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.

LEM

III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni  Gdynia-Pomorskie    Poljska 14, 17, 18   5 / 1 Angleščina
Programska oprema za oblikovanje 3D: BlenderKit



1.1 - Opis projekta

Lunarna raziskovalna misija (LEM) Moon Camp je poimenovana po pionirju znanstvenofantastičnega žanra na Poljskem - Stanislawu Lemu. 

Baza bo stala na južnem polu Lune, na robu kraterja Shoemaker, da bi lahko izkoristili vire, ki so na voljo na Zemlji. Baza je razdeljena na module, ki vključujejo prostor za spanje in sprostitev, telovadnico, kuhinjo, nadzor misije, medicinski prostor in laboratorij za izvajanje poskusov. Poleg tega bodo v poznejših fazah misije zgrajeni aeroponična rastlinjakova kupola, gravitacijski laboratorij in lopa za robote Doglike GLIMPSE. 

Namen našega poslanstva je znanstveno raziskovanje. Izvajali bomo poskuse na področjih biologije, planetarne znanosti, geologije in fizike. Poleg tega bomo spremljali telesno in duševno zdravje astronavtov za namene prihodnjih raziskovanj vesolja. 

LEM bo pomembno prispeval k razvoju raziskovanja Lune in znanosti o njej. Z zasnovo baze se bo misija lahko razvila iz ene same baze v lunarno kolonijo, kar bi lahko v prihodnosti pomenilo začetek lunarne kolonije.

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

Vizija LEM Moon Camp je poskus trajnostnega in mednarodnega raziskovanja Lune. 

Glavni namen laboratorija LEM je znanstveni, in sicer izvajanje poskusov na področju biologije, fizike in genetike. Poleg tega bomo preizkusili uporabnost virov in situ, kot je zamrznjena voda, ki bi lahko bila stroškovno učinkovita rešitev za daljšo prisotnost na Luni. Naš drugi namen je, da bi v prihodnosti enotno bazo preoblikovali v lunarno kolonijo. 

Naš drugi namen je izobraževalni. Astronavti bodo posneli kratke videoposnetke o svojem življenju na Luni, ki jih bodo pozneje uporabili za izobraževanje o vesolju in povečanje priljubljenosti v družbenih medijih (z Lune bomo celo posneli prvi TikTok!).

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

Za lokacijo smo izbrali rob kraterja Shoemaker (okoli zemljepisne širine: -88,48°, zemljepisne dolžine: 76,20°). 

  • Visoka sestava vodika, ki je potreben za raketno gorivo. V kraterju Shoemaker je še več vodika kot v kraterju Shackleton, ker je starejši.
  • Velike količine vodnega ledu
  • Sončna svetloba je prisotna približno 50% lunacije, stalno zasenčena območja pa so oddaljena približno 10 km. 
  • Gladke stene sonde Shoemaker bodo roverjem olajšale dostop do raziskovanja njene notranjosti. To bo omogočilo enostaven prevoz opreme in zalog. Območje ima naklon približno 1%. 
  • Tik ob zgoraj omenjenem madežu je mesto, ki je zelo podobno slikam potencialnih lavinskih cevi, ki bi jih lahko raziskali za gensko banko, skladiščenje in potencialni habitat.

Vsi podatki so povzeti s spletne strani LROC: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Dostopno 18.04.23]

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.

Materiali

  • Aluminij bo glavni material za našo osnovo zaradi svoje majhne teže. 
  • Svinčeno steklo - je dobro odporno na sevanje, hkrati pa ostaja prozorno.
  • Svinec - zaradi zelo dobre odpornosti na sevanje se bo uporabljal kot zaščita pred sevanjem. 
  • Bazaltna vlakna - odličen toplotni izolator, ki ga je mogoče izdelati na Luni

Tehnike in izbire oblikovanja

  • Glavna prednost naše baze je njena modularnost, ki jo zagotavljata šesterokotna oblika in oblika, podobna ploščicam.
  • Uporaba vzmeti in gume namesto uteži v telovadnici bo omogočila redno vadbo v pogojih nizke gravitacije.
  • Integriran pristajalni modul v vsakem modulu bo prihranil stroške za dodatno težo ločenega pristajalnega sistema.
  • Sončni paneli bodo postavljeni navzgor, da bi povečali učinkovitost na luninih polih.
  • Rastlinjak bodo zgradili astronavti z materiali, ki bodo prineseni z Zemlje (aluminij in svinčeno steklo) v kasnejših izstrelitvah.
  • Gravitacijski laboratorij bo zgrajen iz materialov in situ pri kasnejših izstrelitvah. 

Viri 

100% modela je naš. Nekateri materiali so bili vzeti iz brezplačne zbirke podatkov BlenderKit.

Za plakate, ki se uporabljajo v naši bazi: 

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

Sevanje 

Plast svinčenih in elektromagnetnih ščitnikov zagotavlja splošno zaščito pred sevanjem in elektromagnetnimi motnjami. Predori med moduli bodo pokriti z regolitom, ki jih bo zaščitil. Kupola pa bo narejena iz svinčenega stekla, ki zagotavlja dobro zaščito pred sevanjem. Poleg tega bomo z geigerjevimi števci stalno spremljali raven sevanja v bazi.

Meteoriti 

Splošne raziskave in statistični podatki kažejo, da se padci meteoritov ne dogajajo tako pogosto, če pa že, so to mikrometeoriti. Sloj, ki ščiti pred sevanjem, bi moral zagotavljati osnovno zaščito pred njimi. Poleg tega bomo uporabljali posebne ščite za napredno zaščito pred mikrometeoriti. 

Odvajanje toplote in velika temperaturna razlika 

Stene podstavka morajo zagotavljati dobro toplotno izolacijo, da bo temperatura v njem razmeroma konstantna. Večinoma je to mogoče zagotoviti s plastjo za zaščito pred sevanjem, poleg tega pa je na voljo še tanka izolacijska plast in plast za zaščito pred prenosom toplote s sevanjem (tj. infrardečimi žarki), Poleg tega je v bazi sistem za natančnejšo stabilizacijo temperature na ustrezno vrednost. Poleg tega bodo v steklo kupole nameščene polprepustne fotovoltaične plošče za proizvodnjo električne energije in zaščito pred visokimi temperaturami med luninim dnevom.

Lunin prah 

Za zaščito pred luninim prahom, tj. zelo drobnimi delci silikatov in drugih spojin, ki so lahko škodljivi za ljudi, bomo v zračnih zaporah uporabljali sistem za filtriranje zraka. Za zaščito fotonapetostnih panelov, da se ta prah ne bi usedal nanje, bodo lahko spreminjali kot nagiba in odnašali ta prah.

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

Voda

 Metoda "Aqua factorem" za pridobivanje vode
Voda se reciklira z bioreaktorji z algami in sistemom MELiSSA, kar zagotavlja zaprt sistem.

Rover išče in kartira lunarni led, kemikalije in podzemne kamnine, ki ovirajo izkopavanje
Spektrometer analizira vzorce tal iz različnih globin za vodo 
Vrtanje pod površino Lune in izkopavanje velikih količin regolita
Prevozno vozilo postavi bager in dostavi regolit

Hrana

Umetna inteligenca spremlja podatke v aeroponičnem rastlinjaku (temperatura, raven CO2, vlažnost, valovna dolžina svetlobe in cikli rasti), nato pa jih prilagodi, da optimizira okolje za gojenje različnih vrst zelenjave.
dodajanje 100 mg gama-aminomaslene kisline (GABA) zelenjavi (na primer ohrovtu Toscano) za zmanjšanje anksioznosti 

Algoritmi interceptivne tehnologije, ki se nosijo, analizirajo podatke (srčni utrip, cikel spanja, telesna vadba, sprememba telesne teže, vnos vode) in izračunajo specializirana individualna hranila.
3D tiskana hrana, prilagojena kaloričnim in prehranskim potrebam astronavtov, pomaga pri tradicionalnih metodah kuhanja
Astronavti skupaj pripravljajo, jedo in pospravljajo obroke ter tako krepijo vezi. 
Zahvaljujoč 3D-tiskanju lahko astronavti uživajo v svojih kulturnih/religioznih obrokih.

Air

Ozračje v bazi nenehno kroži in se čisti, pri čemer se odstranjuje ogljikov dioksid, kisik pa se v zaprti zanki dopolnjuje z zgoraj omenjenim bioreaktorjem.
Za pridobivanje kisika uporabimo tehnologijo koncentrirane sončne energije (potrebujemo majhen reaktor, zunanje tesnilo in fresnelovo lečo) za taljenje regolita. Z elektrodami v reaktorju bomo iz kisika izločili kovine in ohranjali nizek tlak, kisik pa bomo črpali iz sistema in ga shranjevali v plinskih rezervoarjih pod pritiskom.

Napajanje

Električna energija se proizvaja s sončnimi kolektorji, nameščenimi na strehi in v steklu kupole. Ta energija se shranjuje v zaprtem sistemu vodikovih gorivnih celic in baterij, da se poveča varnost in zmanjša možnost izgube energije. Gorivne celice smo izbrali, ker se lahko njihovo gorivo modularno shranjuje v zunanjih rezervoarjih, kar zagotavlja lahkotno rešitev problema shranjevanja energije.

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

Človeški odpadki

Urin in fekalije se obdelajo in predelajo v enoti za ravnanje z odpadki, ki je podobna sistemu za recikliranje vode na Mednarodni vesoljski postaji (ISS), in bioreaktorju, da se pridobita voda in trdni odpadki, ki se lahko varno shranijo ali odstranijo.
Fekalije se s 3D tiskanjem spremenijo v orodja iz bioplastike

Recikliranje

S 3D-tiskanjem ponovno uporabimo določeno plastiko ali kovine v nova orodja.
Z anaerobnim kompostiranjem organske odpadke spremenimo v rodovitno zemljo, ki lahko proizvaja toploto in plin CH4 ter metan, ki sta gorivo za naše rakete.

Shranjevanje

Radioaktivne ali nevarne snovi bi bilo treba hraniti v posebej zasnovanih posodah, da bi preprečili onesnaženje lunarnega okolja.

Poleg tega bo s sistemom označevanja jasno, iz česa je vse narejeno, kako z njim ravnati kot z odpadkom ali kako ga ponovno uporabiti.

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

Na bazi bo nameščena antena za ultrakratkovalovni pas z vsesmernimi sevalnimi značilnostmi, ki se bo uporabljala za lokalno komunikacijo z astronavti med operacijami zunaj baze in za prenos podatkov iz merilnih postaj ali drugih zunanjih naprav. Ta metoda se bo uporabljala samo znotraj obzorja.

Če moramo komunicirati s postajo, roverjem ali senzorjem, ki se nahaja za obzorjem, bomo uporabili metodo Luna-Zemlja-Luna. V tem primeru lahko Zemljo uporabimo kot rele, kar omogoča pokritost skoraj celotne poloble Lune.

Točka, na kateri se nahaja baza, omogoča neposredno stalno komunikacijo z Zemljo z uporabo usmerjenih mikrovalovnih anten. Takšna povezava je zaradi uporabljene frekvence precej odporna na motnje in ne zahteva velike moči.

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.)

Glavni namen plovila LEM je raziskovanje bioloških poskusov in raziskovanje lavinskih cevi. Predlaganih je več poskusov:

Vpliv na rastline in glive. Življenjske oblike se rade prilagajajo novim razmeram, zato bo verjetno prišlo do nekaterih mutacij. Potencialni primerki bi bile radiotrofne glive, kot sta Cladosporium sphaerospermum ali Cryptococcus neoformans.
Biološka modifikacija preživetja rastlin in gliv. Biološke izboljšave bi lahko vključevale večjo produkcijo melanina, pri čemer bi se preizkusila superiornost biološko modificiranih organizmov in njihov vpliv na užitnost rastlin.
Testiranje shranjevanja DNK na Luni. Nekega dne bi lahko Luno uporabili kot skrinjo za genski material, saj je bolje, da pomembne informacije shranjujemo na različnih mestih.
Naša baza bi bila nameščena v bližini potencialnega odseka lavinskih cevi, kar bi omogočilo njihovo raziskovanje z roboti GLIMPSE, podobnimi psom. Ta robotska posadka bi beležila sevanje in temperature v notranjosti ter preučevala geološke vidike teh jam, na primer strukturo in sestavo sten. Roboti bi iskali tudi morebitno vodo. Misijo bi sestavljalo več robotov, ki bi opravljali različne naloge in tako tvorili enotno celoto.           

Ti poskusi zagotavljajo dragocene podatke za poznejše misije in naselbine, ki bi odprle novo gospodarsko panogo.

Poleg tega bo izvedena študija širjenja elektromagnetnih valov v radijskem spektru v okolju brez atmosfere. Ta poskus temelji na preučevanju, kako daleč lahko radijski val potuje v okolju, v katerem ne more priti do odbojev in lomov valovanja. Z izvedbo tega poskusa je mogoče preveriti in ugotoviti največjo razdaljo, na kateri je lahko lunarna baza oddaljena od druge baze ali raziskovalne postaje, morebitnega releja ali lunarnega vozila, da se lahko informacije med njimi stabilno prenašajo.

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

Okoljsko usposabljanje

Astronavti bodo izolirani in za daljše obdobje nameščeni v ekstremnih polarnih okoljih (na primer v zamrznjeni kanadski tundri ali lunarnem habitatu v švicarskih Alpah), da bodo lahko vadili svoje vedenje na odpravi.
V divjini bodo imeli spontane naloge, kot so premikanje tabora, pobiranje hrane in zalog, odvrženih na naključnih točkah, ter prinašanje le-teh nazaj v tabor.
V lunarnem habitatu, ki bo podoben našemu taboru na Luni, bodo izvajali vsakodnevne naloge, ki temeljijo na preteklih misijah ESA/NASA, hkrati pa bodo dobivali tudi spontane naloge, da bi razvili svojo sposobnost improvizacije v težkih razmerah.
Astronavti bodo sodelovali v tečajih ESA Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill (CAVES).

Tehnično usposabljanje

Astronavti bodo trenirali hojo po Luni, sestavljali Moon Camp, zbirali vzorce regolita in izvajali poskuse v bazenu, ki bo simuliral nizko gravitacijo in lunarne svetlobne pogoje. Prst na dnu bazena bo posnemala lunarna tla.
Usposabljali se bodo tudi v virtualni resničnosti, da bi simulirali robotske operacije, ravnanje z maso in celotno misijo, od izstrelitve do pristanka. Virtualna resničnost jim bo omogočila usposabljanje med karanteno pred izstrelitvijo.

Geoznanost

Astronavti se bodo udeležili tečaja Pangea, da bi pridobili znanje o geoznanosti, planetarni znanosti in astrobiologiji, ki je potrebno za "prepoznavanje in dokumentiranje znanstveno pomembnih vzorcev na terenu ter za učinkovito in geološko pravilno komunikacijo z nadzorom na Zemlji".

Usposabljanje za letenje

Astronavti se bodo usposabljali na letalih z zmanjšano gravitacijo, da bi simulirali pogoje nizke gravitacije, ki jih bodo doživeli med poletom na Luno.

Psihološko usposabljanje

Astronavti se bodo udeležili treninga čuječnosti, ki jim bo pomagal obvladati izolacijo in stres.
Ekipa se bo udeležila skupinske terapije, na kateri se bo ukvarjala s komunikacijo, morebitnimi konfliktnimi področji in njihovim učinkovitim reševanjem.

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.

Bazo bi v lunarno orbito prenesli z raketo premera najmanj 14 metrov. Po prihodu v orbito se bo vsak pristajalni modul spustil na določena mesta za pristajanje. Sprva bi posadka po luninem površju potovala z običajnimi lahkimi roverji, ko pa bo baza napredovala, bodo astronavti prešli na rover Desert RATS. Regolit za pridobivanje vodikovega kisika in mineralov bo prevažal avtonomni rover. Poleg tega bomo za avtonomno raziskovanje uporabljali že omenjene robote GLIMPSE, parjene s transportnimi roverji.