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.
Prvo mesto - Države članice ESA
Gimnazija Nad Alejami Praga-Praga Češka republika 13, 15 2 / Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Eden od prispevkov ESA k programu Artemis bi lahko bil majhen lunarni zavetišče, ki bo pozneje spremenjena v lunarno bazo. Predstavljamo takšno lunarno zavetišče za dva astronavta.
Glavno merilo je bilo, da je mogoče pokrov na Luno prenesti s plovilom EL3, ki ima na Luno nosilnost 1,5 tone. Te omejitve teže nam ni uspelo v celoti izpolniti, vendar ni nerealno, da jo bomo po nadaljnjih spremembah in razvoju konstrukcije dosegli. Glede na tako majhno težo je oprema zaklonišča zelo osnovna, vendar lahko dobro služi svojemu namenu v začetnih fazah raziskovanja Lune.
Zavetišče je sestavljeno iz zaprtega modul in nezatesnjeno veranda. V modulu je nameščena večina opreme, v njem pa živi in dela posadka. Nad modulom je veranda, ki služi kot skladišče za zunanjo opremo, vzorce, ki niso namenjeni analizi na kraju samem, itd. Posadka gre iz modula v zavetišče in nato na površje skozi zračno zaporo, ki je nekonvencionalno nameščena na stropu modula. To olajša gradnjo radiacijskega ščita in poenostavi celotno zasnovo.
Kolonizacija Lune nam bo prinesla številne koristi. Postala bo odskočna deska za raziskovanje Osončja. Odkritja in tehnologije, razvite med gradnjo baze na Luni, nam bodo pomagale tudi na Zemlji.
Namen našega zavetišča je imeti na Luni bazo, okoli katere bi lahko zgradili nadaljnja naselja. Na njej bomo preizkusili vse potrebne tehnologije za gradnjo drugih modulov.
V prihodnosti nameravamo bazo uporabljati predvsem v znanstvene in tehnične namene. V njej bomo razvijali tehnologije za potovanje na Mars. Z uporabo ISRU lahko na Luni zgradimo celotne sonde in jih pošljemo v Osončje. Lahko bomo delali na novih naprednih sistemih za podporo življenja ali pa se ukvarjali z infrardečo astronomijo. Pomembna bo tudi komercialna uporaba, ki bo zagotovila financiranje baze v prihodnosti.
Zaklonišče je izdelano za največ 5 dni teme, zato so možnosti za postavitev baze dejansko zelo omejene na nekaj območij južnega tečaja, in sicer na rob kraterja Shackleton. Če bi bilo v temi več kot pet dni, bi zmrznilo. Ker je sončna plošča visoka 18 m, bo osvetljena še dlje kot preostali del baze.
Osvetlitev je edino omejujoče merilo za lokacijo samega zavetišča, vendar je treba upoštevati nadaljnji razvoj, ki bo potreboval dostop do vodnega ledu na stalno zasenčenih območjih. Na srečo rob kraterja Shackleton izpolnjuje tudi to merilo.
Zavetišče bo v celoti pripeljano z Zemlje. Za izstrelitev bo uporabljen Ariane 6 + EL3 ali raje Ariane NEXT + EL3 (ali kakšen naslednik EL3). Po izstrelitvi in preletu Lune bo sonda EL3 pristala skupaj z zakloniščem, nato pa bo raztovorjena iz sonde EL3. Natančnega mehanizma za raztovarjanje zaklonišča še nismo zasnovali, ker ne vemo, kako natančno bo EL3 izgledal.
Edina stvar, ki se bo uporabila za "gradnjo" zavetišča, bo lunin regolit kot zaščita pred sevanjem. Sčasoma bo okoli zavetišča nameščenih 16 vreč regolita, ki bodo zagotavljale 0,5 metra sevalnega ščita. Vreče bodo napolnjene z bagrom RASSOR. Ta na dan premakne do 700 kg regolita. Vsaka vreča vsebuje 1200 kg regolita. Med prvo misijo bodo napolnjene le štiri vreče okoli spalnih prostorov, kar bo trajalo 7 dni. RASSOR vedno pobira regolit in se nato po rampi odpelje do vrhov vreč, kjer regolit odvrže. Posadka bo morala po napolnitvi vsake vreče premakniti rampo. Vse ostalo bo potekalo v avtonomnem načinu.
Za izdelavo zavetja smo uporabili predvsem lahek, a močan karbonski kompozit, kar nam je omogočilo zmanjšanje skupne teže.
V prihodnosti se vrečke ne bodo več uporabljale za zaščito pred sevanjem, temveč za 3D tiskanje iz regolita. Iz njega bo mogoče izdelati garaže za roverje in z njim ustvariti zaščito za napihljive habitate.
Na Luni se srečujemo z več vrstami sevanja, in sicer z GCR, SPE in sekundarnim sevanjem, ki nastane po interakciji GCR ali SPE z materiali. Glede na kratko trajanje misije (14 dni) je doza, ki jo prejmemo zaradi GCR, sprejemljiva (kot vemo iz programa Apollo). Težava bi nastala, če bi posadko v notranjosti zadel SPE. Čeprav je verjetnost majhna, bi to lahko imelo usodne posledice. Zato bo med prvim poletom okoli prostorov za posadko dodana 0,5 m visoka zaščita iz regolita, med naslednjimi poleti pa bo dopolnjena okoli celotnega zaklonišča. To bo zadostovalo za zaščito pred manjšimi sončnimi nevihtami. Ko bodo misije daljše, bo treba dodati dodatno zaščito pred večjimi nevihtami.
Mikrometeoroidi so v lunarnem prostoru manj pogosti in orbitalni odpadki sploh niso prisotni, zato jih bodo ustavili 3 mm ogljikovega kompozita in MLI. Če dodamo zaščito iz regolita, se varnost še poveča.
Veranda služi kot zaščita pred prahom. Njegova notranjost bo napol čista in bo med drugim služila za shranjevanje stvari, ki jih morda ni v modulu. Astronavti se pred vstopom v predprostor skrbno očistijo. Prah, ki pride v notranjost, filtrira sistem za oživljanje atmosfere, natančneje filter, ki je v vsaki posodi z litijevim hidroksidom. Izhod sistema za oživljanje atmosfere je v prostorih za posadko.
Drugi vidik je toplotno okolje. Med bivanjem posadke v lučeh bodo imeli sistemi v zaklonišču 8 kW vhodne moči, ki jo je treba oddajati. Za oddajanje odvečne toplote bomo uporabili 10 m dolg radiator. Med petimi dnevi teme, ko posadka ni prisotna, bo zaklonišče izgubilo 48 kWh, ki jih je treba zagotoviti z litij-ionskimi baterijami, da sistemi ne zmrznejo.
Čist zrak zagotavlja sistem za nadzor ozračja. Kisik se dobavlja iz tlačnih posod pod tlakom 40 MPa. Za misijo je potrebnih 23 kg kisika, z rezervo pa je v rezervoarjih 35 kg kisika. Ta se dozira v sekcijo za revitalizacijo zraka, tako da je koncentracija v ozračju 21%. CO2 se odstrani z uporabo LiOH. Posadka na misijo proizvede 29 kg CO2, za zajem katerega je potrebnih 32 kg LiOH, po dodajanju rezerve 48 kg.
Dušik bo treba dopolniti zaradi 10% puščanja zračne zapornice na cikel. V pokrovu je 20 kg zaloge.
Hrana je uvožena z Zemlje. Za vsak dan se pripravijo trije obroki, skupaj torej 84 obrokov na misijo. Vsak obrok tehta 0,8 kg.
Voda je edina dobrina, ki se reciklira. Vsak član posadke porabi 4,4 kg vode na dan. Več vode se proizvede kot porabi, saj nastaja med reakcijo LiOH s CO2 in med dihanjem. Na dan je potrebnih 8,8 kg čiste vode, nastane pa 12,7 kg. Voda, ki se očisti, prihaja iz stranišča (urin) ali iz toplotnega izmenjevalnika (atmosferski kondenzat). Kondenzat ima dovolj nizko koncentracijo snovi, da ga je mogoče očistiti neposredno z uporabo napredne osmoze. Urin se najprej vakuumsko destilira. Kar ostane po direktni osmozi, se ponovno očisti z vakuumsko destilacijo. Učinkovitost sistema je nad 80%, zato se vedno proizvede več vode, kot se je porabi.
Moč osnovnih sistemov je 8 kW, kar je polovica moči, ki jo lahko doseže IROSA. Pri delni gravitaciji ga ni mogoče uporabljati brez sprememb, vendar se uporablja kot referenca.
Odpadki na Luni so zapletena zadeva, saj ne moremo dopustiti, da bi zgoreli v ozračju, kot to velja za ISS. Poleg tega je prevoz stvari na Luno dražji, zato je treba z njimi ravnati preudarno. Posadka proizvede približno 20 kg odpadkov s prostornino 0,2 m3 na misijo. Čeprav jih v sedanjem zavetišču ni mogoče na noben način reciklirati, jih shranjujemo v zabojnike in hranimo v predprostoru za nadaljnjo uporabo. Odpadki bodo večinoma sestavljeni iz papirne in plastične embalaže ali ostankov hrane, iz katerih lahko pridobimo ogljik, ki je na Luni redek. Uporabimo lahko plastiko, ki jo lahko pozneje recikliramo in uporabimo za 3D-tiskanje. Na enak način se shranjujejo tudi trdni odpadki iz stranišča, ki bodo v prihodnosti dragoceni za gojenje rastlin. Urin se reciklira v pitno vodo.
Za komunikacijo bomo uporabljali ozvezdje Moonlight, prek katerega bomo pošiljali predvsem podatke iz zavetišča. Kljub temu bo ščit v omejenem načinu lahko neposredno komuniciral z Zemljo. Luno bomo uporabljali tudi za določanje položaja. Vedno bo obstajala možnost, da astronavt ali rover komunicira neposredno z zakloniščem, vendar je osnovna izbira Moonlight, tudi zato, ker je obzorje s človeške višine na Luni oddaljeno le 2,4 km.
Kot je bilo navedeno na začetku, je glavni cilj tega zavetišča postaviti temelje za nadaljnjo gradnjo, zato je znanstvena oprema precej minimalistična. Glavni področji zanimanja sta zato geologija in možnosti uporabe lokalnih virov. Pridobljeno znanje bo uporabljeno pri nadaljnji naselitvi.
V zaklonišču je laboratorij z rokavicami za pregledovanje površinskih vzorcev in njihovo pripravo za nadaljnje poskuse. V rokavici je tudi fluorescenčni mikroskop za preučevanje vzorcev. Rokavičnik je narejen tako, da vzorci sploh ne pridejo v stik z notranjostjo zaklonišča. Drugi del laboratorija je rastna komora, v kateri se preučuje gojenje rastlin v lunarnem okolju. Raziskuje se lahko na primer gojenje v regolitu. Laboratorij ima tudi majhno peč in stiskalnico, s katerima bodo preizkušali sintranje regolita pod različnimi pogoji in njegovo poznejšo trdnost. S tem bodo pridobljeni dragoceni podatki, ki jih bo mogoče nadalje uporabiti za razvoj 3D-tiskanja iz regolita.
Orodja za EVA vključujejo kladiva, klešče, sita, jedrne vrtalnike in drugo opremo za geološko raziskovanje. Na voljo bodo tudi spektrometri za hitro analizo kamnin. Na zunanji strani baze so lahko nameščeni instrumenti za merjenje vesoljskega vremena ali vplivov mikrometeoroidov.
V prihodnosti bodo dodani še medicinski pripomočki, drugi instrumenti za preučevanje kamnin, kot je elektronski mikroskop, ter instrumenti za preučevanje fizike in kemije v delni gravitaciji. Kasneje se bo v naši bazi začela izvajati tudi astronomija.
Usposabljanje bo vključevalo predvsem učenje s posameznimi sistemi zavetišča. Naučiti se je treba, kako ravnati v primeru okvare in kako jo odpraviti. Nato bo potekalo usposabljanje za posamezne operacije. Glavni cilji prve misije vključujejo izdelavo zaščite pred sevanjem iz regolita, zato se bo vadilo delo v lunarni zunanjosti in delo z RASSOR-jem. Zadnje področje usposabljanja bo znanost. Posadka mora opraviti obsežen geološki tečaj (če na krovu ni geologa), da bi v omejenem času, namenjenem znanosti, dosegli najboljše rezultate. Usposabljanje lahko poteka tudi na vulkanskih območjih tukaj na Zemlji. Nekaj usposabljanja bo potekalo tudi med paraboličnimi leti, da se simulira zmanjšana gravitacija.
Zavetišče bo na površje prepeljano z evropskim velikim logističnim nosilcem, ki ga izstreli Ariane 6. Možno je, da bo Ariane NEXT na voljo v času, ko bo zavetišče pripravljeno. Posadka se bo s tal izstrelila v plovilu Orion, ki ga bo izstrelila nosilna raketa SLS. Na Luni se bo premestila na vesoljsko ladjo HLS, ki jo bo nato uporabila za pristanek. Zavetišče bo od ladje Starship HLS in baznega tabora Artemis oddaljeno več deset kilometrov, da se poveča radij raziskovanja Lune in naselitve ljudi na njej. Posadka se bo premikala s pomočjo hermetičnega (v nujnih primerih tudi nehermetičnega) roverja. Ob koncu misije se bo posadka s pomočjo roverja vrnila v bazni tabor Artemis, na Zemljo pa se bo vrnila s pomočjo vesoljske ladje HLS in Oriona.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 