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.

Aphrodite

Tudor Vianu Državna srednja šola za računalništvo  Bukarešta - okrožje 1    Romunija 16, 17   5 / 5 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Projekt Afrodita je znanstveno raziskovalno območje, ki se nahaja na Luninem južnem polu, blizu središča enega od 4000 kraterjev.
Naša osnova je zasnovana tako, da jo je enostavno sestaviti in razširiti. Zaradi učinkovitosti je glavna struktura sestavljena iz dveh nadstropij, od katerih je vsako sestavljeno iz več šesterokotnih celic, nameščenih druga ob drugi - celic, ki jih je mogoče zlagati in povezovati med seboj. Te so zaščitene s stekleno kupolo. Imamo rastlinjak za gojenje potrebnih rastlin, ki zagotavljajo preživetje naših astronavtov, in roverje za pomoč prebivalcem Lune.

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 pokazati, da lahko ljudje dejansko preživijo celo življenje na Zemljinem satelitu, in olajšati znanstvene raziskave. Ker Luna nikoli ni bila izpostavljena vremenskim vplivom in eroziji, je ohranila dokaze o izvoru razvoja sončnega sistema, ki ga skušamo razumeti. Poleg tega je naš naravni satelit odskočna deska za nadaljnje podvige. Izgradnja infrastrukture na Luni bo olajšala potovanja na destinacije, kot je Mars.

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

Ko smo upoštevali učinkovitost in varnost astronavtov, smo ugotovili, da bi bila najugodnejša lokacija za bazo na Luni krater Shackleton. Ta krater z več kot 12 km globoko kotlino in premerom 20 km leži na robu kotline Južni pol-Aitken. Kljub svojemu nevsiljivemu videzu ima veliko prednosti, kot je dihotomija med deli roba kraterja, ki so skoraj vse leto obsijani s soncem, in dnom kraterja, ki je vedno temno. Nadaljnje raziskovanje njegovih lastnosti bi lahko zagotovilo koristne podatke o Lunini notranjosti.

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.

Osnova je izdelana iz 3D natisnjenih celic, ki jih je mogoče enostavno prenašati in združevati. Navdih za njihovo šestkotno obliko je bila struktura satovja, ki je najmočnejša oblika, zato je tako razširjena v naravi. Sposobna je zadržati veliko težo, hkrati pa ne zavzame veliko prostora (po domnevi o satovju). Surovina za izdelavo celic je lunarni beton. Gre za agregat, ki je podoben betonu, je neporozen, močan in ne potrebuje vode, ki je na Luni primanjkuje. Poleg tega je močan, trpežen in ima odlične zaščitne lastnosti. Uporabljajo se lahko tudi stekleni izdelki, železo in nikelj pa sta lahko električna prevodnika. Kar zadeva opremo, bomo uporabili opremo za premikanje zemlje, ki je potrebna za izkopavanje habitatov, pa tudi za prevoz surovin do talilnih ali proizvodnih obratov in odstranjevanje odpadkov.

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

V skalo je zasidrana dva do tri metre debela zunanja kupola iz S-stekla, ki ščiti prostore, rastlinjak, rezervoarje za O2, H2O in H2, ki so jih zgradili stroji brez človeškega nadzora. Omenjeno steklo je izdelano v plasteh, kar omogoča nadzor toplotnih napetosti. Ves čas je prisoten vsaj en buden član posadke, vse pa se stalno pozorno spremlja. Tudi vsa vzdrževalna dela potekajo avtonomno. V primeru kakršne koli kršitve so na voljo strogi varnostni protokoli.

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

V kraterjih, kamor svetloba ne seže, so ledeniške usedline - to bo naš glavni vir vode. Poslali bomo rover, ki bo rudaril in zbiral led, ki ga bomo pozneje stopili s pomočjo peči. Ponovno bomo uporabljali tudi vodo iz urina, znoja in zraka. S pomočjo nove tehnologije čiščenja, ki temelji na srebrovih ionih, jo bomo ohranjali brez bakterij.
Po poskusih, ki jih je vodila skupina raziskovalcev z Univerze na Floridi, je bilo ugotovljeno, da je kljub razlikam med regolitom in zemeljsko prstjo - z ostrimi delci in pomanjkanjem organskih snovi - lunarno prst dejansko mogoče uporabiti za gojenje rastlin. Zato je mogoče gojiti večino vrst zelišč in zelenjave za uravnoteženo prehrano. V primeru izrednih razmer bo v naših skladiščih vedno na voljo rezervna hrana.
Sprva bodo morali uporabljati stisnjen zrak z Zemlje, vendar je to predrago, da bi ga lahko uporabljali do konca uporabe naselja. Vodik je mogoče najti v ledu v globokih kraterjih in ga nato uporabiti za elektrolizo vode, da bi pridobili kisik. Chlorella Vulgaris, vrsta mikroalge, bi se lahko potencialno uporabljala tudi za proizvodnjo O2.
Glavni vir energije so sončne plošče. Ti proizvajajo enosmerno električno energijo. Sončna svetloba bo zaradi stalno jasnega luninega neba do njih prodirala učinkoviteje kot na Zemlji. Da bi lahko ponoči uporabljali električno energijo, bodo sončni kolektorji čez dan polnili baterije. Lunin regolit lahko uporabimo tudi za shranjevanje toplote. Helij-3, ki ga je na Luni v izobilju, je sicer precej drag, vendar lahko poganja neradioaktivne jedrske fuzijske reakcije, ki proizvajajo velike količine učinkovite energije.

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

Odpadkov astronavtov se nameravamo znebiti na učinkovit način. Odločili smo se za projekt OSCAR. Njegov cilj je pretvoriti smeti in človeške odpadke v sintezni plin, kombinacijo koristnih plinov, kot so metan, vodik in ogljikov dioksid. Ta tehnologija vključuje obdelavo majhnih kosov odpadkov v visokotemperaturnem reaktorju, kar omogoča ponovno uporabo zavrženih materialov med dolgotrajnimi misijami v globokem vesolju. Z izvajanjem tega postopka je mogoče zmanjšati maso misije, povečati uporabno prostornino vesoljskega plovila in habitata ter izboljšati zanesljivost in robustnost misije.Ta postopek je ključnega pomena za vzpostavitev sistema zaprte zanke za človeške vesoljske polete, saj omogoča zmanjšanje logističnih zahtev in ponovno uporabo materialov.

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

Komunikacije z Zemljo in drugimi bazami na Luni nameravamo vzdrževati na več načinov. Najboljši način je laserska komunikacija, saj so laserski žarki bolj usmerjeni in potrebujejo manj energije za prenos informacij na velike razdalje. Ta tehnika je bila preizkušena v okviru Nasinega projekta Lunar Laser Communications Demonstration in se je izkazala za izvedljivo. Drugi način je neposredna komunikacija z radijskimi valovi. To je praktičen način, saj ima Nasino omrežje Deep Space Network tri antene okoli Zemlje, ki sprejemajo in pošiljajo sporočila na južni pol Lune. Te antene so v Kaliforniji, Španiji in Avstraliji. Nazadnje nameravamo uporabiti satelite, saj lahko zagotavljajo neprekinjeno komunikacijo, obdelujejo velike količine podatkov in prenašajo signale v realnem času.

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.)

Za razvoj trajnostnih sistemov za podporo življenja za človeško raziskovanje Lune so potrebne bistvene študije bioreaktorjev. Bioreaktorji so sistemi z zaprto zanko, ki uporabljajo biološke procese za proizvodnjo kisika in hrane za astronavte, hkrati pa reciklirajo odpadke. Natančen nadzor temperature, vlažnosti in ravni hranil je ključnega pomena za delovanje bioreaktorjev, poskusi za optimizacijo teh spremenljivk v lunarnem okolju pa lahko izboljšajo njihovo učinkovitost.

Načrtujemo tudi, da bomo preučili, kako bi lahko vzgojili čebeljo družino. Ker so te žuželke najpomembnejše opraševalke na svetu, lahko domnevamo, da bi lahko imele ključno vlogo pri vzpostavljanju trajnostnega kmetijstva za daljše vesoljske misije. Čeprav medonosne čebele ne morejo leteti pri atmosferskem tlaku pod približno 66,5 kilopaskalov, je študija, ki so jo izvedli raziskovalci na univerzi Guelph v Ontariu, pokazala, da lahko navadni vzhodni čmrlji (Bombus impatiens) učinkovito oprašujejo tudi pri 52 kilopaskalov, kar je pritisk, ki ga je za zunajzemeljske rastlinjake priporočila NASA (ta pritisk je lažje vzdrževati kot 101 kilopaskal na ravni morja na Zemlji, vendar zadostuje za uspevanje rastlin). Zato bomo skušali omenjene čmrlje pripeljati s seboj. Morda bomo z njihovo pomočjo v bližnji prihodnosti postavili temelje pravega ekosistema na Luni.

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

Poleg poučevanja astronavtov o zapletenih in specializiranih letalskih vozilih, opremi in oblekah morajo inštruktorji ustvariti simulacijo delovnih pogojev v mikrogravitaciji, da so astronavti ustrezno pripravljeni. Da bi preprečili gibalno bolezen, ki nastane med izstrelitvijo in pristankom raketoplana, se pilotski astronavti usposabljajo v reaktivnem letalu Gulfstream, ki je posebej prirejeno za simulacijo vibracij, hrupa in pogledov. Kar zadeva prilagajanje na dejanski način življenja na Luni, astronavti uporabljajo simulatorje, ki lahko spreminjajo temperaturo od -20 stopinj Celzija do 60 stopinj Celzija, pa tudi takšne, ki lahko ustvarijo pritisk, ki je šestkrat večji od standardnega atmosferskega tlaka (kar ustreza globini 60 metrov v morski vodi), in lahko celo posnemajo tlačne razmere na višini 100 000 metrov, ki pogosto velja za prag vesolja. Poleg tega lahko simulatorji suhe flotacije posnemajo mikrogravitacijo, astronavti pa se usposabljajo v centrifugah in simulatorjih, ki temeljijo na centrifugah, da bi izboljšali svojo sposobnost prenašanja G-sil. Astronavti vadijo sprehode po vesolju pod vodo v velikem bazenu. Za vsako uro, ki jo bodo preživeli v vesolju, preživijo od 7 do 10 ur pod vodo.

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.

V našem naselju na Luni imamo številne roverje. Izdelani so iz aluminija in imajo tri kolesa za boljšo stabilnost. Kabina je v celoti izdelana iz stekla, da ima voznik popolno vidljivost. Poleg tega imajo naši roverji tudi vrtalno napravo, ki je namenjena pridobivanju znanstvenih vzorcev, ki jih bodo nadalje analizirali znanstveniki v taboru. Potovanje na Zemljo in z nje bo potekalo s pomočjo naprednih vesoljskih plovil. Ta bodo morala imeti naslednje lastnosti: aerodinamično obliko, modularno konstrukcijo za prilagodljivost pri načrtovanju, toplotne ščite za zaščito pred vročino in poškodbami, pristanišča za priklop, zaščito pred sevanjem, namenjeno zaščiti elektronike in posadke, ter pogonski sistem. V prihodnosti načrtujemo uporabo balonov za nadaljnje raziskovanje atmosfere Lune.