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.
ŠOLA DOUKAS Marousi-ATHENS Grčija 15 2 / 0 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360
Naša naloga je postaviti tabor v lunarni lavni cevi v skladu s Sporazumom ZN o Luni. Ime tabora je "PETRALONA", ki je ena najstarejših jam v Evropi, ki jo je uporabljal prazgodovinski človek.
Faza 1 - PRIPRAVA. Na začetku bi orbiter (morda Gateway) okoli Lune zagotovil bazo za večtedenske izlete posadke z roverjem pod pritiskom na površje Lune, da bi se pripravili podrobni zemljevidi površja in podpovršja. Robotska sonda bo raziskala vhod, stene in predor cevi Marius Hills glede primernosti za bivanje ljudi, obstoja ledu in razvoja logistike.
Faza 2- Osnovna poravnava. Trije tovorni leti brez posadke z raketo Ariane 6 in eden s posadko z reciklažnim vesoljskim plovilom ESA bodo pripravili lavinsko cev in vzpostavili primarne sisteme: dvigalo, habitate pod pritiskom, energetske in komunikacijske sisteme ter sisteme za oskrbo življenja.
Faza 3 - SAMOSTOJNO TRAJNOSTNI KAMP. Proizvodnja in montaža habitatov in infrastrukturnih objektov na kraju samem. In situ vzdrževanje življenja in proizvodnja energije, rudarjenje regolita, pridobivanje kisika, proizvodnja vode, sončni paneli in druge elektrarne, rastlinjak in proizvodnja goriva. Na planoti Aristarchus bo vzpostavljen daljinsko voden robotski nasad za pridobivanje ledu in hlapnih elementov (N, H, C), ki bo s 300-kilometrskim cevovodom povezan z našim taborom.
Faza 4 - razširitev baze. Izdelava in popravilo na kraju samem. Raziskovanje Lune in poskusi. Raziskovanje globokega vesolja, podpora potovanjem na Mars in komercialnim dejavnostim.
Vzpostavitev prve zunajzemeljske človeške naselbine kot začetnega koraka za razširitev človekovih dejavnosti v sončnem sistemu in zlasti kot vmesne postaje za potovanje na Mars. Služila bo kot dolgoročni eksperiment za preučevanje stalne poselitve drugega planeta z neprijaznimi življenjskimi pogoji daleč od Zemlje. To je čudovita priložnost za preizkušanje novih tehnologij v resničnih razmerah, logistike takega poskusa, zdravstvenih in psiholoških težav astronavtov. Luna je edinstven znanstveni laboratorij za poskuse s področja fizike, kemije, biologije, geologije in sociologije, ki jih ni mogoče izvajati na Zemlji, v zvezi z genezo Zemlje in Lune, našo zaščito pred grožnjami iz vesolja ter za napredno opazovanje globokega vesolja z novimi teleskopi. Poleg tega bodo pridobivanje dragocenih virov na Luni (vključno z redkimi zemeljskimi kovinami, novimi minerali in helijem-3), proizvodnja tržno zanimivih vesoljskih izdelkov in turizem pospešili tehnologijo, spodbudili gospodarsko rast in ustvarili zanimive možnosti za zaposlitev.
V lave cevi na območju Marius Hills s strešnim oknom (58 × 49 m in globino 40 m) in debelino strehe 20-25 m, na koordinatah 14,2° S, 303,3° V. Takšen habitat bi bil popolnoma zaščiten pred sevanjem, ekstremnimi temperaturnimi spremembami, bombardiranjem z meteoriti, statično elektriko in prahom iz regolita. Izogibanje izjemno nizkim temperaturam na polih bi prihranilo skoraj 30% potrebne energije. Tako je v primerjavi s površinskimi habitati mogoče močno zmanjšati težo, zapletenost, posebne protokole in zaščito, kar razširja cilje in trajanje znanstvene misije, omogoča večje število članov posadke (delo v rutinskih pogojih in izboljšano psihologijo) in pristajanje večje mase tovora v znanstvene namene. Ekvator je najlažja lokacija za pristanek in stalno komunikacijo z Zemljo, čeprav so lunine noči izziv za moč. Zrela zemlja bližnje Marije je bogata s kovinami. Na planoti Aristarchus so pomembni viri vode (>500-700 ppm), N, H in C v obliki piroklastičnih usedlin. Najnovejši podatki so pokazali razširjeno obilico vode, shranjene v udarnih steklenih kroglicah.
Med pripravami bodo na pot prenesli zemeljski material, vključno s samonamestljivimi zatočišči, enotami za proizvodnjo/recikliranje kisika in vode, enomesečno hrano, sončnimi celicami in napolnjenimi baterijami za nočno obdobje, moduli zračnih zapornic, aluminijem, ogljikovimi vlakni, rudarskim žerjavom, dvema robotskima roverjema, antenami, 3D tiskalnikom, skafandri ter majhnimi količinami kisika, dušika in vodika.
Po izravnavi tal predora bo izbrani segment zaščiten pred površino z neprepustnim tesnjenjem strešnega okna in nato z zrakotesnimi stenami na obeh straneh zaprt pod njim. Okenske odprtine na strehi bodo za naravno osvetlitev zaščitene s prozorno keramiko iz aluminijevega oksinitrida skupaj s svetilkami, ki oddajajo vidno in infrardečo, UV-A in UV-B svetlobo za boljše posnemanje sončne svetlobe. Ustvarjen bo prostor pod pritiskom, napolnjen z zrakom, ki omogoča dihanje, s temperaturo 1 atm.
Stalna bivališča bodo zgrajena z odlitki regolita in 3D-tiskanjem iz lunarne zemlje. Kamp Petralona je sestavljen iz osrednjega stolpa z enim dvigalom za težke tovore in enim za osebje, ki se začne v tleh predora in se skozi zaščiteno strešno okno razširi na lunarno površino v kupolasto strukturo, zaščiteno pred sevanjem z 2 metra debelo plastjo regolita in s keramičnimi okni. To je glavni vhod za posadko in vozila skozi modul z zračno zaporo. Tam se lahko zračno priklopijo tudi plovila. Na površini so tudi izstrelišče, sončne plošče in zaščitna lupina z raketo za izhod v sili.
Bivališča, ki uporabljajo preprosto in poceni ortogonalno zasnovo, bodo izdelana iz trajnih lahkih materialov, povezana med seboj in z osnovo stolpa vzporedno s tlemi prek modulov z zračnimi zapornicami. Ti vključujejo skupni prostor za prosti čas in dejavnosti, zasebne sobe za vsako osebo (saj je potreba po osebnem prostoru izrednega pomena), nadzorni in komunikacijski center, laboratorije, zdravstvene prostore, rastlinjak, stavbe za sisteme recikliranja, obdelavo regolita, elektroliter, skladišče energije, garažo za vzdrževanje in skladišče.
Alternativni dostop bo omogočala klančina s površine na dno predora. V predoru zunaj sten bodo rezervoarji za gorivo, jedrska elektrarna in rudniki paleoregolita.
Prah, sončni veter in statična elektrika stotin voltov na površini Lune, kot v polarnih kraterjih, ter ekstremne izmenične temperature med 127 C in minus 173 C bodo načeli zdravje posadke, elektronskih naprav, solarnih panelov in drugih strojev. Če je lunarna baza zgrajena v lavni cevi, to pomeni pomembne operativne, tehnološke in ekonomske prednosti. Naše taborišče bo zračno tesno zaščiteno pred okoljem na površju, da bi v njem zagotovili bivalne razmere s stalnimi blagimi temperaturami okoli 17 stopinj Celzija v primerjavi z divje nihajočimi dnevnimi in nočnimi temperaturami na površju Lune. Poleg tega bo celotna notranja postojanka napolnjena z zrakom za dihanje pod tlakom 1 atm in s cevovodom povezana z območjem, bogatim z vodo in hlapnimi snovmi. Streha izbrane lavne cevi je dolga skoraj 25 m in tako zagotavlja popolno zaščito pred mikrometeoroidi, meteoriti in kozmičnim sevanjem, saj je običajna zaščita pred sevanjem le delno učinkovita. Varna je tudi pred luninimi potresi in ima robustne lastnosti. Obilica prostora omogoča postopno širitev baze s povezovanjem dodatnih habitatov prek modulov z zračnimi zapornicami, v primeru poškodovanega dela pa bi ga lahko preprosto izolirali od preostalih z zapiranjem skupnih loput. Poleg tega je zaradi bližine Zemlje na ravni ekvatorja komunikacija z Zemljo neovirana, kar posadko varuje pred kakršnimikoli nujnimi primeri, zlasti nujnimi medicinskimi primeri, ki zahtevajo takojšnje robotsko kirurško posredovanje na daljavo, ki ga nadzira specializirana ekipa na Zemlji. Zaradi zaščitenega okolja in maksimalne toplotne izolacije so potrebe po energiji manjše, pridelava hrane bo lažja, poskusno kmetijstvo in gojenje regolita izvedljiva, potrebe po vodi, zraku in energiji pa manjše in varčnejše. Delo v priročnih, zdravih, velikih habitatih, brez težkih vesoljskih skafandrov vsakdanje življenje približuje tistemu na Zemlji, kar nadgrajuje njihovo psihologijo in varnost.
VODA
Sestavljanje vodika (iz luninega regolita, ki ga sončni veter nenehno vsrkava 40-50 ppm ali pa ga po vsakem pristanku pridobi iz gorivnih celic pristajalnih modulov) in kisika
Voda, pridobljena s sončnim vetrom, je shranjena v steklenih kroglicah po vsej površini Lune (7 × 1014 kg).
Piroklastične usedline vode, pridobljene z bližnje planote Aristarchus (>500-700ppm)
Led, pomešan z zemljo na stalno zasenčenih območjih ali v paleoregolitu lavne cevi
Po kombinaciji vodika z izdihanim CO2 posadke ali s CO2, pridobljenim iz lunarnih hladnih pasti (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Sabatierjeva reakcija)
s strogim sistemom recikliranja
AIR
Naprave za proizvodnjo dihalnega zraka (20% O2 in 80% Dušik) ustvarjajo kisik
iz vode z elektrolizo
iz rastlin v rastlinjaku s fotosintezo
iz luninega regolita (kot masni oksidi 40-45% kisika) z redukcijo regolita s pirolizo (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) ali z elektrolitskim postopkom s staljeno soljo.
Dušik se lahko po segrevanju skupaj z H2 in CO izloči iz kobiličnega bazalta ter se ponovno pridobi s sistemi za recikliranje.
FOOD
Hitro rastoče rastline, kot so ohrovt, sladki krompir, pšenica, solate, kumare, paradižnik, soja, kvinoja, redkvice, kreša, glive in krompir, bi lahko gojili hidroponično v rastlinjaku, osvetljenem z diodami LED.
Akvakultura z vrstami, ki imajo skromne potrebe po O2, nizko proizvodnjo CO2, kratek čas valjenja in minimalne potrebe po energiji (5 do 20-krat manjše kot pri sesalcih), kot so morski okati in okati, katerih jajčeca bodo poslana z Zemlje. Vendar so školjke in kozice boljša rešitev glede zasedenosti prostora in porabe kalorij na maso.
Perutninarstvo - jajca
Proizvodnja mesa z uporabo genskega inženiringa in vitro celičnih kultur
MOČ
40KW jedrski cepilni sistem
Sončna energija. Dolgi noči se je mogoče zoperstaviti tako, da se na razpršenih lokacijah zgradijo fotonapetostne elektrarne, tako da je vsaj ena od njih vedno na dnevni svetlobi, ali pa elektrarna, kjer je sončna svetloba stalna ali skoraj stalna. Laserji bodo energijo s sončno osvetljenih območij prenašali na območja v senci. Ali pa shranjevanje energije v 15 dneh, ko je sončna svetloba prisotna.
Elektroliterji, ki jih poganja sonce, razcepijo vodo na kisik in vodik, iz katerih nastane pogonsko gorivo ali se ponovno združijo v regenerativnih gorivnih celicah kot shranjena energija.
Metan iz Sabatierjeve reakcije ter pirolize plastičnih smeti in odpadkov posadke s kisikom na kraju samem.
Predmeti, ki jih ni mogoče ponovno uporabiti, bodo izdelani iz fotokemično razgradljivih materialov po izpostavitvi sončnim UV-žarkom, medtem ko bodo majhni kosi odpadkov obdelani v sežigalnici z uporabo kisika, kar bo močno zmanjšalo količino odpadkov. Vse ostanke je mogoče zakopati v krater v bližini baze ali v lavinsko cev z zaprtim vhodom in jo uporabiti kot odlagališče odpadkov.
Pakirane odpadke je mogoče odpihniti stran od Lune, npr. v smeri Sonca (zlasti strupene ali radioaktivne odpadke) ali v Zemljino ozračje za načrtovani uničujoči ponovni vstop nad nenaseljenim območjem.
Pri bioregenerativni podpori življenju rastline in bakterije vse neužitne ostanke hrane, človeške iztrebke in druge biološke odpadke predelajo v nekakšno gnojilo. Higienska voda, nerazločljiv znoj, straniščna voda, pomešana s fekalijami in urinom, se z ultrafiltracijo reciklirajo v vodo za zalivanje rastlinjaka. Izdihani ogljikov dioksid iz kabine v kombinaciji z vodikom bo obnovil vodo in proizvedel metan (Sabatierjeva reakcija).
Na Luni antene za radijske valove vedno potrebujejo neposreden vidni stik. Sateliti v lunarni orbiti to olajšajo, sodelujejo pa tudi pri navigacijskem sistemu GPS. Napredni sistemi, ki uporabljajo Klištrone na bližnji strani ekvatorja, bodo v stalni komunikaciji z zemeljskim sistemom zemeljskih postaj, vključno z antenami v globokem vesolju. Dolgo-
Komunikacija na daljavo z roverji ali drugimi tabori poteka prek satelitov, medtem ko je kratka prek majhnih dipolnih anten, ki lahko pošiljajo le do deset kilometrov. Notranjo komunikacijo v bazi je mogoče doseči z ethernetnimi kabli.
Za komunikacije na površju Lune bo preizkušena tehnologija LTE/4G ali 5G, saj je lunarna pokrajina na splošno odprt teren, elektromagnetni valovi pa se širijo tudi brez atmosfere.
Vzpostavljena bo laserska optična komunikacija med Zemljo in Luno ali med sateliti z uporabo optičnih teleskopov kot razširjevalcev žarka, kar bo omogočilo prenos več podatkov v krajšem času, na primer prenos videoposnetkov 4k ali časovno občutljivo robotsko kirurgijo, daljinsko vodeno z Zemlje.
TEME:
astronomija, vesoljske znanosti, biologija, biotehnologija, seizmologija, vulkanologija, inženirstvo, robotika, računalništvo, sociologija
EKSPERIMENTI:
Teleskopi, integrirani z naprednimi algoritmi za zgodnje odkrivanje trka asteroidov z Zemljo.
Radijski teleskop, ki uporablja oddaljeno stran kot stabilno platformo za preučevanje sevanja iz zgodnjega vesolja, zaščiteno pred zemeljskimi radijskimi emisijami in drugimi atmosferskimi motnjami (npr. oblaki, lunina svetloba, vlaga).
Nizkotemperaturni teleskopi s tekočim zrcalom na obeh polih brez toplotnega ozadja opazujejo vesolje v infrardečem območju za preučevanje izvora, razvoja in lastnosti vesolja.
fizika astrodelcev (npr. visokoenergijski netrini, antidelci itd.)
Lunarno lasersko daljinsko merjenje, ki preverja splošno relativnost in išče naravo temne snovi.
Vzorčenje starih Luninih kraterjev za preučevanje nastanka sistema Luna-Zemlja
Uporaba sonca in vetra za proizvodnjo energije
Uporaba čistilcev statične elektrike v polarnih kraterjih kot hranilnikov energije
Robotska kirurgija na daljavo v mikrogravitaciji za nujne primere s takojšnjim odzivom zdravstvenega centra na Zemlji v realnem času in prenosom velikih količin podatkov
Zelo lahki materiali za vesoljske aplikacije
obnašanje materialov in mehanizmi v ekstremnih okoljih, pri nizki gravitaciji in v okolju z visokim elektrostatičnim prahom
Napredna robotika za zaznavanje ekstremnih okolij, mobilnost, manipulacijo ter avtomatizirano in avtonomno odkrivanje, umerjanje in popravilo.
Proizvodnja v vesolju ter avtonomna sestava struktur in vesoljskih plovil
Elektrostatična levitacija z ionsko tekočimi viri ionov
Razvoj večmegavatnih ionskih motorjev in antimaterijskega pogona za Mars
Pridelava mesa v laboratoriju z uporabo celičnih kultur vitro, pridobljenih iz živalskih beljakovin.
Seizmologija, vulkanologija lavnih cevi
Materiali, odporni na poškodbe in samozdravljenje
Tehnike obdelave regolita za pridobivanje kisika, vode in drugih elementov
Biološki znaki tujega življenja, zlasti v lavinskih ceveh
Načrtovanje poskusov za ustvarjanje podatkov, ki so pripravljeni na AI/ML za količinsko opredelitev negotovosti proti zavajajočim korelacijam, kot vodilo rešitev za medplanetarno potovanje in nova odkritja.
Kako mikrogravitacija vpliva na rast tkiv in celjenje ran
Proizvodnja sintetične krvi in kože
Testiranje tehnik visoke zaščite za odpravo toplotnih ali zračnih izgub in izgub hlapnih snovi med izkopavanjem
Vsi člani posadke, glavne in rezervne posadke, izbrani za Moon camp, se bodo usposabljali skupaj, saj se morajo med seboj spoznati in naučiti učinkovitega sodelovanja v skladu z razdeljenimi vlogami in odgovornostmi, ki so jim dodeljene. Vsi novi kandidati za astronavte, ki imajo različna strokovna ozadja in izkušnje, morajo doseči skupno minimalno bazo znanja. Naučiti se morajo medicine, jezikov, robotike in pilotiranja, vesoljskih poletov in inženirstva vesoljskih sistemov, organizacije vesoljskih sistemov, kmetijstva in naprednega računalništva.
Da bi bili pripravljeni na hojo po Luni, se bodo v skafandru usposabljali v okolju brez težnosti.
Obravnavali bodo tehnična področja, kot so elektrotehnika, aerodinamika, pogon, orbitalna mehanika, materiali in strukture, poleg tega pa se bodo seznanili z znanstvenimi disciplinami, kot so raziskave v mikrogravitaciji (na področju človeške fiziologije, biologije in znanosti o materialih), opazovanje Zemlje, astronomija ter vesoljsko pravo in medvladni sporazumi o svetovnem sodelovanju v vesolju.
Naučiti jih je treba živeti, delati in izvajati znanstvene poskuse v ekstremnem okolju Lune s podrobnim praktičnim pregledom in razširjenim pregledom navidezne resničnosti vseh sistemov tabora (npr. struktura in zasnova habitata, izkopališča, navigacija in nadzor, toplotni nadzor, proizvodnja in distribucija električne energije, poveljevanje in sledenje, sistemi za podporo življenja, splošne robotske operacije, srečanje in priklop, sistemi za zunajtelesne dejavnosti, sistemi za koristni tovor), pa tudi glavnih sistemov vesoljskih plovil in roverjev, ki služijo taboru. Astronavti, ki se pripravljajo na raziskovanje lavinskih cevi, bi potrebovali usposabljanje za premagovanje vertikalno razvitih okolij in raziskovanje jam z neravnim terenom, ostrimi skalami in skalnimi podori, medtem ko hojo po Luni spremljata dvigovanje prahu in elektrifikacija.
Usposabljanje vključuje tudi izobraževanje za ravnanje v nestandardnih razmerah, analizo napak in dejavnosti obnove/popravila. Te naloge brez prisotnosti robotov niso popolnoma neodvisne. To odpira nove možnosti za interakcijo med človekom in robotom.
POTOVANJE NA ZEMLJO IN Z NJE.
Pristanišče za večkratno uporabo z navpičnim pristankom za posadko in priklop na ISS
Tovorna raketa brez posadke
Pristanišče, ki ga je mogoče reciklirati
Pripravite raketo za evakuacijo v sili.
Neraketni prevoz med Zemljo in Luno z uporabo kabla, izdelanega iz ogljikovih nanocevk
VOZILA NA LUNI
Roverji pod pritiskom, ki se priklopijo na bazo ali drug rover.
Terenski traktorji s spredaj pritrjenim rezilom buldožerja, ki prevažajo rezervoar za vodo, tovorni zabojnik ali zabojnik za odstranjevanje odpadkov in imajo robotsko roko, opremljeno z bagerjem/lopato.
Žerjav za dvigovanje težkih tovorov na daljinsko upravljanje,
Vozilo za vrtanje in izkopavanje regolita na daljinsko upravljanje.
Železniški tiri z magnetno levitacijo
Žičnice pod pritiskom, ki se lahko priklopijo v bazo.
RAZISKOVANJE LUNE
Raziskovalno vozilo z več misijami z avtonomnimi sistemi za vzdrževanje življenja 4-8 astronavtov in dosegom 200 km, neodvisno telekomunikacijo z Zemljo, brezpilotnim letalom na krovu, možnostjo recikliranja kisika in vode, ki podaljša vzdrževanje življenja do 14 dni, solarnim poljem in RFC. Uporablja se lahko tudi kot zatočišče, dokler ne prispe pomoč z Zemlje.
DRONI na daljinsko upravljanje s pogonom na vodikov peroksid ali plinske curke CO2 ali elektrostatično levitacijo z ionskim pogonom.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 