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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Romunija 17   3 / 1 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Luna je zelo zanimiva za raziskovalce zaradi možnosti pridobivanja redkih zemeljskih elementov, vpliva na žive organizme in geologije. Naš cilj je predstaviti pregled lunarne baze, ki naj bi sprejela osem astronavtov in služila kot komercialno središče za pridobivanje elementov redkih zemeljskih kovin.

Naselje je sestavljeno iz treh nadstropij. V pritličju in vmesnem nadstropju so vhod, zračna zapora, bolnišnica, dve spalnici, vsaka s svojo kopalnico, in kotlovnica. V vmesnem nadstropju sta kuhinja in prostor za sprostitev. Poveljniški center in laboratorij sta pod zemljo, v njem pa je dvigalo, ki se uporablja za dostavo vzorcev od zunaj. V zgornji dvorani, ki jo pokriva kupola z rastlinami, so akvaponske kmetije, v spodnji dvorani in poveljniškem centru pa so kmetije s svetlobnimi diodami LED. 

Skladišče ob bazi bo namenjeno shranjevanju ingotov pred pošiljanjem na Zemljo, vanj pa bo vključeno tudi parkirišče za vozila in stroji, ki bodo nameščeni na dnu kraterja. Večino energije zagotavlja jedrski reaktor. Naselbina je zasnovana tako, da bo podpirala raziskave o vplivu Lune na žive organizme in njeno geologijo, hkrati pa bo tudi komercialno središče za redke zemeljske elemente.

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

Naselitev na Luni ne bi pomenila le velikega znanstvenega dosežka za človeštvo, temveč bi bila tudi korak naprej za prihodnje vesoljske misije. Poleg tega bo industrializacija na Luni imela pomemben gospodarski učinek.

Vzpostavitev naselbine na Luni ne bi pomenila le pomembnega znanstvenega dosežka, temveč tudi ključni korak naprej za prihodnja vesoljska potovanja. Poleg znanstvenega potenciala bi imela industrializacija Lune tudi pomembne gospodarske posledice. Zato bi bil glavni namen predlagane naselbine komercialen, osredotočen na pridobivanje, rafiniranje in komercializacijo redkih zemeljskih elementov, vključno s cerijem, itrijem, neodimom, disprozijem, lantanom, evropijem, skandijem, prazeodimijem, terbijem, gadolinijom, erbijem in iterbijem. Cilj je vzpostaviti Luno kot še enega primarnega dobavitelja za industrije, kot so pametni telefoni, električna vozila in vetrne turbine, ki so odvisne od teh redkih zemelj, saj se zaloge na Zemlji hitro zmanjšujejo. Sekundarni cilj naselbine bi bil raziskati lunarno površje, lunarno geologijo, lunarno okolje in vplive Lune na rastline, ribe in astronavte, ki tam prebivajo.

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

Krater Shackleton na Luninem južnem polu je bil zaradi velike količine vode in hlapnih snovi opredeljen kot primerna lokacija za lunarni tabor. Stalna osvetlitev roba kraterja omogoča izkoriščanje sončne energije za proizvodnjo električne energije, medtem ko se lahko stalno zasenčena območja uporabijo za pridobivanje ledu za proizvodnjo vode in kisika.

Poleg tega se krater Shackleton nahaja v bazenu Aitken, ki je ena najobsežnejših udarnih formacij v Osončju. Raziskava tega bazena lahko ponudi dragocen vpogled v geološko sestavo Lune. Poleg tega bi lahko preučevanje Lunine geologije zagotovilo pomembne informacije o nastanku planetov, zgodovini Osončja in razvoju sistema Zemlja-Luna. Zato krater Shackleton predstavlja priložnost tako za znanstveno raziskovanje kot tudi za vzpostavitev luninega tabora.

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.

Rakete bomo poslali v petih fazah. Prva faza bo vsebovala robote, ki bodo zravnali teren in začeli kopati pod zemljo, da bi pripravili spodnje nadstropje baze. Prav tako bodo začeli pridobivati led in kisik iz regolita v industrijski coni ter ju deponirali za prihod astronavtov. Naslednja faza bo prinesla stene in strukturo baze, vključno s strukturo kupole. Izdelali jih bomo z metodo zlaganja, tako da bodo roboti v kratkem času lahko sami sestavili naselbino. Tretja in četrta faza bosta vključevali vodovodne cevi, elektroniko, 3D-tiskalnike, ki jih bomo uporabili za izdelavo pohištva in napeljav, semena in ribje ikre, ki jih bomo izvalili na Luni, pa tudi nekaj zalog hrane, dokler kmetije ne dosežejo učinkovite stopnje. Nazadnje, ko bo baza postavljena in bodo delovale vse komunalne naprave, bomo na Luno poslali osem astronavtov. Naše naselje je okrogle oblike z močno osrednjo točko in stopniščem na sredini. Izbrali smo ta pristop, saj nam omogoča enostaven in hiter dostop do vseh prostorov ter lažjo postavitev spalnic in objektov. Baza je razdeljena na tri ravni, pri čemer zgornji dve sta neposredno osvetljeni s soncem in namenjeni spalnicam in kmetijam, zadnja pa je varen podzemni prostor za sestanke ekipe z izhodom v sili.

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

Za boj proti sevanju na Luni smo zgradili zunanje stene s šestimi plastmi v vrstnem redu od zunanjost: regolit, aluminij, RCC, praznina, RCC, plast instalacij, aerogel in aluminij za notranjost. Skupaj s stekleno kupolo, odporno na sevanje, prekrito z visečimi rastlinami, in kmetijami okoli baze bodo ustvarili vlažno in stalno okolje. Za glavni vhod v bazo smo zasnovali dve sobi, v eni bodo astronavti slekli svoje kostume, v drugi pa se bodo razkuževali. Tudi dvigalo, ki se uporablja za dovoz materialov in drugih snovi od zunaj v laboratorij za raziskave, ima vgrajen sistem za razkuževanje. Ta dva ukrepa bosta zagotovila, da se naša naselbina ali Lunina površina ne bosta kontaminirali. Naš jedrski reaktor je odmaknjen od drugih objektov in v primeru okvare ne bo prizadel bivalnega območja ali drugih objektov. Vrata so narejena tako, da popolnoma izolirajo prostor, v poveljniškem centru pa smo zasnovali predor, ki vodi ven, saj je to najpomembnejši prostor, ker se tu odvija večina sestankov. Tudi zato smo ga postavili pod zemljo, saj bo v primeru padca meteorja na našo bazo manj verjetno, da bo poveljniški center poškodovan, in lahko služi kot izhod v sili za posadko. V primeru izrednih razmer smo sprejeli previdnostne ukrepe in izdelali rezervoarje za shranjevanje hladne in tople vode, kisika, imamo pa tudi skladišče za litijeve baterije, ki jih bosta napajala jedrski reaktor in sončne celice.

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

Naš glavni vir kisika in vode je pridobivanje regolita. Iz industrijske cone, kjer se pridobiva regolit ter proizvajata led in kisik, bodo cevi vodile v taborišče, kjer se bo stopljeni led očistil, kisik pa v laboratorij. Za osem astronavtov bomo za njihove potrebe in naloge dnevno potrebovali približno 1210 litrov vode in 4400 litrov kisika.

Drugi vir kisika so akvaponske kmetije v glavni zgornji dvorani in prostoru za sprostitev, kjer bo gensko spremenjena paprika služila kot vir hrane za astronavte, viseče kmetije, ki pokrivajo kupolo s srčno verigo, pa bodo poskrbele za kisik. Tudi v bazenih bo raslo približno 40 kg klorele, ki bo proizvajala kisik. Skupaj bodo dnevno proizvedle približno 500 litrov kisika in pomagale pri filtriranju CO2. Ker v spodnjem pritličju nimamo neposredne sončne svetlobe, bomo imeli manjše kmetije z lučmi LED, ki bodo prispevale k proizvodnji hrane in kisika. V bazenih bomo zaradi odpornosti na zamrzovanje vode in enostavne narave gojenja gojili tudi ribe Arctic Char, ki ne bodo le vir beljakovin za astronavte, temveč bodo s hranilno bogato vodo iz akvakulture koristile tudi farmam klorele in paprike.

Ker imamo industrijsko cono, bomo potrebovali veliko količino energije, zato smo se odločili za jedrski reaktor. To ni naš edini vir energije, saj imamo strehe baze pokrite s sončnimi kolektorji, da bi v celoti izkoristili naš geografski položaj. Energijo bomo shranjevali v baterije, da bomo lahko ponoči ali v nujnih primerih ohranili enako stopnjo učinkovitosti.

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

Odpadna voda astronavtov in kmetij se bo zbirala v rezervoarju za odpadke pod kuhinjo, nato pa bo šla v rezervoar za odpadke pred čiščenjem v laboratoriju, kjer bo potekal postopek čiščenja. Odločili smo se za uporabo reverzne osmoze vode in naprave, ki povezuje rezervoar za odpadno vodo v laboratoriju z drugim rezervoarjem za čisto vodo. Trije drugi rezervoarji so zaporedno povezani z glavnim rezervoarjem filtrirane vode, vsak od njih pa ima ventil za primer nesreče. Iz osrednjega rezervoarja bodo cevi ponovno zagnale vodni krog. Druge odpadne vode ali odpadki, ki jih nismo mogli očistiti, se bodo kot kompost dovažali na kmetije s krogličnim poprom. Ker imamo po vsej bazi bazene z algami in drugim rastlinjem, se bo zrak recikliral v kisik in ustvaril naravno okolje.

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

Za vzdrževanje stikov z Zemljo in drugimi naselji bodo okoli Lune krožili sateliti, ki bodo prenašali dragocene informacije. Prav tako je v naši bazi eden največjih in najpomembnejših prostorov poveljniški center. Tam bodo astronavti občasno imeli sestanke in se opirali na uporabne naprave, kot so prenosni računalniki, topografski zemljevid kraterja Shackleton in širok zaslon, ki se uporablja za prikazovanje različnih načrtov in video sestanke z ekipo na Zemlji. Prav tako smo za astronavte zasnovali urnik, da bo v poveljniškem centru v primeru izrednih ali nenadnih klicev vedno delala ena oseba, ki bo ves čas pozorna in pripravljena odgovoriti.

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.)

Analizirali bomo regolit v idealnem okolju in preučevali Lunino geologijo, da bi izvedeli več o njeni zgodnji zgodovini. Prav tako bomo želeli ugotoviti, kako se rastline in ribe odzivajo na bivanje na Luni. V laboratoriju bomo izvajali poskuse, da bi ugotovili, kako nizka gravitacija vpliva na živa bitja. Prav tako bomo želeli ugotoviti, kako sevanje vpliva na rastline in ribe . Poleg tega želimo raziskati, kako se človeško telo odziva na sevanje na Luni, in to ugotoviti.

Ker je naša postojanka v največji in najstarejši formaciji na Luni, bazenu Aitken, bo ena od smeri naših raziskav usmerjena v vzorčenje in analizo tamkajšnjih kamnin, kar nam bo pomagalo izvedeti več o sestavi Lune in njenem nastanku.

Poleg tega ne bomo uporabljali le kmetij za zagotavljanje hrane/kisika, temveč tudi za analizo obnašanja rastlin v lunarnem okolju. Preučili bomo spremembe, do katerih pride zaradi mikrogravitacije in simuliranih umetnih okolij za njihovo rast, preizkusili bomo tudi različne tehnike za njihovo gojenje, pri čemer bomo uporabili različne parametre pri njihovi rasti, da bi našli optimalne metode.

Ogledali si bomo tudi reakcije živih organizmov, zlasti rib v ribogojnicah za akvaponiko. Ugotoviti želimo morebitne spremembe v njihovem vedenju in organizmu.

Poleg tega se naše raziskave osredotočajo na vpliv lunarnega okolja na astronavte, na njihovo telesno in duševno zdravje ter na metode za premagovanje teh vplivov.

Želimo se naučiti čim več o Luni in o tem, kako njeno okolje vpliva na nas ter kako se lahko prilagodimo, da bi lahko izboljšali svoje metode v prihodnjih vesoljskih misijah.

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

Preden bodo astronavti poslani na Luno, bodo morali opraviti intenziven program usposabljanja, v okviru katerega bodo pridobili različna znanja in spretnosti. Usposabljanje bo moralo biti tako fizično kot psihično zahtevno, da bodo astronavti kos zahtevnemu okolju v vesolju in na Luni. Osnova programa usposabljanja bo o vesoljskih poletih in sistemih vesoljskih plovil, astronavti pa bodo pridobili znanje o njihovih sistemih, kot so navigacija, pogon, komunikacija in sistemi za podporo življenju.

Ker na Luni ni atmosfere, bodo morali biti astronavti usposobljeni za delo v skafandrih v vakuumskem okolju. Ta del usposabljanja bo vključeval manevriranje in uporabo orodja v skafandru, učenje, kako upravljati in vzdrževati skafandre ter kako ravnati ob morebitnem puščanju ali raztrganinah. Eden od naših glavnih ciljev je raziskovanje geologije Lune in odziva živih bitij na lunarno okolje, zato se bodo morali astronavti naučiti, kakšne so geološke značilnosti Lune, kako jemati vzorce Lune, pa tudi rib, rastlin in ljudi ter izvajati poskuse na njih. Razvijati bodo morali svoje znanje na področju biologije, kemije, genetike in geologije. Izolacija vesoljske misije je lahko psihično zahtevna, zato bo morala posadka opraviti psihološko usposabljanje, da bi razvila mehanizme obvladovanja in tehnike obvladovanja stresa. Prav tako bodo morali biti fizično dobro pripravljeni, da bodo kos zahtevnim zahtevam vesoljskih poletov. Astronavti se bodo morali naučiti, kako med misijo sodelovati kot ekipa, in ker bodo na misiji sodelovali ljudje iz različnih držav, je za uspeh misije potrebno usposabljanje na področju timskega dela in kulture.

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 voljo bodo 4 roboti, ki bodo pomagali astronavtom: 

Tovornjak bo služil za prevoz ingotov med industrijsko cono in skladiščem, kjer jih bomo shranili, preden jih bomo poslali na Zemljo;
Vzdrževalni robot;
Rover bo astronavtom omogočil, da v kratkem času prepotujejo velike razdalje in preverijo opremo, druge robote in zunanje prostore;
Rudarski robot bo rude, regolit in led zdrobil, nato pa jih bo usmeril v prostor, kjer se bo toplota povečala na natanko 100 stopinj Celzija, tako da bo voda šla skozi cedilo, preostala masa pa se bo nadaljevala v separator z magneti, ki bodo kovine razvrstili v različne posode.

V prihodnosti bi se naša baza lahko razširila z več rudarskimi roboti, več tovornjaki in večjim skladiščem, da bi redke zemlje pogosteje pošiljali na Zemljo in tako povečali učinkovitost naselja.

Drugi projekti: