Team: BENDIS

Kategorija: 1. mesto - države članice ESA | 1. mesto - države članice ESA | Timisoara - Romunija |  Nacionalna šola "Constantin Diaconovici Loga"

Opis projekta

2.1.a. Kje na površini Lune bi postavili svoje zavetišče? 
Blizu Luninih polov

2.1.b. Pojasnite svojo izbiro iz vprašanja 2.1. 
Po preučitvi različnih informacij o Luni se je ekipa Bendis odločila, da je najprimernejši kraj za postavitev našega luninega tabora severni pol Lune. Pri izbiri lokacije smo upoštevali dva glavna vira, ki sta nujno potrebna za dobro delovanje baze in sta na tem mestu na voljo v velikih količinah. Poleg tega so temperature na Luni zaradi pomanjkanja atmosfere precej ekstremne. Na severnem tečaju so temperature v razponu (-50 stopinj C, 0 stopinj C), kar omogoča učinkovitejše upravljanje. Prvi vir je ICE. Led je mogoče zbrati in stopiti, ga analizirati, raziskovalci pa upajo, da je lahko piten. Na ta način lahko zagotovimo pomemben element za podporo življenju na Luni. Po drugi strani pa lahko vodo z elektrolizo ločimo na kisik (za podporo življenja) in vodik (uporaben kot gorivo). Drugi dragoceni vir je sončna svetloba. Na severnem tečaju je sončna svetloba stalna, zato lahko nameščeni sončni kolektorji proizvajajo energijo brez prekinitev. Upoštevani so bili tudi drugi vidiki. Na tem območju Lune so prejšnje misije pokazale prisotnost lavnih cevi, ki so se pojavile v zgodnjih fazah Luninega življenja. Te tunele lahko astronavti uporabljajo kot začasno zatočišče, ki zagotavlja zaščito pred meteoriti in skoraj stalno temperaturo -20 stopinj C, dokler ni zgrajena lunina baza. Potem se lahko predori še vedno uporabljajo kot skladišča.

2.2.a. Kje bi zgradili zavetišče: na površini ali pod zemljo? 
Na površini

2.2.b. Pojasnite svojo izbiro pri vprašanju 2.2.
Baza bo postavljena na površini Lune, da bi se izognili obsežnim izkopavanjem. S postavitvijo na površini Lune se bo bistveno skrajšal tudi čas gradnje objekta. Najboljši kraj bi bil lahko na primer dovolj velik krater. Na ta način je baza nekako zaščitena s stenami kraterja. Zgraditi je treba vhod v krater. Druga prednost postavitve tabora v krater je ta, da nudi minimalni zaščitni ščit pred luninimi razmerami. Prav tako ponuja razmeroma majhna temperaturna nihanja, saj je postavljen v senci sten kraterja. Takšno mesto, ki se nahaja na severnem tečaju Lune, je popoln kandidat, saj ponuja stalen dostop do sončne svetlobe, ki se lahko prek sistema zrcal usmeri skozi krater.

3.1. Kako velik bo vaš Moon Camp?
Tabor je sestavljen iz petih modulov, ki jih povezujejo predori, po katerih lahko astronavti hodijo iz enega modula v drugega. Prizadevali smo si oblikovati bazo tako, da bi bila čim bolj kompaktna in hkrati zagotavljala udobje. Jedrski reaktor ima premer 10 metrov in je nameščen zunaj samega tabora, da bi prebivalce čim bolj zaščitil pred obsevanjem. Rastlinjak je največji modul s premerom 20 metrov. Spalnica, eden najmanjših modulov, ima premer le 13 metrov, vendar je še vedno dovolj prostorna za 4 astronavte. Tudi skladiščni modul je nekoliko manj prostoren od drugih, saj ima premer 15 metrov, medtem ko ima komandni center premer 10 metrov. Predor, ki zagotavlja vhod v bazo, in tisti z vhodom v reaktor sta dolga 8 metrov, saj vključujeta komoro za znižanje tlaka. Drugi predori so dolgi 4,75 metra. Dejanska površina baze, brez generatorja (ki je zunaj baze), je približno 1056 kvadratnih metrov (podobno kot kvadrat s stranico 32,5 metra). Poseben prostor, prav tako zunaj baze, je napolnjen s sončnimi paneli in pokriva kvadrat s stranico 31 metrov, kar pomeni približno 960 kvadratnih metrov. Ocenili smo 496 sončnih panelov.

3.2.a Koliko ljudi bo sprejel vaš Moon Camp? 
3 - 4 astronavti

3.2.b. Pojasnite svojo izbiro pri vprašanju 3.2. 
Po naših ocenah bi več kot štiri osebe potrebovale več rastlinjakov, bivalnih modulov in veliko več elektrike, kar so le razširitve preprostejšega tabora, v katerem lahko bivajo štiri osebe. Upoštevati moramo tudi porabo hrane, vode in kisika na osebo ter ravnanje z odpadki. Zato smo na Luni izvedli šele prvo fazo naših prizadevanj za kolonizacijo. Vedno je mogoče zgraditi nove module in jih povezati s starejšimi, kar daje možnost neomejene širitve.

3.3.a Katere lokalne vire Mesečina bi uporabili? 
Vodni led
Regolit (Lunina zemlja)
Sončna svetloba

3.3.b. Pojasnite svojo izbiro pri vprašanju 3.3.
Predlagamo, da med bivanjem v luninem kampu uporabljate vse vrste lokalnih virov. Regolit bo uporabljen v večini stavb kot glavni gradbeni material. Pridobivamo ga lahko z luninim rezilom, nato pa ga shranimo in uporabimo kot surovino za 3D-tiskanje. Kasneje se lahko regolit uporabi za pridobivanje majhnih količin vode, s katero se bodo krpale razpoke in luknje v zgradbah. Prav tako ga je mogoče uporabiti za pridobivanje kovin in mineralov. Vodni led je še en material, ki ga bomo pridobivali z luninim rezilom. Ker je baza postavljena na severnem tečaju Lune, je to dostopen vir. Tanke kose ledu, pridobljene s to tehniko, je mogoče pretopiti v vodo, nato pa jo uporabiti tako, kot je, ali pa jo podvreči elektrolizi za pridobivanje kisika (potrebnega za dihanje) in vodika (zelo močnega goriva). Sončna svetloba bo glavni vir energije za bazo. Ta vir energije skoraj nikoli ni moten (razen v primeru mrka). Z zrcalnimi sistemi v kombinaciji s sončnimi ploščami je mogoče zajeti več svetlobe in povečati količino proizvedene energije.

3.4. Razložite, kako nameravate zgraditi svoj projekt na Luni. Vključite informacije o materialih in gradbenih tehnikah, ki jih nameravate uporabiti. Poudarite edinstvene značilnosti svojega projekta. 
Naš lunin tabor bo v celoti zgrajen iz lunine zemlje. Zaradi majhnega gravitacijskega pospeška na Luni je kopanje težko izvedljivo. Po mnenju strokovnjakov Nase je naprava, ki jo lahko uspešno uporabljamo na Luni, lunarno izkopno rezilo. S takšno napravo lahko teraformiramo teren za zgradbe taborišča. Uporabna je tudi za odstranjevanje luninega prahu s celotnega območja tabora, pripravo okolja za postavitev solarnih panelov, območij pristanka in potiskanje prek meja baze. Izkopani regolit bo uporabljen v 3D-tiskalniku velikih dimenzij, zložljivem za izdelavo modulov in povezovalnih kanalov. Za modularno gradnjo smo se odločili, ker jo je mogoče preprosto razširiti in ker zmanjšuje izgubo materiala in virov v primeru zunanjih vplivov nad taboriščem. Struktura geodetske kupole, ki smo jo sprejeli za vsak modul, je trajna, samozadostna, njene trikotne površine pa je mogoče v primeru poškodb preprosto zamenjati. Veliko pozornosti smo namenili življenjski podpori našega tabora. Okoli rastlinjaka smo zasnovali sistem za prečiščevanje vode. Po vsej bazi smo namestili zbiralnike vodne pare. Voda, kisik in elektrika se prenašajo po mreži kablov in cevi okoli modulov. Del vode se združi s hranili in se uporabi za rast rastlin v rastlinjaku.

3.5. Opišite in razložite zasnovo vhoda v vaš Moon Camp.
Vhod v lunin tabor bo sestavljen iz enega šestkotnega kanala z dvema komorama. Kisik iz prve komore bomo odsesali v preostali del baze, da bi preprečili kakršne koli izgube in povečali količino vode, ki jo lahko proizvedemo. Nato bo astronavt odprl vrata, podobna podmornici, in vstopil v prvo komoro. Ko bo vstopil v komoro, bo zaprl vrata in začel se bo postopek stabilizacije tlaka. Po stabilizaciji tlaka se bodo odprla druga vrata druge komore, kar bo astronavtu omogočilo dostop do Moon camp. Isti sistem z razbremenilno komoro se uporablja za vstop v jedrsko baterijo.

3.6. Razložite, kako lunin tabor zagotavlja zaščito astronavtov.
Vsak modul v naši zasnovi bo imel obliko geodetske kupole. Trikotni elementi kupole so strukturno togi in porazdelijo obremenitve po celotni strukturi, zato kupole prenesejo zelo velike obremenitve in udarce. Geodetske kupole modulov bodo v povprečju debele en meter, tako da jih asteroidi majhnih dimenzij ne bodo mogli zlahka prebiti. Vsak modul, razen rastlinjaka, bo za dodatno zaščito pred temperaturnimi spremembami, sončnim sevanjem in mehanskimi udarci prekrit z lunarno zemljo. Debelina in pokritost z zemljo naj bi ustvarila močno strukturo, ki se bo težko zrušila ali poškodovala. Šestkotni povezovalni kanali bodo imeli na obeh koncih vrata, tako da se v primeru poškodbe enega vrata zaprejo in se zmanjša izguba kisika. Kot je bilo omenjeno v prejšnjem poglavju, je treba celotno območje luninega tabora očistiti luninega prahu, saj ga že najmanjši premiki spravijo v gibanje. To je resnična nevarnost, če se bodo drobna zrnca luninega prahu usedla na sončne panele (kar bo zmanjšalo sprejemno površino panelov) ali vstopila v bazo (kar bo astronavtom med drugim povzročilo težave z dihali).

3.7. Opišite lokacijo in ureditev spalnega in delovnega prostora.
Bivalni modul je razdeljen na dve polovici. V prvi so 4 sobe, v katerih so prostori za shranjevanje, mize in prostori za spalne vreče. Vsaka ima približno 10 kvadratnih metrov, kar je na podlagi študij pokazalo, da je to dovolj prostora za eno osebo. V drugo polovico smo umestili kopalnico, več shranjevalnih prostorov, avtomat za vodo, električno pečico, napravo za telesno vadbo, komplet prve pomoči, rezervni sistem za podporo življenju ter jedilnico z mizo in stoli, ki se lahko uporablja tudi za shranjevanje. Astronavti bodo večino dejavnosti opravljali v rastlinjaku, na delovni mizi v poveljniškem centru za popravilo poškodovanih delov, med uporabo naprave za telesno vadbo in med izvajanjem raziskav ali različnih vzdrževalnih nalog.

4.1. Opišite, kaj bo vir energije za zavetišče. 
Glavni vir energije bodo sončni kolektorji (z učinkovitostjo 22%, ki proizvajajo približno 270 kW/h električne energije). Vendar so trenutki, ko sončna svetloba ne ustreza receptorjem (mrki), in morda bomo potrebovali nekaj dodatne energije. Takrat pride na vrsto rezervni vir energije, jedrska baterija. Baterija je učinkovit vir energije, vendar proizvaja sevanje, zato je bolje, da jo uporabljamo le po potrebi. Del stopljenega ledu lahko podvržemo elektrolizi in dobimo še en vir energije, vodik, ki se uporablja kot gorivo za stroje. Ocenjujemo, da bo poraba energije približno 220 kW/h, zaradi lokacije na območju stalne sončne svetlobe pa potrebujemo manjšo količino baterij (približno 30 kubičnih metrov litij-ionskih baterij, ki bi morale zadostovati za vsaj 3 dni), ki se uporabljajo le v nujnih primerih.

4.2. Opišite, od kod bo izvirala voda. 
Voda je nepogrešljiv element ne le na Luni, temveč tudi na Zemlji, saj je bistvena za biološko življenje. Naša baza ni po naključju na enem od Luninih polov, saj so predhodne raziskave dokazale obstoj velikih količin zamrznjene vode v zemlji. Led se izkoplje, stopi, usede, filtrira in kemično obdela v posebni napravi zunaj tabora, tako da ga astronavti lahko uporabljajo ne le za pitje, temveč tudi za vsakodnevno higieno (umivanje, tuširanje, stranišče). Majhne količine vode je mogoče pridobiti iz človeškega znoja in urina. Uporabljena voda se lahko reciklira, filtrira in ponovno uporabi tako za ljudi kot za rastline.

4.3. Opišite, kaj bo vir hrane. 
Eden od virov hrane bo hrana, prinesena z Zemlje, za začetno fazo naselitve luninega tabora. Sestavljena bo iz hrane v pločevinkah in dehidrirane hrane. Drugi vir hrane bo rastlinjak, zgrajen v luninem taboru, takoj ko bo začel proizvajati blago. Rastlinjak je namenjen gojenju vseh vrst rastlin v ustreznih pogojih. Za rastlinjak je namenjen en modul tabora. Zgrajen je na treh ravneh, ki so med seboj povezane z vodnimi cevmi. Cevi so podpora za gojenje rastlin, ki potrebujejo le vodo s hranili (solata, aromatična zelišča). Na ploščadih v nivojih bodo rasle rastline, ki potrebujejo tudi zemljo (paradižnik, krompir, rdeča pesa). Vmesna raven bo vključevala tudi rezervoar za gojenje spiruline (kot dragocenega vira hranil).

5.1. Kaj bi radi preučevali na Luni? 
Po pričakovanjih smo zelo radovedni glede skrivnosti Lune. Zato smo načrtovali vrsto predlogov poskusov, ki jih bo izvedla ekipa astronavtov, ki bo ostala v luninem taboru. V začetnem obdobju, dokler ne bo zgrajena baza, je mogoče izvajati poskuse z vodo, da bi ugotovili njene lastnosti in preverili, ali je pitna. Na regolitu, zbranem na različnih območjih, se lahko opravijo analize, da se preverijo njegove lastnosti kot gradbenega materiala. Kasneje se lahko opravijo raziskave, da se določijo območja za pridobivanje kovin ali drugih dragocenih mineralov za podporo konstrukcijam na Luni. Po izgradnji baze bo posebna pozornost namenjena rasti rastlin, da bi preučili njihovo obnašanje in razvoj v vesoljskih razmerah, od semena do zrelosti in žetve. Zanima nas, kako rastejo rastline pri umetni svetlobi, hranjene s hranili in reciklirano vodo, brez ali z majhno količino zemlje. Zasnova rastlinjaka uporablja platforme za gojenje rastlin v majhni količini zemlje, ki je nastala s kompostiranjem človeških odpadkov. V njem je tudi posebna posoda za gojenje spiruline. Posebni viseči lončki, povezani z vodnimi cevmi, se uporabljajo za gojenje rastlin neposredno v hranilni vodi. Drugi vidiki, ki jih je treba upoštevati, so povezani z ravnanjem z odpadki in njihovo pretvorbo v hranila ali materiale za ponovno uporabo. Drug pomemben vidik je energija, ki se proizvaja za ohranjanje življenja v kampu. Sisteme sončnih panelov je treba skrbno spremljati. Proučiti je treba količine proizvedene energije, da bi jo lahko ustrezno shranili za poznejšo uporabo. Opredeliti in preučiti je treba alternativne vire energije. Opazovanje je treba usmeriti na padec meteoritov in na okoljske razmere na Luni, vključno s sevanjem. To bo pripomoglo k izboljšanju zasnove tabora in določilo najprimernejše materiale, ki jih je treba uporabiti, da se čim bolj zaščiti integriteta astronavtov, rastlin in opreme. Seveda je treba opraviti tudi študije o ljudeh, ki bodo prebivali v luninem taboru. Analizirati je treba obnašanje astronavtov v primeru daljšega bivanja na Luni. Poskrbeti je treba za fizične in duševne vidike. Za preučevanje okolja se lahko postavi mreža roverjev, ki bodo pokrivali velika območja v bližini tabora.

Projekte ustvarjajo ekipe, ki so v celoti odgovorne za skupno vsebino.