni CO2 in tlaka v bazi, preverjanje PH vode in ravni kisika iz sistema akvaponike ter vsebnosti hranil v zemlji.

Vsak član posadke mora opraviti vsaj 30 minut vadbe v bazi ali se v enakem času sprehoditi zunaj baze, da bi preprečili mišično atrofijo.

          Po začetnih pregledih bo ekipa iz lunarne baze stopila v stik s poveljniškim centrom na Zemlji, da bi poročala o razmerah na krovu in zahtevala informacije o raziskovalnih nalogah, ki jih morajo opraviti.

Na krovu bosta ves čas prisotna vsaj dva člana posadke, ki bosta nadzorovala delovanje kritičnih sistemov in skrbela za varnost baze. Ostali astronavti lahko opravljajo različne naloge, kot so raziskovanje lunine zemlje, ustvarjanje novih baz s pomočjo 3D tiskanja, poskusi gojenja rastlin in živali na luninem površju s pomočjo sistema akvaponike, poskusi na sami lunini zemlji, rudarjenje v industrijske namene ali raziskave, v prihodnosti pa bodo celo izvajali oglede in delovali kot baza za prihodnje misije naprej po sončnem sistemu.

Ob koncu dneva se bo vse osebje vrnilo v bazo, pospravilo orodje ali instrumente, ki so ostali zunaj baze, pojedlo in si privoščilo nekaj prostega časa. Lahko se pogovarjajo s svojimi družinami ali prijatelji na Zemlji, gledajo videoposnetke ali medije, vnaprej naložene na notranjem strežniku, iščejo in objavljajo dokumentacijo ter še veliko več z uporabo komunikacijskega sistema visoke pasovne širine.

Drugi projekti:

  Onkraj tukaj

 

  Zhengzhou University of Light Industry
    Kitajska
  Skyhook

 

  Šanghaj Qingpu višja srednja šola
    Kitajska
  Vesoljska meja

 

  Bertrand Russell College
    Nizozemska
  vesoljska postaja seeker

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kitajska