moon_camp

Moon Camp Pioneers Galerija 2019-2020

V igri Moon Camp Pioneers je naloga vsake ekipe, da s programom Fusion 360 3D-oblikuje celoten lunin tabor. Razložiti morajo tudi, kako bodo uporabljali lokalne vire, zaščitili astronavte pred nevarnostmi vesolja ter opisali bivalne in delovne prostore.

Ekipa: CAMS Nova

Kalifornijska akademija za matematiko in znanost  Carson    Združene države Amerike 17 do 18 let Tretje mesto - države, ki niso članice ESA

Zunanji pregledovalnik za projekt 3d

Opis projekta

[42]

Opišite svoj projekt Moon Camp.

Naš projekt Moon camp je sestavljen iz 8 glavnih struktur, od katerih ima vsaka pomemben namen. Namen našega rastlinjaka je zagotoviti hrano za astronavte. Astronavti izvajajo raziskave in delajo na projektih v našem laboratoriju, v katerem so tudi zabojčki z mlinskimi črvi. Imamo 5 bivalnih modulov, ki so povezani s skupnim prostorom. Več bivalnih modulov lahko zgradimo z uporabo našega tridimenzionalnega tiskalnika in regolita iz našega obrata za predelavo regolita. Center za sisteme za filtriranje zraka distribuira in uravnava pretok zraka v stavbah. Druga naša stavba je obrat za čiščenje in pridobivanje vode, ki zagotavlja vodo iz mikrovalovnega segrevanja luninega ledu. Naš lunin tabor ima tudi Centripetalno postajo umetne gravitacije, ki jo lahko astronavti redno obiskujejo in vadijo v zemeljski gravitaciji. Glavni vir energije za lunin tabor prihaja iz polja sončnih kolektorjev, ki bi zagotavljali energijo od 75-99% dneva.

Kje želite zgraditi svoj Moon Camp?

Za gradnjo baze na Luni smo se odločili na Luninih polih, ker je tam najbolj trajnostno okolje za astronavte. Temperature na Luninih polih so precej manj ostre kot na preostalem delu Lune. Poljaki so približno 86-89 odstotkov časa osvetljeni s sončno svetlobo in zaradi skoraj stalne sončne svetlobe temperature manj drastično nihajo. Zato je lažje uravnavati življenjske razmere na optimalno temperaturo za astronavte. Na luninih polih se nahajajo tudi številni viri, vključno z luninim ledom, ki je možen vir vode. Ti se nahajajo v stalnih luninih sencah na Luni, ki so jih našli le na polih. Poleg tega je na našem izbranem mestu veliko kraterjev in jam. Na teh območjih je mogoče zgraditi podzemne zgradbe, ki povečujejo zaščito pred zračnim pritiskom, trki asteroidov in temperaturnimi spremembami.

Kako nameravate zgraditi svoj Moon Camp? Opišite tehnike in materiale, ki jih boste uporabili.

Strukture našega luninega tabora bodo delno zgrajene na Zemlji, vendar ne bodo sestavljene. Veliko naših struktur, vključno z geodetskimi kupolami, ki sestavljajo naš bivalni prostor in laboratorij, je zasnovanih tako, da jih je mogoče zložiti/razstaviti na dele za lažji prevoz in ohranjanje prostora. Industrijski gradbeni stroji, ki so prilagojeni za učinkovito delo na površini Lune, bodo prispeli pred strukturami in astronavti, da bi očistili lunin teren. Programirani mehki roboti bodo pomagali pri gradnji luninega tabora. Ker so mehki roboti izdelani iz podajnih materialov, so prilagodljivi, lahko opravijo več različnih nalog in so za ljudi varnejši pri delu. Ti roboti bodo tudi po izgradnji luninega tabora pomagali pri popravljanju struktur. Nove zgradbe bodo hitro zgrajene s pomočjo aditivne proizvodnje, saj bomo s seboj pripeljali velikanski industrijski tridimenzionalni tiskalnik, ki bo zgradil strukture z uporabo obilno razpoložljivega regolita.

Voda
Hrana
Električna energija
Air

Ker je voda življenjsko pomemben vir, ki je potreben za preživetje človeka, smo se odločili postaviti tabor na Luninih polih, kjer so vodni viri. Lunin led se bo talil z uporabo mikrovalovnih modulov in tako zagotovil vodo za naš hidrološki sistem, ki se bo uporabljal za kmetijstvo, hidracijo, higieno, energijo in raziskave. V vodikovih gorivnih celicah, ki pomagajo generatorjem pri proizvodnji električne energije, bo voda podvržena fotolizi, pri čemer bodo nastale molekule kisika in vodikovi ioni za raketno gorivo. Odvečna voda, ki nastaja kot odpadni produkt, se zbira in združuje z vodo iz rastlinjakov in sprejemljivo človeško odpadno vodo za recikliranje.

Naš tabor bo poskrbel za uravnoteženo prehrano, ki bo vključevala več virov hrane. Za ogljikove hidrate bodo poskrbele zelo hranljive rastline, gojene v rastlinjakih, ki uporabljajo reciklirano vodo in zemljo.Rastlinjak je ojačan z žepkastimi kovinskimi strukturami, ki ščitijo pred trki meteoritov in hkrati omogočajo dostop svetlobe, ter je prilagodljiv za akvaponiko, če bi zmanjkalo zemlje. Da bi astronavti dobili vsa potrebna hranila, laboratorij izdeluje vitaminske dodatke in maščobe. Poleg rastlinjakov astronavtom zagotavlja prepotrebne beljakovine tudi farma mlinskih črvov, ki se hitro razmnožujejo in so zelo hranljivi.

Tabor izkorišča sončno energijo na Luninih polih, kjer je sončno obsevanje večje od 1367,6 W/m^2, s pomočjo polja sončnih panelov, ki se premikajo proti soncu. Nekaj električne energije je shranjene v baterijah za uporabo med luninimi mrki. Električno energijo proizvajajo tudi elektromehanski generatorji, ki stalno poganjajo vesoljsko postajo Centripetal Force. Postaja se nenehno vrti in zagotavlja mehansko energijo, hkrati pa ustvarja umetno gravitacijo. Vrtenje postaje je izjemno učinkovito; sila, ki je potrebna za začetek vrtenja s pravilnim številom vrtljajev, da se simulira gravitacija, je zaradi zmanjšane težnosti Lune manjša.

Ključnega pomena je zagotoviti ozračje, ki je optimalno za človekove življenjske pogoje. Kisik se bo v taborišču zagotavljal iz več virov, vključno s fotosintezo rastlin v rastlinjakih. Poleg tega bodo kisikovi generatorji uporabljali ogljikov dioksid in vodo za proizvodnjo več kisika. Center za sisteme za filtriranje zraka razporeja in uravnava enakomeren pretok zraka v različnih stavbah ter vzdržuje pravilne odstotke dušika, kisika, argona in drugih snovi, kar preprečuje zadušitev zaradi ogljikovega dioksida. V centru za sisteme filtriranja zraka so tudi rezervoarji z algami, ki zagotavljajo hranila za uživanje in pomagajo pri proizvodnji kisika.

Kako nameravate zgraditi svoj Moon Camp? Katere materiale boste uporabili?

[54]

Okolje na Luni je za astronavte zelo nevarno. Razložite, kako jih bo vaš tabor na Luni zaščitil.

Na Luni vlada surovo podnebje z izjemno vročino in mrazom. Da bi astronavte zaščitili pred luninimi razmerami, imajo naši objekti nadzorovano temperaturo. Zaradi nizke stopnje gravitacije astronavti izgubljajo kosti in mišice. Naš lunin tabor ima sobo z umetno gravitacijo in opremo za vadbo, ki jo lahko astronavti uporabljajo, da preprečijo hude poškodbe mišičnega in skeletnega sistema. Stavbe vesoljskega tabora so kroglaste oblike, zgrajene tako, da so odporne na udarce mikrometeoritov. Strukture, kot je geodetska kupola, so uporabljene tako, da so moduli varni in vzdržljivi. Življenje na Luni je izpostavljeno stalnemu sevanju. Astronavte, ki živijo na naši vesoljski postaji, bo varoval generator elektromagnetnega polja, ki blokira sevanje. Bivalni prostor, rezervoarji za shranjevanje, center za filtriranje zraka, modul za pridobivanje vode z mikrovalovi in vodikove gorivne celice se nahajajo v podzemnem tunelu, kar astronavte dodatno ščiti pred sevanjem, podnebjem in meteoriti.

Opišite dan na Luni za svojo astronavtsko ekipo na taboru Moon Camp.

Dan astronavta v taboru na Luni se začne ob približno 6. uri zjutraj in konča ob približno 21. uri zvečer. Njihov urnik je narejen po vzoru rutine astronavtov, ki živijo na Mednarodni vesoljski postaji. Prebivalci našega luninega tabora imajo tri obroke na dan in morajo opraviti dve uri vadbe v centripetalni vesoljski postaji z umetno gravitacijo. Življenje v okolju z nizko gravitacijo škoduje kostni in mišični masi, pri čemer se 1-2% kostne mase zmanjša že v enem mesecu. Z vadbo v pogojih zemeljske gravitacije preprečimo dolgoročno oslabitev astronavtovega telesa. Čez dan člani posadke delajo v skladu s svojim strokovnim področjem, raziskovalci pa nadzorujejo njihove projekte in analizirajo podatke. Raziskovalci, ki so jim odobrili projekte, ki jih bodo izvajali v taboru, svoj čas porabijo za zbiranje podatkov o prehrani, svojem zdravju, sončnem sistemu, luninem ledu, lastnostih lunine zemlje in še čem. Člani posadke se odpravijo na ekspedicije, na katerih raziskujejo in kartirajo Lunino površje ter preizkušajo nove površine in predore z vidika varnosti, da bi se lažje odločili, v katero smer se bo tabor širil. Vzdrževanje in gradnjo opravljajo človeški delavci skupaj z mehkimi roboti, ki so veliko varnejši za delo, saj so sestavljeni iz materialov, ki se podrejajo predpisom, in napolnjeni z zrakom, ne pa s trdo kovino kot večina robotov. V laboratoriju astronavti delajo na projektih, kot je raziskovanje parnih usedlin v lunarni zemlji. Primer raziskovalnega projekta v našem taboru je raziskava kemične sestave regolita, za katerega so nedavno ugotovili, da vsebuje mikrometrska mineralna zrna, ki so obdana s tankimi amorfnimi obrobami, kar kaže na to, da je bil izpostavljen sončnemu vetru. Trenutno vlada napačno prepričanje, da so amorfni robovi posledica poškodb zaradi sevanja, vendar elektronska mikroskopija kaže, da so amorfni robovi sestavljeni iz materiala, ki se je usedel iz pare ob trkih mikrometeoritov na Luni, zato bomo zbrali več podatkov, ki bodo potrdili ta nova opažanja. Poleg opreme in potrebščin za izvajanje raziskav so v laboratoriju nameščeni tudi zabojčki z mlinskimi črvi, ki so dober vir hranilnih snovi in beljakovin. Prebivalci luninega tabora lahko uporabljajo teleskop, zgrajen v laboratoriju, in si ogledujejo druge dele sončnega sistema.



← Vsi projekti