odkrivanje interaktivne slike

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galerija projektov

 

V igri Moon Camp Pioneers je naloga vsake ekipe, da s pomočjo izbrane programske opreme 3D-oblikuje celoten lunin tabor. Razložiti morajo tudi, kako bodo uporabili lokalne vire, zaščitili astronavte pred nevarnostmi v vesolju ter opisali bivalne in delovne prostore v svojem luninem taboru.

Zenith

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turčija    Turčija 15, 16   6 / 3 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

1.2 - Zakaj želite zgraditi lunin tabor? Razložite glavni namen vašega luninega tabora (na primer znanstveni, komercialni in/ali turistični nameni).

Naš glavni namen je, da tabor na Luni uporabljamo kot bazo za izvajanje znanstvenih raziskav. Kot nadaljevanje raziskovanja raziskujemo Luno. Z našimi luninimi roverji s posadko in brez nje načrtujemo misije, v okviru katerih bomo zbirali in vračali vzorce lunine zemlje, kamnin itd. v našo bazo, kjer bodo te vzorce temeljito preučili naši usposobljeni astronavti. Kot pravijo znanstveniki, verjamemo, da je Luna lahko vir dragocenih virov. V podporo tem namenom, kot smo že omenili, smo našim astronavtom zagotovili laboratorije, v katerih bodo aktivno delali. Prej omenjeni laboratoriji našim astronavtom zagotavljajo tudi prostor za raziskovanje na področju astronomije. Glede na to, da so to naši glavni nameni, menimo tudi, da bo v naslednjih fazah gradnje tega luninega tabora, ki je prvi korak, prišlo do vzpostavitve stalne prisotnosti na Luni.

2.1 - Kje želite zgraditi svoj Moon Camp? Pojasnite svojo izbiro.

Glavno bazo (Alfa) nameravamo postaviti v kraterju Archimedes (39,7° S, 4,2° Z), ki se nahaja na jugozahodnem delu Lune. Ravno dno kraterja zagotavlja razmeroma stabilno površino za gradnjo lunarne baze in pristajalnega območja za vesoljske rakete, zaradi stabilne temperature pa je primeren kraj za bivanje astronavtov in izvajanje raziskav. Poleg tega ima krater podzemne vire vode, ki so bistveni za ohranjanje življenja in pridobivanje energije.

Ker sončna svetloba doseže greben kraterja De Gerlache (88,71° j. š., 68,7° z. d.) večinoma 14 dni na lunacijo, smo se odločili, da EGEC postavimo na grebenu, ki je od kraterja Archimedes oddaljen le 220 kilometrov (136 milj). Greben je idealen za proizvodnjo energije s sončnimi vodikovimi ploščami, saj dobi sončno svetlobo do 98% dneva.

2.2 - Kako nameravate zgraditi svoj Moon Camp? Razmislite, kako lahko izkoristite naravne vire Lune in katere materiale boste morali prinesti z Zemlje. Opišite tehnike, materiale in svoje oblikovalske odločitve.

Za izdelavo glavnih struktur naše baze bomo uporabili naše velike 3D tiskalnike. Po izdelavi glavne strukture nameravamo izdelati zaščitno plast, ki bo sestavljena iz luninega regolita, da bi zagotovili najbolj zaščiteno lunino bazo, ki bi jo lahko zgradili.

Za gradnjo baz bomo uporabili regolit z Lune, ker;

  • Ker ima Luna tanko ozračje in je na njej težko živeti, je lunin regolit lahko zaščitna plast in ščit za sevanje in meteorite.
  • Z raziskovanjem luninega regolita bodo znanstveniki lahko izvedeli in razumeli določene informacije o Luni, na primer o njenem nastanku. Poleg tega lahko znanstveniki z delom na regolitu spoznavajo in preučujejo geologijo Lune in njeno zgodovino.
  • Lunin regolit je lahko koristen za kmetijstvo v rastlinjaku. Za večjo učinkovitost se lahko meša z drugimi minerali in vodo.
  • Lunin regolit je dober vir mineralov, kot so ; oksidi, sulfidi, fosfati in domače kovine, ki jih nameravamo izkopati z našim rudarskim roverjem.

Če bi na Luni našli regolit, bi bilo na njej mogoče hitro zgraditi baze po pristanku astronavtov.

2.3 - Kako vaš lunarni tabor varuje astronavte in jim zagotavlja zavetje pred ostrim okoljem na Luni?

Lunin regolit, ki vsebuje železo, aluminij in silicij, je zaščitna plast in absorber sevanja ter ima visoko odbojnost, zato smo se odločili, da ga uporabimo kot zaščitno plast.

Prav tako je dober material za zaščito pred meteoriti, saj deluje kot pregrada, ki se upira meteoritom in preprečuje kakršne koli poškodbe, ki bi škodovale bazi in opremi. Poleg tega lahko absorbira udarce meteoritov, ki bi bili nevarni za lunarni habitat.

Poleg tega zagotavlja toplotno izolacijo za bazo in opremo na površini Lune. S pomočjo plasti, ki jo zagotavlja, lahko absorbira in oddaja toploto ter pomaga uravnavati temperaturo.

Kar zadeva zaščito pred morebitno nevarnostjo, imamo dva načina in en načrt za izredne razmere, ki jih bomo uskladili.

Najprej bomo uporabili sistem za zgodnje opozarjanje, ki bo zaznal meteorite, ki se približujejo Luni in bazi. Glede na hitrost in velikost meteorita ter lokacijo, na kateri ga najdemo, se bodo astronavti premaknili glede na okoliščine, zato imajo dve možnosti:

Načrt 1: Če bo meteorit dovolj majhen, da ne bo poškodoval naše baze, se bodo astronavti iz baze preselili v zaklonišče, ki bo pod našo bazo, tako da ga bo objemal debel lunin regolit, ki zagotavlja varnost. Ko bo nevarnost minila, bodo astronavti odkrili poškodbe, ki jih je baza utrpela, nato pa bodo s pomočjo roverjev začeli popravljati bazo.

Načrt 2: Če je meteorit velik in blizu naše baze, bomo aktivirali naš načrt za izredne razmere, ki predvideva, da se z roverji čim prej po evakuaciji odpravimo v bazo Bravo.

3.1 - Kako bo vaš tabor na Luni astronavtom zagotovil trajnostni dostop do osnovnih potreb, kot so voda, hrana, zrak in energija?

Da bi zagotovili vodo, načrtujemo zbiranje ledene vode po krajih, ki so v senci. Da bi se izognili okužbam, bomo to zbrano ledeno vodo stopili in filtrirali. Zadnji izdelek, filtrirana voda, bo shranjen v rezervoarjih za vodo za prihodnje potrebe. Poleg tega se bo uporabljal alternativni mikroekološki sistem za podporo življenja (MELISSA), da bi imeli čisto vodo za vsakodnevno uporabo (urin, higienske potrebe itd.).

 

Za zagotavljanje virov hrane bomo uporabljali kmetijstvo brez zemlje (hidroponsko kmetijstvo). V tem sistemu, ki zagotavlja proizvode tudi v neugodnih kmetijskih razmerah, so potrebe rastlin po vodi in hranilih izpolnjene na nadzorovan način. Pri kmetijstvu brez tal je neposredno odpravljeno tveganje za bolezni, ki izhajajo iz tal, zmanjša se potreba po dodatnem delu in s postopkom se pridobi več proizvodov. Ena glavnih prednosti je, da hidroponski sistemi porabijo le 10% vode, ki se uporablja v običajnem kmetijstvu. Poleg tega načrtujemo, da bomo v našem biodomu z uporabo določene vrste zelenih alg, imenovanih "Chlorella", proizvajali nekatera prehranska dopolnila, ki vsebujejo veliko beljakovin, vitaminov in mineralov.

 

Ko bo potrebno, bo kisik zagotovljen s pomočjo sončnih vodikovih plošč in biodoma. Poleg čiščenja vode prek sistema MELISSA načrtujemo pretvorbo Co2 v O2 s pomočjo mikroalg. Po nekaterih ocenah lahko 1 kg alg proizvede od 1 do 2,5 kg kisika. Glede na to, da povprečen človek dnevno porabi 0,75 kg kisika, je ta metoda, čeprav se trenutno ne uporablja drugič, izjemno učinkovit način za proizvodnjo kisika.

Kot vire energije bomo uporabili tri različne načine: sončne vodikove plošče, fuzijske reaktorje in energijo, ki jo pridobimo s sežiganjem odpadkov. Podrobne razlage teh uporabljenih načinov so prikazane v razdelku zunanji pregledovalnik.

3.2 - Kako bo vaš tabor na Luni ravnal z odpadki, ki jih bodo ustvarili astronavti na Luni?

Odpadke nameravamo obravnavati z več rešitvami:

Prvi način ravnanja z njimi je kompostiranje. Organske odpadke na Luni lahko s kompostiranjem spremenimo v zemljo, ki jo lahko uporabimo za gojenje rastlin in kmetijstvo.

Drugi način ravnanja z odpadki je, da jih sežgemo s kisikom. Med tem postopkom organski odpadki v odpadkih zgorevajo in pri tem se sprošča energija, ki naj bi se poleg sončnih vodikovih plošč in fuzijskih reaktorjev uporabljala kot vir za našo bazo. Po drugi strani pa nam ta možnost sicer zagotavlja energijo, vendar lahko povzroči tudi nekaj pomanjkljivosti. Da bi preprečili te možne posledice, je treba paziti na vsebnost materialov za kompostiranje in nadzorovati pline, ki se lahko pojavijo po predelavi, tako da ne bodo škodovali ozračju.

3.3 - Kako bo vaš lunarni tabor vzdrževal komunikacije z Zemljo in drugimi lunarnimi bazami?

Za komunikacijo z drugimi bazami se uporabljajo sateliti, ki delujejo v pasu VHF v spektru radijskih valov. Satelit, ki je namenjen zagotavljanju te komunikacije, ima obliko jambora, da se satelit ne bi mogel pritrditi na tla in da bi se zmanjšala izguba moči signala. Na vrhu te konstrukcije je struktura telesa, ki vsebuje elektronsko vezje in premično satelitsko anteno, ki prav tako zmanjša izgubo moči signala z usmerjanjem antene na drug satelit.

Poleg tega smo za komunikacijo z Zemljo načrtovali tudi uporabo satelita v naši glavni bazi za komunikacijo s satelitom, ki kroži okoli Zemlje. Glavni razlog, da smo za komunikacijo izbrali satelit, ki je zunaj atmosfere, je preprečitev morebitne izgube signala.

4.1 - Na katero znanstveno temo (teme) bi se osredotočila raziskava v vašem luninem taboru? Razložite, katere poskuse nameravate izvajati na Luni (na primer na temo geologije, okolja z nizko gravitacijo, biologije, tehnologije, robotike, astronomije itd.)

V našem svetu potekajo številne znanstvene študije. Prenos teh študij na Luno nam lahko prinese številne prednosti. Prav tako menimo, da lahko nekatere raziskave na Luni opravimo bolj celovito. Na primer:

Astronomija: Prazna zemlja nam omogoča tudi gradnjo velikih teleskopov in laboratorijev, s katerimi lahko delamo. Z visokotehnološkimi teleskopi lahko z jasnejšim pogledom opazujemo zvezde, galaksije in še veliko več.

Geokemija: Ta veja znanosti nam omogoča, da natančno opazujemo kemične procese, ki sestavljajo Luno in minerale v podzemnih virih. Te informacije so lahko vir za prihodnje raziskave in poskuse.

Testni poligon za prihodnjo tehnologijo: Na prazni zemlji in brez človeških dejavnosti je mogoče testirati prihodnje projekte brez hujših posledic. To nam lahko pomaga pri svobodnem eksperimentiranju s tehnologijo in hitrejšem razvoju z upoštevanjem rezultatov.

Nova področja virov: Kje lahko najdemo nove vire za uporabo? Tu nam pride prav Lunino površje, ki je bogato z elementi in spojinami. Te vire lahko zbiramo in shranjujemo ter jih uporabimo pri drugih poskusih ali potrebah.

Lunina seizmologija: Lunina seizmologija: Lunino seizmologijo lahko opredelimo kot gibanje tal, kot so lunini potresi in premiki na Luninem površju. Čeprav je bilo nameščenih že več seizmografskih merilnih sistemov, ima še vedno omejitve in pomanjkanje informacij. z ustreznimi naselitvami in natančnejšimi pregledi verjamemo, da je mogoče odkriti še več. Nove ugotovitve lahko pripeljejo do novih načinov pridobivanja energije z uporabo luninih potresov

In še več raziskav je mogoče opraviti.

5.1 - Kaj bi vključili v program usposabljanja astronavtov, da bi jih pripravili na polet na Luno?

Po izbiri astronavtov bodo ti pred prvim poletom v vesolje opravili vsaj tri- do štiriletni program usposabljanja, kot ga izvaja ESA.

Najprej jih čaka osnovno usposabljanje, ki traja 12 mesecev. V tem času bodo astronavti spoznali vse sisteme vesoljske postaje, transportna vozila in načela robotskega delovanja. Poleg tega se bodo naučili, kako postaviti tabor na Luni, solarne vodikove panele ali imeti kisik v biodomu itd. Seznanili se bodo z načeli sistema, ki ga bodo potrebovali. Prav tako se bodo navadili na življenje brez gravitacije in nadzorovali svoje telo v okolju brez gravitacije.

Po osnovnem usposabljanju jih čaka usposabljanje pred napotitvijo, na katerem bodo pridobili več znanja o sistemih vesoljske postaje in se udeležili posebnih usposabljanj v več krajih, kot so Houston v ZDA, Zvezdno mesto v Rusiji, center JAXA Tsukuba na Japonskem in Saint-Hubert/Montreal v Kanadi.

Po teh pripravljalnih korakih so astronavti pripravljeni na dodelitev na misijo, usposabljanje o dodeljeni misiji pa se začne. Med tem postopkom se bodo usposabljali s svojo posadko, da se navadijo drug na drugega. Poleg tega se naučijo svojih odgovornosti in sodelovanja. Poleg tega bodo obveščeni o tem, kaj storiti v izrednih razmerah, in o načrtih za evakuacijo.

Po prihodu na vesoljsko postajo ali na Luno bodo nadaljevali usposabljanje s komunikacijo v živo med Zemljo in videoposnetki. Prav tako se bodo še naprej učili delovanja robotov in vesoljskih plovil s preizkušanjem v živo in na simulaciji.

5.2 - Katera vesoljska vozila bo potrebovala vaša prihodnja misija na Luno? Opišite vozila, ki jih najdete v svojem Moon camp, in razmislite, kako boste potovali na Zemljo in z nje ter raziskovali nove destinacije na površju Lune.

Na Luni so trije roverji, ki so namenjeni astronavtom, da uspešno opravijo svoje misije na Luni. Glavne naloge teh roverjev so gradnja, vrtanje, shranjevanje in prevoz astronavtov. Eden od najpomembnejših elementov pri načrtovanju so bila kolesa roverjev. Kolesa roverjev so navdihnjena s kolesom mecanum in kolesi roverja mars perseverance. Glavne značilnosti teh koles so, da so odporna na težave, ki se lahko pojavijo na luninem površju, in da olajšajo prevoz. Posebna značilnost koles Mecanum je, da se lahko premikajo na kakršen koli način. Hkrati je navdih iz vozila mars perseverance rover zagotovil, da ima vozilo polnih 360 stopinj. Po drugi strani pa smo pri prevozu na Zemljo in z nje uporabili biomimikrijo nog kobilic na lunarnem modulu, da bi bil njegov pristanek lažji, vzlet pa hitrejši.