moon_camp
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.

ATLAS

  Zelo pohvaljeno oblikovanje - Države članice ESA

GRG19 Billrothstraße 73  Dunaj-Dunaj    Avstrija 16, 17   6 / 3 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360 in Blender



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://atlas-grg19.webflow.io

1.1 - Opis projekta

ATLAS je naša vizija, kako bi lahko bila videti lunarna baza v bližnji prihodnosti. Posebnost ATLAS-a je v tem, da se nahaja predvsem pod zemljo, v eni od praznih luninih lavnih cevi, ki zagotavljajo zaščito pred ostrim luninim okoljem. Edina vidna dela baze sta vhod na površje in vhod v hangar, ki sta z dvigalom povezana s podzemnimi prostori. Podzemna baza ATLAS, ki je zaprta v lastni umetni atmosferi, je razdeljena na pet območij:

  1. Vhod v bazo - zračna zapornica, garderobe, oskrba z elektriko/vodo/kisikom in varnostni prostor
  2. Osrednji prostor - umetni "vrt" s stropom LED za simulacijo dnevne svetlobe, obdan z 12 prostori za posadko
  3. Raziskovalno in medicinsko področje - medicinski objekt (operacijska miza, srčno-pljučni aparat, negovalne postelje, LMD (Luminance Management Device), dobavitelj kisika, ventilatorji, naprave za CT in MRI), hidroponika, laboratorij
  4. Fitnes prostor - fitnes oprema, kabinske naprave, kolesa za vadbo, tekalne steze
  5. Skupni prostor - kuhinja, jedilnica in prostor za rekreacijo

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

Tabor na Luni želimo zgraditi, ker želimo prispevati k prihodnosti, v kateri bosta mogoča raziskovanje vesolja in medplanetarno potovanje.
Namen našega luninega tabora bo predvsem znanstveni in turistični. V lunarni bazi bosta lahko živela največ dva turista in izkusila vsakdanje življenje astronavta, kar bo pripomoglo k delnemu financiranju projekta. Poleg tega bodo lahko svoje izkušnje prenašali v živo in tako povečali ozaveščenost o našem projektu. Poleg tega lahko prisotnost drugih ljudi astronavtom prinese tudi psihološke koristi. Astronavti bodo izvajali poskuse, v katerih bodo raziskovali dolgoročne učinke nizke gravitacije na Luni in dolgotrajne izolacije astronavtov. Posebej se bodo osredotočili na osnovne psihološke potrebe, varnostne potrebe, socialne potrebe in individualne potrebe.

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

Pri gradnji lunarne baze je treba upoštevati številne življenjsko nevarne okoliščine na Luni, kot so:

  1. "Ne" vzdušje
  2. Močno kozmično sevanje
  3. Ekstremno spreminjajoče se temperature
  4. Meteoriti
  5. Težave z oskrbo (oddelek 3)

Glede na te dejavnike je optimalna lokacija pod zemljo v eni od luninih lavnih cevi. Lavne cevi so naravni podzemni predori, ki so nastali zaradi starodavnih tokov lave, ki se na površini strdi, vendar pod njo še naprej teče in za seboj pušča mrežo praznih predorov. Ti predori zagotavljajo stabilno in zaščiteno okolje pred ostrimi luninimi razmerami, hkrati pa optimalno zagotavljajo kompromis med povprečno temperaturo, vodnimi viri in koncentracijo helija-3 v okoliškem regolitu. Za zagotovitev komunikacije z Zemljo je primeren le lavinski rov, ki se nahaja na dnevni strani Lune.

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.

Da bi prihranili energijo, bo v lavni cevi vzpostavljeno umetno ozračje. S tem bo mogoče živeti v ozračju brez obleke. Znotraj umetne atmosfere je naša baza sestavljena iz sten, napolnjenih s kisikom, zaradi česar so toplotno izolativne.

Ker so tla lavne cevi neravna in nagnjena, je treba zgraditi osnovno podlago, ki predstavlja ravno površino za objekte. Primerni bi bili nosilci, zasidrani v tla z jeklenimi mrežami, saj so enostavni za prevoz in praktični. To bi lahko dosegli z uporabo kemičnih čepov.

V fazi gradnje bo na Luni nameščena ekipa, zato bo treba zgraditi začasno bazo. Ta baza mora biti preprosta in hitro postavljena. Optimalne bi bile strukture, ojačane z ogljikovimi vlakni, saj je treba upoštevati omejitve teže pri prevozu. Začasna baza potrebuje dovolj prostora za namestitev ekipe, življenjsko pomembne vire, materiale in orodja za gradnjo dejanske baze. Poleg tega potrebujemo ravno površino, na kateri bodo lahko pristale vse sonde in kapsule z viri z Zemlje. Ta površina mora zagotoviti dovolj prostora za pristajanje in za roverje ali druga prevozna sredstva, ki bodo material in ljudi pripeljala v bazo ali neposredno na gradbišče.

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

Gradnja lunarne baze v eni od Luninih lavnih cevi ima več prednosti pri zaščiti in zagotavljanju zavetja naši posadki.

Prvič, zaščitil bi našo posadko pred nevarnostmi izpostavljenosti sevanju. Luna nima zaščitnega magnetnega polja, ki bi jo ščitilo pred škodljivim sončnim in kozmičnim sevanjem, ki lahko predstavlja veliko tveganje za zdravje astronavtov. Debela plast kamnin nad lavno cevjo bi delovala kot naravni radiacijski ščit, kar bi zmanjšalo izpostavljenost škodljivemu sevanju.

Drugič, stabilna temperatura v lavinski cevi zagotavlja udobnejše življenjsko okolje za našo posadko. Na površini Lune prihaja do ekstremnih temperaturnih nihanj, saj dnevne temperature dosegajo do 120 °C, ponoči pa se spustijo na -170 °C. Stabilna temperatura v lavni cevi bi naši posadki zagotovila bolj prijetno okolje za bivanje, saj ne bi potrebovali zapletenih sistemov za ogrevanje in hlajenje.

Lava cev zagotavlja tudi naravno zaščito pred udarci mikrometeoroidov, ki lahko predstavljajo veliko tveganje za opremo in osebje na Luninem površju. Debela plast kamnine nad lavno cevjo bi absorbirala morebitne udarce in tako zmanjšala tveganje za poškodbe ali poškodbe.

Poleg tega je lavinasta cev pripravljena struktura za našo bazo, kar skrajša čas gradnje in zmanjša stroške. Predore je mogoče spremeniti in opremiti po naših potrebah, pri čemer je potreben minimalen izkop.

Postavitev lunarne baze v lavinski cevi zagotavlja naravno zaščito pred sevanjem, stabilne temperature, zaščito pred udarci mikrometeoroidov in že obstoječo strukturo, zato je idealna lokacija za zavetje in zaščito naše posadke na Luni. Ker so temperaturna nihanja zaradi lavne cevi le manjša težava in ker je pomembno ohranjati stabilno komunikacijo z Zemljo, je baza na osrednji lokaciji na svetli strani Lune.

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

Za oskrbo baze z vodo bomo uporabili lunarni regolit, pesku podobno, v prah zmleto kamnino, ki prekriva lunarno površje. Ta prah ni le vir vodika, ampak je tudi bogat z O2, saj vsebuje 50% kisika v celotni masi. Regolit bo s pomočjo sončne stolpne elektrarne segret na več kot 1000 stopinj Celzija, zaradi česar se bo spremenil v plin. Na ta način bo mogoče pridobiti kisik in vodik s postopkom, imenovanim ''elektroliza staljene soli''. S pomočjo gorivnih celic se lahko snovi pozneje spremenijo v tekočo vodo.
Za zagotavljanje hrane v lunarni bazi so nameščeni hidroponski sistemi, v katerih rastline samostojno dobivajo potrebno vodo in hranila iz ekspandiranih glinenih kroglic, zato ne potrebujejo zemlje. Rastline vključujejo fižol, koruzo in krompir, ki zagotavljajo oskrbo z ogljikovimi hidrati, ter grah, paradižnik, solato, žita in redkev, ki so dober vir vitaminov.
Posadka lunarne baze ima na voljo čist zrak s sistemom za nadzor in podporo življenja (ECLSS), ki je sistem regenerativne opreme za podporo življenja. Sistem za proizvodnjo kisika je sestavljen predvsem iz sklopa za proizvodnjo kisika in modula za oskrbo z energijo. Odstranjevanje ogljikovega dioksida iz zraka poteka s postopkom absorpcije z uporabo sorbenta litijevega hidroksida (LiOH).
Za popolno neodvisnost glede električne energije je naša ekipa načrtovala uporabo mikro modularnih reaktorjev (MMR). Te kompaktne reaktorje je mogoče preprosto prenesti na Luno in jih ni treba dodatno sestavljati, kar pomeni, da lahko takoj začnejo proizvajati energijo.

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

Za ravnanje z odpadki, ki jih proizvajajo astronavti, bo naša lunarna baza uporabljala različne metode. Za odpadno hrano se bo uporabljalo kompostiranje, ki vključuje razgradnjo organskih snovi v zemljo, bogato s hranili. Urin in blato bomo obdelali s filtrirnimi sistemi, ki lahko ločijo trdne snovi od tekočin in odstranijo nečistoče. Tekočine bodo obdelane za proizvodnjo čiste vode, medtem ko bodo trdne snovi obdelane ločeno za proizvodnjo gnojila ali za skladiščenje na Luni.
Neekološke odpadke, kot je embalaža, bomo zbirali in shranjevali na določenem območju na luni. Ravnanje z odpadki bo ključni vidik vzdrževanja trajnostne lunarne baze, vse odpadne materiale pa bomo skrbno spremljali in nadzorovali, da bi zagotovili varno in učinkovito odstranjevanje. Z izvajanjem teh metod lahko naša lunarna baza znatno zmanjša količino odpadkov, ki jih ustvarijo astronavti, in čim bolj zmanjša vpliv na okolje na Luni.

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

Za zagotovitev komunikacije med lunarno bazo in Zemljo so potrebne antene v Avstraliji, Španiji in ZDA, prek katerih je kljub vrtenju Zemlje vedno zagotovljena povezava z omrežjem Deep Space Network. DSN je globalno omrežje postaj v globokem vesolju, ki se uporablja za komunikacijo s pretežno medplanetarnimi vesoljskimi sondami in sateliti ter za radijske in radarske astronomske raziskave.
Omrežje DSN je del večjega omrežja in izkorišča zmogljivosti zemeljskega komunikacijskega omrežja, ki ga zagotavlja Nasino omrežje integriranih storitev. Omrežje NISN omogoča izmenjavo podatkov z veliko hitrostjo z dvema drugima omrežjema, vesoljskim omrežjem, ki uporablja geostacionarne relejne satelite kot sprejemnike, ki prenašajo svoje podatke na zemeljske postaje, in omrežjem za bližnjo Zemljo, ki uporablja številne majhne in srednje velike antene za komunikacijo z misijami v fazi izstrelitve v nizkih zemeljskih orbitah in s sateliti na nizki Zemlji.

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.)

Lunina mikrogravitacija lahko simulira osteoporozo in omogoča boljše raziskave z ultrazvočnimi preiskavami ter testi urina in krvi. Prav tako bi lahko podrobneje preučili učinke nizke gravitacije na možgane, saj je študija pokazala, da se porazdelitev vode v možganih po potovanju v vesolje trajno spremeni. Raziskali bi lahko tudi dejavnike, ki vplivajo na te spremembe, in kako jih je mogoče zmanjšati.
Luna nima atmosfere, zato je idealen kraj za astronomska opazovanja. Teleskopi na Luni lahko zajamejo slike zvezd in galaksij z neprimerljivo večjo jasnostjo, brez popačenj, ki jih povzroča zemeljska atmosfera. Eden od možnih poskusov je postavitev teleskopa na površini Lune za preučevanje različnih astronomskih pojavov, na primer iskanje eksoplanetov ali preučevanje nastajanja zvezd. To bi bilo mogoče le, če bi bili teleskopi nameščeni na temni strani Lune in če bi bila vzpostavljena satelitska omrežja.
Drugi poskus bi bil opazovanje kozmičnega sevanja. Lunina površina je optimalno mesto za merjenje kozmičnega sevanja, saj tja pride nespremenjeno, za razliko od Zemlje, kjer kozmično sevanje absorbira ozračje in se spremeni v delce, ki lahko motijo meritve.
Poleg tega je Luna edinstvena lokacija za geološke poskuse, saj na njej ni erozije ali tektonskih dejavnosti, kot na Zemlji. Na Luni bi lahko izvajali poskuse na površju z zbiranjem in analizo vzorcev. Ti vzorci kamnin lahko pomagajo tudi pri rekonstrukciji geološke zgodovine Lune, saj zagotavljajo namige o preteklih geoloških procesih na Luninem površju.
Poleg tega lahko izvajamo poskuse novih tehnologij robotike z razvojem robotov, ki lahko pomagajo pri gradnji, vzdrževanju in znanstvenih raziskavah na površju Lune. Nizka gravitacija, ekstremna temperatura in razgiban teren lunarnega okolja predstavljajo edinstvene izzive, ki jih je treba obravnavati pri načrtovanju teh robotskih sistemov.

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

Izobraževanje: astronavti morajo imeti magisterij iz fizike, biologije ali kemije. Poleg tega morajo imeti tudi diplomo iz vesoljskega inženirstva, običajno astronavti ta študij zaključijo z doktoratom. Poleg tega je pomembno, da imajo naši člani posadke izkušnje na področju rudarstva in gradbeništva, da bi lahko zgradili in upravljali bazo. Ker bomo delali z najsodobnejšo tehnologijo, je obvezno, da naši astronavti prinesejo dovolj znanja s področij jedrske fizike, kemije in fizike materialov, da bodo ti sistemi delovali.
Usposabljanje: Triletno usposabljanje je razdeljeno na osnovno usposabljanje, nadaljevalno usposabljanje in usposabljanje za posamezno misijo. Osnovno znanje, ki se prenaša, zajema vsa področja naravoslovja, tehnike in računalništva, tako da imajo astronavti, ki prihajajo z različnih strokovnih področij, enako znanstveno znanje. V dogovoru s partnerji ISS bodo dodatno dodana specifična znanja o vesolju in ISS, človeške spretnosti in jezikovno usposabljanje.
Sledi usposabljanje za preživetje astronavtov, med katerim morajo astronavti tri dni preživeti na neznani lokaciji z malo hrane in le enim vodnikom, ki govori jezik.
Na voljo je tudi usposabljanje za izolacijo, kjer se astronavti urijo v vzdrževalnih veščinah. Med usposabljanjem se simulirajo okvare, motnje v delovanju in signali napak, ki jih morajo udeleženci usposabljanja odpraviti.
Da bi zmanjšali možnost konfliktov med člani posadke, je zelo pomembno, da naši astronavti opravijo obsežno socialno usposabljanje, kjer se trenirajo njihove sposobnosti za sodelovanje v majhnem okolju.

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.

Zvezdna ladja SN15
SpaceXova ladja Starship SN15 bo imela ključno vlogo v našem transportnem sistemu med lunarno bazo in Zemljo, saj je primerna za večkratno uporabo, kar zmanjšuje stroške izstrelitve in vzdrževanja med leti. Ladjo Starship je mogoče tudi napolniti z viri z Luninega površja, kot je vodni led, ki ga je mogoče predelati v raketno gorivo.
Lunarni rover
Naš lunarni rover je napredno raziskovalno vozilo, namenjeno znanstvenim raziskavam na površju Lune. S šestimi neodvisnimi pnevmatikami brez zraka se lahko premika po razgibanem terenu, njegova zračna zapora pa zmanjšuje izgubo kisika med vstopom in izstopom, kar omogoča daljša potovanja v ostrem lunarnem okolju.
ATV
Naše terensko vozilo (ATV) je robustno in vsestransko enosedežno vozilo, zasnovano za prevoz po površini Lune. Vsak od šestih ATV ima štiri neodvisne pnevmatike brez zraka in majhen nosilec opreme, nameščen na zadnjem delu, za prevoz znanstvenih instrumentov in opreme.

Drugi projekti: