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.

Bartholdi Space Program

  Drugo mesto - Države članice ESA

Lycée bartholdi  Colmar-Grand Est    Francija 18, 17   6 / 2 Angleščina
Programska oprema za oblikovanje 3D: Blender



Youtube Video Link:


1.1 - Opis projekta

Stephen Hawkings je dejal: "Če bi se omejili na zemeljske zadeve, bi omejili človeškega duha."

S tem citatom v mislih smo si zamislili novi dom človeštva, Hestijo. Hestia je sestavljena iz številnih šeststranskih lunarnih modulov, ki prinašajo največ koristi od vseh možnih oblik. Vsak od njih je samostojen in povezan z drugimi zaradi zračnih zapornic, ki uravnavajo tlak in preprečujejo širjenje nesreč. Hestia je temeljila na želji po ustvarjanju optimizirane baze.

Najprej je območje, namenjeno vsakdanjemu življenju astronavtov, z velikim modulom, imenovanim "glavni modul", v katerem so kuhinja, skafandri in sredstva za komunikacijo z Zemljo. Nato sledi drugo območje, namenjeno delu, ki ga sestavljajo moduli za gojenje, skladiščenje in laboratorij.

Dobro počutje astronavtov je pomembno, zato smo razmišljali o sprostitvenem modulu s stropom iz stekla, ki se odpira v vesolje. Če se astronavti počutijo utesnjene, je ta lunarni modul način za pomiritev in občudovanje prostranosti našega sveta.

Zunaj baze bodo majhni bazeni, namenjeni elektrolizi vode in luninega regolita ter proizvodnji električne energije s pomočjo sončnih kolektorjev.

Zato je Hestia varna, optimalna in prijetna baza.

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

Naše poslanstvo ima dva cilja. Prvi je preučiti, ali lahko človeštvo živi, se prilagodi in razvija na drugem nebesnem telesu, ki ni Zemlja.

Misija Hécate I bo pomenila izvedbo in zagon projekta Hestia, misija Hécate II pa prihod astronavtov. Slednji nam bodo omogočili, da odkrijemo in raziščemo Luno, da bi dobro spoznali njene značilnosti in osvojili satelit modrega planeta. Tu je naš drugi cilj.
S spoznavanjem Lune tako pridobimo več znanja o drugih nebesnih telesih in napredujemo v znanosti o vesolju.

Poleg tega je Hestia prvi korak k večjim možnostim. Po Hestii bomo namreč lahko ustvarili druge baze z različnimi nameni, na primer za sestavljanje vesoljskih raket, ki ne bi mogle odleteti z Zemlje, in njihovo izstrelitev z Lune. Tako bo naš satelit služil za izdelavo vesoljskih raket, ki bodo dosegle oddaljene destinacije.

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

Za bazo smo izbrali grebene kraterja Shackleton, ki se nahaja v bližini južnega pola Lune. Ta kraj je kot nalašč za izvedbo našega projekta.
Ta ima opazne prednosti, kot sta šibka toplotna amplituda in velika količina sončne svetlobe. Slednja daje bazi zadovoljivo električno moč.

Poleg tega je prisotnost vode v velikih količinah (v obliki ledu) odlična za zadovoljevanje potreb baze in pridobivanje vodika, ki je ključnega pomena za proizvodnjo vnetljivih snovi.

Pomembna točka: krater Shackleton obdaja veliko materiala, ki ga je po vsej verjetnosti mogoče pridobiti, kot je regolit.

Bližina kraterja z južnim polom - bazenom Aitken - astronavtom ponuja možnosti za izvajanje raziskav zaradi neobičajnih značilnosti tega kraja.

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.

Prva misija, imenovana Hécate I, bo na Luno poslala potrebno opremo za gradnjo baze. Naša baza bo zgrajena, začenši z najpomembnejšimi in nujnimi deli, s pomočjo robotskih roverjev, ki bodo lahko nosili težke tovore.

Baza bo z zračnimi zapornicami razdeljena na več prostorov in bo organizirana kot lunarni moduli. Tako bo mogoče postopoma vzpostaviti glavni modul in dele, ki so potrebni za ohranjanje življenja na krovu. Preostali deli bodo nameščeni pozneje, po nastanitvi astronavtov med Hécate II.

Želeli smo imeti obliko, ki omogoča dobro organizacijo razpoložljivega prostora in jo je enostavno sestaviti. Zato smo se odločili za šesterokotnik, obliko, ki izpolnjuje vse zahteve.
Poleg tega bodo naši moduli izdelani iz zelo odpornega večplastnega poliestra Vectran, da bi zmanjšali stroške in skupno težo. Ko vesoljske rakete pristanejo, je edino potrebno napolniti module z ozonom, ki ga kmalu nadomesti voda iz luninih ledenikov. Tla modulov bodo sestavljena iz plošč iz titana.

Nenazadnje bo baza prekrita s plastjo regolita, ki ga bo s pomočjo prenosnega robota izkopal iz Luninega površja.

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

Baza je bila zasnovana tako, da je ščitila astronavte in jim omogočala razvoj v idealnih razmerah.
Lunarno okolje je sovražno, zato je večplastni poliester, iz katerega so izdelani naši moduli, odgovor na te omejitve. Zaradi svoje odpornosti, ki je petkrat večja od jekla in desetkrat večja od aluminija, je učinkovita zaščita pred vesoljskimi odpadki.

Poleg tega zaradi napihljivosti podlage zunanjo in notranjo plast ločuje plin, ozon, ki absorbira večji del sončnih UV-žarkov. Nato se ta prostor postopoma zapolni z vodo, ki je boljši izolator sonca kot ozon in zagotavlja zadovoljivo hermetičnost.
Poleg tega bo okoli naše baze nameščena še ena zaščita: regolit. Regolit bo deloval kot ščit, ki blaži sončno sevanje.
Da bi preprečili okužbe in nabiranje prahu v bazi, bodo pred vsakim vhodom in med moduli, ki se uporabljajo za gojenje, zgrajeni sterilizacijski prostori. Poleg tega v primeru puščanja ali okvare ne bodo prizadeti vsi moduli, saj bo vsak modul neodvisen od drugih. Nevarnost širjenja nevarnosti je tako odpravljena. Vsak modul je razdeljen z dekompresijsko komoro.

Moduli, v katerih se lahko zgodijo incidenti, na primer laboratoriji ali električni center, so bili postavljeni na stranski tir, tako da v primeru, da se kaj zgodi, to ne bo vplivalo na glavni modul.

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

Dostop do virov za zadovoljevanje človeških potreb je glavni pogoj za uspeh Hestie.

Najprej bodo z Zemlje pripeljali prevozne stroške, ko bo Hécate II nameščen in bo začel delovati, pa bo vsa zelenjava pridelana na kraju samem. V bazi bodo na voljo le proizvodi, ki jih je enostavno pridelovati na omejenih območjih, kjer sta prostor in čas omejena. Razmisliti smo morali o količini, ki jo je mogoče pridelati, ter o potrebah po vodi in gnojilih. Nekatere vrtnine potrebujejo malo vode in gnojil ali pa jih sploh ne potrebujejo (krompir, leča, rdeča pesa, stročji fižol, špinača in rdeče sadje). Da bi posnemali letne čase, bomo pri vsakem nadgrajenem pridelku postavili UV-žarnice in tako optimizirali omejen prostor lunarne baze. Verjetno smo načrtovali tudi ribogojstvo. Astronavti bodo imeli dostop do vode zaradi ledu, ki je prisoten na luninih tleh.

Rover bo umazani led, ki je bil predhodno izvrtan, s pomočjo sončnih kolektorjev segreval, dokler se ne stopi. Ne glede na to, ali se voda uporablja v tuših, strojih ali nastaja pri potenju astronavtov, se bo s filtracijo reciklirala, dokler ne bo spet popolnoma uporabna. Skladiščena bo v modulih, posebej zasnovanih za ta namen.
Zrak in elektrika sta prav tako pomembna za nemoteno delovanje misije in preživetje astronavtov na dolgi rok. Tudi tokrat se uporablja voda. Elektriko in zrak bodo namreč proizvajali majhni bazeni, v katerih poteka elektroliza vode in na katerih bodo nameščeni sončni kolektorji.

Drug stroj bo poskrbel, da bosta skozi podstavek tekla elektrika in zrak. Medtem ko se elektrika shranjuje v modulu, zrak potuje po bazi in se reciklira za ponovno uporabo.

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

Še en pomemben delež dobrega poslovanja misije je čim večja ponovna uporaba odpadkov, da bi zagotovili večjo neodvisnost modrega planeta. Zato je treba reciklirati urin kot fekalije, da se zagotovi trajnost projekta Hestia.

Urin se s filtriranjem prečisti, da bi ga lahko ponovno zaužili. Voda je bistvenega pomena za astronavte, na splošno pa je dragocen vir za ljudi. Če jo lahko pridobivamo na ta način, je to velika prednost.

Fekalije se bodo uporabljale kot gnojilo za rast nasadov v bazi. Dejansko so iztrebki pod okriljem smiselne uporabe in dodani drugim naravnim gnojilom zadovoljiv način za pridobivanje količin gnojil na Luni.

Te metode omogočajo astronavtom resnično avtonomijo.

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

V kraterju Shackleton je nemogoče vzdrževati neposreden stik z Zemljo, če se uporabljajo satelitske antene.

Zaradi vrtenja Lune okoli Zemlje krater Shackleton namreč ni pogosto viden in v večini obdobij ostaja skrit. Da bi to premagali, je treba na mesto, kjer se nahaja krater Shackleton, postaviti geostacionarni relejni satelit, usmerjen 30° proti Zemlji glede na krater, ki bi prenašal Hestijine komunikacijske podatke satelitom TDRS (Tracking and Data Relay Satellites). Na ta način bo Hestia vzdrževala skoraj neprekinjeno komunikacijo z Zemljo (nekaj prekinitev se lahko zgodi, ko komunikacija preide na drug satelit TDRS).

V drugih lunarnih bazah, ki so od Hestie oddaljene do 100 km, je mogoče uporabljati walkie-talkie. Za razdalje, večje od 100 km, pa bomo lahko v vsako bazo namestili satelitske krožnike in komunicirali prek satelitskega sistema.

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.)

Med misijo Hecate II bodo izvedeni naslednji poskusi;

- Študija obnašanja rastlin: primerjava hitrosti in kakovosti rasti z rastjo, izmerjeno na Zemlji, študija vpliva nizke težnosti na kalitev in pridelek, opazovanje rasti v substratu iz lunarne zemlje: ali so potrebe rastlin po hranilih zadovoljene?

- Študija sestave lunine zemlje: iskanje morebitnih težkih kovin ali mineralov, ki predstavljajo tveganje za zdravje astronavtov, zlasti v primeru uživanja rastlin, gojenih v substratu, ki vsebuje lunino zemljo.

- Raziskovanje notranje strukture Lune (narava in gostota materialov) s pomočjo širjenja seizmičnih valov, da bi našli uporabne vire.

- Raziskovanje okolice baze za kartiranje ledene površine, ki jo je mogoče izkoristiti.

- Študija vedenja enoceličnih organizmov :

¤ Physarum polycephalum: primerjava rezultatov z rezultati, pridobljenimi na Zemlji in na ISS.

¤ Pekovski kvas (Saccharomyces cerevisiae): vpliv nizke teže na postopek peke kruha.

- Dnevna analiza spanja posadke: biološka ura, kakovost spanja, odziv na spremembo dnevno-nočnega cikla.

- Študija vpliva nizke gravitacije na delovanje človeškega telesa: možganska in srčna aktivnost, krvni obtok, obnašanje mišic, dihalna zmogljivost, prebava, prehod skozi črevesje, delovanje ledvic, mikrobiota.

- Študija življenjskega cikla rumenega mlinskega črva (Tenebrio molitor): ličinka (mlinski črv) je vir beljakovin za astronavte.

- Študijski projekti, ki bodo učencem na Zemlji omogočili izvajanje preprostih poskusov in primerjavo rezultatov z rezultati, pridobljenimi na Luni.

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

Med misijo na Luni se je treba znati prilagoditi novemu sovražnemu in nepredvidljivemu okolju ter se znati pravilno odzvati na vsako nepričakovano situacijo. Zato mora posadka misije Hécate opraviti dolg in strog program usposabljanja. Ta program je sestavljen iz tečajev usposabljanja za izpopolnjevanje znanja angleščine in ruščine, speleologije, usposabljanja za preživetje in dolgotrajnega simuliranega bivanja na Luni.

Z učenjem angleščine in ruščine se posadka lažje sporazumeva.

Kar zadeva tečaje speleologije, se zdi pomembno vedeti, kako se razvijati v jamah ali predorih, da bi olajšali podzemne raziskave Lune, kjer bodo astronavti uspešno opravili svoje raziskave.

Poleg tega morajo znati živeti samostojno v daljših obdobjih, saj astronavtom na Luni (ki je od Zemlje oddaljena več kot 380 000 km) ni mogoče hitro pomagati. Zato bodo morali štirje člani misije opraviti obdobja simuliranega življenja v bazi, kjer se bo njihov lunarni način življenja ponovno vzpostavil na Zemlji. Tako se bo posadka navadila na opremo, ki se bo uporabljala v njihovi bodoči bazi, na njihovo bodočo obleko in se naučila dalj časa živeti skupaj.

Ta usposabljanja ne bodo potekala v Utahu ali Izraelu kot pri pripravah na življenje na Marsu, temveč na Antarktiki, kjer je hladno, izolirano in kamnito puščavsko podnebje podobno tistemu na Luni. Poleg tega je strm, skalnat in zamrznjen teren tudi dober način za preizkušanje vozil, ki jih bodo astronavti uporabljali na Luni.

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.

Za pošiljanje vse potrebne opreme za postavitev baze na Luni in za posadko smo načrtovali pošiljanje dveh različnih raket (Hécate I in II). Prva bo odnesla opremo za gradnjo baze in različne roverje, druga pa posadko.

Ob njihovem prihodu bodo roverji, ki jih bo poslala prva raketa, že sestavili najmanj, kar je potrebno. Nekateri od teh roverjev bodo morali bazo pokriti z regolitom, ki je naravna zaščita pred kozmičnim sevanjem.

Drugi roverji bodo z lunarnih tal pridobivali led, ki ga bodo nato stopili in prepeljali v bazo.

Nazadnje bosta dva človeka v istem roverju raziskovala Luno, najprej nekaj ur zaradi težav z vožnjo po lunarnih tleh.

Šele ko se bomo dobro uveljavili, bomo lahko šli dlje in dlje časa.

Drugi projekti: