Международный конкурс проектирования космических поселений - International Space Settlement Design Competition

Анита Гейл, основатель Международного конкурса проектов космических поселений

В Международный конкурс проектирования космических поселений, более известный как «SpaceSet» или «ISSDC», - это ежегодный конкурс, основанный Анитой Гейл и Диком Эдвардс, при поддержке НАСА. Конкурс проводится для старшеклассников и пытается воссоздать опыт работы в команде предложения аэрокосмической компании. Команды, известные как «компании», должны разработать космическая колония выполнить Запрос на предложение (RFP).

История

В 1983 году, когда планы строились Бойскауты Америки для Национальной исследовательской конференции 1984 года руководящая группа Научно-инженерного кластера стремилась включить мероприятие, связанное с космосом. Эвелин Мюррей из Общества женщин-инженеров знала Аниту Гейл, которая работала над программой "Спейс шаттл". Затем последовали письма с рекомендациями и расширением идей, завершившимися телефонным разговором между Гейлом в Калифорнии и Робом Колстадом (членом руководящей группы) в Техасе. Они провели мозговой штурм и создали базовую структуру мероприятия, которая должна быть одновременно соревнованием дизайнеров и симулятором управления. Гейл и Дик Эдвардс написали материалы для игры. Первый конкурс на проектирование космических поселений был проведен в Университете штата Огайо в августе 1984 года, в нем приняли участие около 75 человек. Мероприятие оказалось весьма успешным. Астронавт Стори Масгрейв зашел посмотреть презентации дизайна.

Научно-технический кластер исследователей (возглавляемый Брайаном Арчимбо) был впечатлен этим событием, и было решено обеспечить его продолжение в той или иной форме. Доктор Питер Мейсон и пост космических исследований НАСА Лаборатория реактивного движения в Пасадена, Калифорния, согласились опробовать формат на местном уровне. Первый SpaceSet (имя предложено Натаном Хокинсом из поста космических исследований) проводился в 1986 году. Восемнадцать соревнований SpaceSet были проведены в JPL с постоянным участием Аниты Гейл, Дика Эдвардса, Роба Колстада и доктора Мэйсона. Каждый год в нем участвовало до 160 молодых людей, и на каждом мероприятии ставились разные дизайнерские задачи. Организаторы конкурса запросили проекты космических поселений в г. Околоземная орбита, на Земле Луна, на орбите вокруг Марс, и так далее и на орбите вокруг Венера (были внесены некоторые ограниченные атмосферные изменения, чтобы сделать его пригодным для жилья). Одно поселение на орбите Земли должно было быть способным переместиться в другую солнечную систему.

Первый ежегодный национальный конкурс был организован, когда исполнительный директор SpaceWeek International Брайан Арчимбо посчитал, что конкурс на проектирование космических поселений будет подходящим мероприятием в ознаменование 25-й годовщины первой высадки на Луну. Национальное мероприятие проходило 17-19 июля 1994 года в Вашингтоне, округ Колумбия.Астронавты и космонавты, набранные в качестве добровольцев для этого мероприятия, были настолько впечатлены его образовательной ценностью, что настояли на том, чтобы оно продолжалось как ежегодное мероприятие.

После того, как Брайан Арчимбо покинул SpaceWeek International в 1994 году, организация решила больше не поддерживать программу. В 1995 году компания Epcot из Walt Disney World согласилась помочь Гейлу и Эдвардсу выполнить обещание, данное астронавтам и космонавтам. В 1996 году конкурс приобрел новых хозяев - Центр космического образования и НАСА. Космический центр Кеннеди (KSC).

Спонсорство Компания Боинг сделали возможным продолжение ежегодных международных конкурсов проектировщиков космических поселений. В 2001 году место проведения соревнований KSC было перенесено в более просторные помещения конференц-центра Курта Дебуса, находящегося под управлением Комплекс посетителей КСК. В 2005 году этот объект был недоступен из-за запланированного полета космического корабля "Шаттл", и в отелях в г. Titusville. Когда в 2006 году из-за полета космического шаттла объекты KSC снова стали недоступны, организаторы конкурса решили навсегда перенести соревнования финалистов в Центр Гилрут по адресу: Космический центр Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. С тех пор ISSDC вернулся в KSC в качестве основного места проведения конкурса финалистов.

Добровольческие усилия, которые делают соревнование возможным, вносятся членами секций Американского института аэронавтики и астронавтики в Техасе и округе Ориндж (Калифорния), Общества женщин-инженеров в Техасе, Boeing Company, NASA JSC и других организаций в территория вокруг ООО.

Помимо SpaceSet в JPL, местные мероприятия, основанные на формате конкурса проектирования космических поселений, были проведены для Центра летных исследований НАСА Драйден (Долина Антилоп и Виктор-Вэлли, Калифорния), Космического центра НАСА имени Джонсона (Хьюстон, Техас) и НАСА Уайт-Сэндс. Испытательный центр (Лас-Крусес, Нью-Мексико).

Идею конкурса полуфиналистов впервые предложил Марк Шоу из Брисбен. В 2004 году советники команды финалистов из г. Патиала спросил, можно ли провести соревнование в Азии. В течение нескольких месяцев Гейл и Эдвардс совместно с Абхишеком Агарвалом из Индии разработали процедуры для первого в истории конкурса полуфиналистов, а поездка была организована на щедрое пожертвование от компании Boeing. Первый конкурс полуфиналистов прошел в Американском центре в г. Дели в декабре 2004 года. Марк Шоу собрал комитет, который провел первое австралийское полуфиналистское соревнование в январе 2007 года. Начиная с 2008 года, мероприятие местного акционерного общества было объявлено полуфиналом ISSDC, а региональные соревнования выбрали финалистов из Латинской Америки и Восточной Европы . Полуфинал для Великобритании и Западной Европы был учрежден в 2010 году. Это в значительной степени послужило отбору студентов из Великобритании для формирования команд из Великобритании и западных стран ЕС на финале ISSDC в январе 2020 года из-за отсутствия региональных соревнований в Западной Европе. Европа.

В 2008 году конкурс был отмечен вручением Гейлу двух наград. Национальное космическое общество вручило премию «Пионер космоса» в категории «Педагог». Компания Boeing вручила Кубок Уильяма Аллена за выдающиеся волонтерские услуги.

План конкурса

ISSDC разделен на два раунда: отборочный раунд и международный финал. В то время как абитуриенты обычно представляют собой команды из средней школы, допускаются независимые команды при условии, что они также относятся к возрастной группе старшей школы. Команды приехали из Индии, Австралии, Австрии, Китая, Великобритании, Уругвая, Пакистана и Румынии, а также из США. Одна заметная коалиционная команда в истории соревнований включала членов из Аргентины, Австрии, Канады, Нидерландов, Польши, Украины и США.

В конкурсе участвует вымышленная организация под названием Фонд Общества создать футуристический сеттинг для соревнований в 21-го века, и конкуренты должны использовать в своих предложениях вероятные расширения существующих технологий (например, запрет на «холодный синтез» или космические лифты ). Общество Фонда издает Пресс-релиз за несколько дней до соревнований. Этот прозаический документ в стиле новостного репортажа или брифинга для прессы подробно описывает местоположение и цель космического поселения, которое участники должны спроектировать. Это предназначено для того, чтобы студенты могли проводить независимые исследования в области темы. В день соревнований создаются вымышленные компании размером примерно от 8 до 60, в зависимости от посещаемости, которые соревнуются за «контракт» с Обществом Фонда на строительство космического поселения. Команды, участвующие в соревновании, часто объединяются с другими для создания более крупных компаний и позволяют большему количеству студентов участвовать в мероприятии. Каждая компания назначит студентов-«офицеров» внутри компании; в их число входят президент компании, вице-президент по разработке и вице-президент по маркетингу и продажам (имя взято из отрасли, но не соответствует должности). Каждой компании назначаются взрослые «генеральные директора», которые добровольно участвуют в соревнованиях или являются профессионалами в соответствующей отрасли. Генеральные директора служат для поддержки студентов и помогают обеспечить бесперебойную работу мероприятия, они не обладают исполнительной властью в студенческой компании, кроме решений, необходимых для защиты студентов.

После того, как студенты во всех компаниях разделились на «отделы», ответственные за различные элементы задачи, отделы могут посетить «презентацию / сессию технического обучения», чтобы предоставить дополнительную информацию о том, как эффективно работать в своей области задачи. Как только они будут завершены, президенту каждой компании будет предоставлено несколько копий запроса предложений для распространения среди их компаний. В этом документе подробно описаны все требования к производительности, предъявляемые к проектированию поселения, с разбивкой по областям отделов: проектирование конструкций, проектирование операций и инфраструктуры, проектирование человеческого фактора, проектирование автоматизации, развитие бизнеса, а также основные требования, график и стоимость, которые исключены. из образованных отделов.

У компаний есть ограниченное время, чтобы создать ответ на запрос предложений, подробно описанный в слайд-шоу, перед тем, как представить его коллегии судей. Презентации ограничены по продолжительности, а слайд-шоу ограничено определенным количеством слайдов. В презентациях может использоваться любой формат для описания ответа компании на запрос предложений; они часто включают иллюстрации, диаграммы, CAD модели и рендеры, а также обычный текст. Соревнования различаются в зависимости от того, допускают ли они материал, выходящий за рамки файла слайд-шоу и живую презентацию, во время судейства. После презентации компании должны ответить на ограниченное по времени количество вопросов о своем дизайне от жюри.

Отборочный раунд

Отборочный тур известен как Конкурс проектирования космических поселений (SSDC) в США и проводится на региональном уровне дважды, как правило, в октябре и апреле перед международным конкурсом. Конкурс длится 21 час, и судьи объявляют компанию-победителя через несколько часов после презентации предложений. Члены компании-победителя получают право на участие в международном конкурсе. Через несколько недель после апрельского отборочного раунда 12 участников из обоих раундов, из которых могут быть восемь человек из октябрьской команды и только четыре из апрельской команды, приглашаются на международные соревнования. Президент и вице-президент обеих команд, победивших в квалификационном раунде в октябре и апреле, автоматически приглашаются обратно и могут сказать, кого еще из своей команды они хотят вернуть. Октябрьские и апрельские соревнования являются региональными для США.

В 2005, 2007 и 2009 годах были введены региональные отборочные соревнования для Азии, Австралии и Европы соответственно. В этих соревнованиях задействованы самые разные задачи - от проектирования автомобилей до проектирования поселений. По своей организации эти соревнования очень похожи на международные финалы. До введения региональных отборочных соревнований команды из этих регионов должны были пройти квалификацию через основной отборочный раунд.

Глобальные региональные соревнования отбирают своих участников для ISSDC посредством соревнований, аналогичных формату международных финалов, хотя и в более короткие сроки. Азиатская региональная группа SSDC (ARSSDC) проводит два квалификационных раунда; ARSSDC и Индийский национальный SSDC, оба отправляют участников в международный финал. Конкурсы космического дизайна Австралия управляет Австралийским конкурсом космического дизайна (ASDC), национальный финал которого ежегодно проводится в Университет Квинсленда, является отборочным этапом ISSDC. Все эти квалификационные раунды проводятся Конкурс предложений чтобы позволить командам пройти квалификацию в отборочном раунде ISSDC; это заставляет учащихся подавать ответ на запрос предложений в удобное для них время, как правило, в течение нескольких семестров. Команды, предложившие лучшие работы, приглашаются на отборочный раунд ISSDC. Эти квалификационные раунды проводятся по платной схеме.

Конкурс проектов космических поселений Великобритании (UKSDC) работает по-другому; Национальный финал Великобритании, ежегодно проводимый в Имперский колледж Лондон, действует как отборочный раунд ISSDC. Национальный финал финансируется из нескольких региональных соревнований Великобритании, каждое из которых по формату похоже на национальный финал Великобритании, но проводится только в течение одного дня, и Видео конкурс, конкурс предложений, на который необходимо подать заявку в формате трехминутного видео. Участие в отборочном туре в Великобритании бесплатное, спонсорское финансирование и пожертвования.

Для всех квалификационных соревнований используются похожие запросы предложений, которые меняются из года в год. Соответствующий RFP обычно имеет прямые или тематические ссылки на RFP, который будет установлен на Международном финале.

Международный финал

На международном конкурсе, который проводится примерно в конце июля или начале августа, создаются новые четыре компании, и каждой команде из разных стран разрешается привести 12 участников. До 2006 года компании состояли из двух команд, но с тех пор компании были сформированы с большим количеством команд и членов (три квалифицированных команды в 2009 году и три квалифицированных команды и одна приглашенная команда в 2010 году). Затем этим компаниям дается еще один RFP, чтобы заполнить слайд-предложение в течение 43 часов. В отличие от квалификационного раунда, компаниям также предлагается «пробег красной команды» во второй день соревнований, во время которого они имеют возможность представить свои слайды перед судьями до финальной презентации для обратной связи.

Компоненты предложения

В RFP отмечены пять общих инженерных дисциплин, и структура компании разделена. Эти разделы основаны на различных факторах, необходимых для конструкции колонии и ее функций. Запрос предложений делит свое содержание между этими разделами, чтобы направлять конкурентов к задачам, которые они будут выполнять больше всего и которые будут способны выполнить, исходя из их индивидуальных навыков и интересов.

Строительная инженерия наблюдает за дизайном и материалами, используемыми для строительства колонии. Структурный отдел отвечает за внешний дизайн поселка и его внутреннее землепользование. Этот отдел должен спроектировать механические элементы, которые поддерживают давление, температуру, защиту от излучения и другие факторы, например, искусственную гравитацию. Конструкции, выполняемые структурным отделом, должны быть детализированы с точки зрения их размера, геометрии и способа изготовления. Окончательное строительство поселка также входит в компетенцию этого ведомства.
Операции Инженерное дело отвечает за проектирование и планирование обслуживания критически важных услуг, необходимых для поселения. Эти услуги включают, помимо прочего, управление жидкими отходами, управление твердыми отходами, управление атмосферой, производство и распределение электроэнергии, а также функции, связанные с целью поселения.
Человеческие факторы проектирует внутреннее жилое пространство колонии и проектирует услуги, необходимые для поселения. Для тех колоний, где должны быть спроектированы и назначены личные жилые помещения, проектированием домов занимается отдел человеческого фактора. Распределение внутренних и земельных участков управляется этим отделом, работающим вместе со структурным и операционным отделами, с проектами сообщества, включающими жилые, коммерческие и промышленные элементы.
Проектирование и услуги автоматизации определяет автоматизированные функции расчета. Отдел автоматизации определяет, как роботы будут использоваться в колонии, в том числе при ее строительстве, содержании и эксплуатации. Этот отдел разрабатывает, как будут реализованы внешние коммуникации и внутренние сети передачи данных.
Развитие бизнеса отвечает за подробное описание прибыльной деятельности поселения. Этот раздел связан с другими разделами, посвященными коммерческим возможностям, затратам на промышленное производство, исследованиям и разработкам, а также затратам на техническое обслуживание.

Предложение также включает обязательный раздел под названием «График и стоимость», в котором описывается график строительства, детализированный по местоположению и этапам, а также общая начальная стоимость, детализированная по основным разделам и по стадиям строительства. Дополнительный раздел, известный как «Специальные исследования», добавляется только во время финала, который включает планы действий в чрезвычайных ситуациях для реагирования на два сценария бедствия, как указано в запросе предложений (RFP). Изложенные сценарии меняются из года в год.

Колонии

Колонии, участвующие в конкурсе, появляются с регулярным циклом в течение четырех лет, так что у участников не будет преимущества, прежде чем они будут заполнять одно и то же предложение лично. Колонии чередуются между орбитальными (отборочные соревнования) и планетарными (финальные соревнования). Название колоний предопределено, но участникам разрешается изменять название при соблюдении трех основных правил:

Имя должно заканчиваться суффиксом, указывающим его местонахождение. Например, орбитальные объекты на Земле заканчиваются на «-at» (на Терре), а лунные колонии заканчиваются на «-ол» (на Луне).
Название должно начинаться с буквы, обозначающей ее положение в последовательности строительства в каждом месте. Александриат до Беллевистата, до Колумбия и т. Д.
Название должно быть подходящим и актуальным.

Земные колонии (на орбите)

Александриат (Земля-Солнце L5) - колония, построенная в 2024 году, чтобы начать строительство солнечного щита на L1 Земля-Солнце, чтобы замедлить глобальное потепление. Сейчас это производственный центр, который обслуживает 10 000 человек по солнечному экрану. Часто упоминаемая в справочной информации, эта колония не участвует в соревновательном цикле. Его название основано на Александре Великом.
Беллевистат (Земля-Солнце L4) - вторая колония, построенная как основной центр тяжелой промышленности в условиях невесомости. Он используется для производства в космосе. Названо как отсылка к испанской фразе Belle Vista или прекрасный вид. Отборочные соревнования, повторяющиеся.
Колумбия (Земля-Солнце L5) - Третья колония, построенная как «Сингапур на орбите». Это также новая штаб-квартира Общества Основания. Эта колония должна стать самой большой из орбитальных колоний, когда она начнет действовать в 2052 году. Первоначально ее название было связано с рекой Колумбия и ее торговыми качествами; теперь он имеет коннотации относительно космический челнок Колумбия. Отборочные соревнования, повторяющиеся.
Дарвинат (Корабль-ковчег) - четвертое поселение, вращающееся вокруг Земли, и единственное, необходимое для перемещения в другую солнечную систему в качестве Межзвездный Ковчег. Он был назван в честь Чарльз Дарвин, английский натуралист, который осознал и представил убедительные доказательства того, что все виды жизни произошли с течением времени от общих предков. Отборочные соревнования прекращены.

Лунные колонии

Аляскол - первая построенная лунная колония. Он используется для снабжения орбитальных колоний материалами для производства. Это также центр лунного туризма, расположенный на ближней стороне Луны. Он был назван в честь Аляски, враждебной территории, которая давала поселенцам много преимуществ. Финалы соревнований, повторяющиеся; Цикл 2004 года выиграл Средняя школа Эджуотер в Орландо, Флорида и Государственная школа Будха Дал из Патиалы, Индия; Цикл 2008 года выиграл Средняя школа Ричарда Монтгомери, Средняя школа Дуранго и Школа Apeejay (Индийская команда).
Бальдерол - вторая лунная колония, выполняющая ту же функцию, что и Аляскол. Он расположен на обратной стороне Луны и действует как научный и промышленный форпост. Он был назван в честь Бальдера, скандинавского бога красоты, что указывает на беспрепятственный вид с Бальдерола. Финалы соревнований, повторяющиеся; Цикл 2005 года выиграл Средняя школа Уитни и государственная школа Будха Дал (индийская команда); Цикл 2009 года выиграли австралийские финалисты (Колледж Святого Лаврентия, QLD; Средний колледж Стратмора, ВМЦ; Англиканские девушки Сент-Эйдана, QLD; All Hallows School, QLD), Phoenix Quintessential (Серритос, Калифорния), финалисты из Восточной Европы (Румыния) и Средняя школа Ист-Чапел-Хилл (Чапел-Хилл, Северная Каролина). Цикл 2014 года выиграла индийская команда Lakshmipat Singhania Academy.

Марсианские колонии

Аресам - первая колония, построенная за пределами системы Земля-Луна, Аресам - колония на орбите Марса. Станция действует как порт входа на Марс и плацдарм для будущих действий за пределами Марса и вокруг него. Он был назван в честь Арес, Греческий бог войны, архетип римского бога. Марс. Отборочные соревнования, повторяющиеся.
Аргоном - первая колония на поверхности Марса, этот форпост действует как главный форпост на Марсе, уделяя особое внимание туризму и промышленности. Эта колония также создает научные базы. Он был назван в честь Арго, корабль Джейсон и аргонавты. Финалы соревнований, повторяющиеся; Цикл 2006 года выиграл Средняя школа Уитни и Школа Апиджай, Махавир Марг (Индийская команда); Цикл 2010 года выиграл Средняя школа Уитни, Средняя школа Лахора (пакистанская команда), Средняя школа Ист-Чапел-Хилл (Чапел-Хилл, Северная Каролина) и объединенные школы Великобритании (Лондонская академия, гимназия Пэйта и гимназия округа Уоллингтон)
Брэдбурёй - вторая колония на поверхности Марса, колония расширяется с целью Аргонома в поисках дополнительных природных ресурсов. Основная цель колонии - служить базой для терраформирования Марса, продолжая при этом научные исследования. Он был назван в честь Рэй Брэдбери, в знак признания влияния Марсианские хроники сказалось на современном восприятии Марса. Финалы соревнований, повторяющиеся; В цикле 2007 года победу одержали старшая школа Дуранго, команда «B» студенческого исследовательского центра Мирчи чел Батрана (румынская команда), школы All Hallows и St. Aidan's (австралийская команда) и Liceo 4 Maldonado (уругвайская команда); Цикл 2016 года выиграли Академия Лакшмипат Сингхания, Калькутта, Индия, международная школа Айовы, Айова, США, Лахорская гимназия JT Boys, Пакистан, и команда из Великобритании.

Пояс астероидов

Астория - первая и на данный момент единственная колония, основанная в Пояс астероидов. Эта станция служит плацдармом для будущих исследований внешней солнечной системы, добычи полезных ископаемых и нефтепереработки, как частных, так и коммерческих, а также строительства и ремонта судов. Он был назван в честь Джон Джейкоб Астор, инвестор, который разбогател, воспользовавшись возможностями, которых другие не видели. Отборочные соревнования, заменяющие Дарвинат в цикле соревнований, повторяющиеся; Государственная школа Дели RK Puram (сумма 42) из Индии выиграла выпуск 2016 года вместе с Лахорской гимназией Джохар.
Кассендрас - транспортная колония на 50-дневной циклической орбите от Земли до Марса. Это первый и единственный из немногих космических кораблей с термоядерным двигателем, доступных для коммерческого использования. Он назван в честь Кассандра.

Ртутные колонии

Айна - первая колония, основанная на орбите Меркурия. Эта станция действует как место добычи и переработки чудо-металла, Рирдония, который добывается на поверхности Меркурия. Он был назван в честь Айн Рэнд, автор Атлас пожал плечами. Этот чудо-металл легкий, прочный, самосмазывающийся и обеспечивает защиту от жары, холода и излучения.^{[нужна цитата ]} Производство и экспорт такого металла является источником получения высокого дохода, который обеспечивает экономику Айны. Повторяющийся; Цикл 2017 года победил Государственная школа Дели, Р.К. Пурам (Команда 1: Астра и Команда 2: Алексиарес), Академия Лакшмипат Сингхания, Средняя школа Маленького Цветка, Школа для девочек Сушила Бирла, Школа Р. Н. Поддара [все из Индии]; LGS JT (мальчики), LGS 55 Main и LGS JT (девочки) [все из Пакистана].
Анконио - первая колония на поверхности Меркурия, участвовавшая в полуфинале азиатского региона. Это движущийся поселок вокруг линии терминатора, построенный для увеличения производства реардония.

Венерианские колонии

Азимов - первая колония, основанная на Венере, плавающая в атмосфере на высоте около 56 км. Он был разработан для экспериментов со свойствами реардония и других продуктов в условиях Венеры и в целях добычи полезных ископаемых. Он был назван в честь Исаака Азимова, чей Фонд романы дали название Обществу Фонда. Цикл 2012 года выиграла компания Rockdonnell, в которую вошли студенты из Румынии, Великобритании, Австралии и США.

Последовательность соревнований

Появление колоний происходит по установленному циклу, который повторяется каждые четыре года. Цикл следующий:

Квалификационный	Финал
Беллевистат	Аляскол
Колумбия	Бальдерол
Аресам	Аргоном
Астория (ранее Дарвинат)	Bradburyom
Айна	Азимов

Награды

На международном конкурсе компания с лучшим предложением «получает контракт».

Организаторы конкурса также награждают выдающихся участников несколькими наградами в конце международного финала.

Премия Jingle Lutz

Эта награда вручается лучшей телеведущей в заключительный день конкурса. Он произошел от его тезки, которая сидела в конце соревнований и делала заметки специально для всех женщин-выступающих, чтобы побудить девушек принимать более активное участие в таких соревнованиях.

Лучший ведущий-мужчина

Австралийская команда обычно приносит с собой мемориальную доску лучшему ведущему мужского пола в ответ на премию Jingle Lutz.

Премия Дика Эдвардса

В честь соучредителя конкурса, скончавшегося в начале 2009 года, эта награда была учреждена лучшему студенческому руководителю от каждой компании. Победителей выбирают консультанты и руководители компаний.