moon_camp

Moon Camp Explorers-galleri 2019-2020

I Moon Camp Explorers er hvert holds opgave at 3D-designe en komplet Moon Camp ved hjælp af Tinkercad. De skal også forklare, hvordan de vil bruge lokale ressourcer, beskytte astronauterne mod farerne i rummet og beskrive leve- og arbejdsfaciliteterne.

Hold: Beboere i halvmånen

Lycée Français Charles Lepierre  Lissabon    Portugal Tredjeplads - ESA-medlemsstaterne og Canada

Eksternt link til 3d

Projektbeskrivelse

Vores månebase bygges af rovere under jorden, før menneskene ankommer for et længerevarende ophold. Basen vil ikke blive bygget helt med det samme; det vil tage tid, men den kan være færdig i løbet af de næste 10 år. In-situ ressourceudnyttelse af Månens materialer vil være afgørende for opførelsen af basen og for at opfylde vores besætnings behov. Basen vil blive beskyttet mod ydre trusler som f.eks. mikro-meteoritter, stråling eller trykaflastning med tykke vægge af regolit og jord, der forstærker de ydre og underjordiske moduler. 3D-printing og rovere vil være en vigtig hjælp, da de skal bygge basen og de nødvendige værktøjer. Desuden kan der udvendigt opstilles oppustelige autonome forskningsfaciliteter, f.eks. et teleskop. En permanent base på Månen kunne sætte gang i den menneskelige rumforskning med lettere betingelser for opsendelse af raketter og rigeligt med brændstof fra elektrolyse af vand til brint og ilt.

Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Tæt på Månens poler

Hvorfor valgte du dette sted?

Månens sydpol er det mest kendte område på månens overflade, hvor hver eneste kvadratmeter er undersøgt og kortlagt grundigt. Månen har en hældning på 1,54 grader i sin akse, hvilket giver permanent skyggefulde områder på nord- og sydpolen, der indeholder store isaflejringer, samt områder, der har sollys i længere tid (f.eks. nær Shackleton-krateret), hvilket vil være yderst nyttigt for basens autonomi og desuden for temperatur- og strålingsbeskyttelse. Endelig vil vores base blive placeret i kratere på Månens sydpol, nær Shackleton-krateret.

Vand
Fødevarer
Elektricitet
Luft

For at få en pålidelig vandkilde på månen skal vandet først genbruges fra affaldet fra månebasen. For det andet er lejren placeret ved månepolerne i nærheden af månens is, som kan udvindes og raffineres til vand. Rovere vil finde og udvinde isen med termiske boremaskiner og mikrobølger, hvorefter vandet kan adskilles gennem elektrolyse til ilt og brint og bruges til landbrug og til menneskeføde.

Vores base vil give vores astronauter mad via forsyninger, der bringes fra Jorden, og planter, der bringes til månen som frø, der vil vokse hydroponisk inde på basen. Måltider, der bringes fra Jorden, vil kunne rehydreres og være indeholdt i lette og lette pakker, der kan genbruges ved hjælp af 3D-printning, og som hurtigt kan serveres. Alger (Chlorella Vulgaris) vil give besætningen næsten alle essentielle vitaminer, aminosyrer og tilstrækkeligt med lipider, og planter som f.eks. kartofler og grøntsager, der dyrkes i hydroponisk landbrug, vil blive næret med en opløsning af vand og næringsstoffer uden brug af jord eller tunge organiske gødningsstoffer, hvilket vil tilføre kulhydrater til astronauternes kost.

Den første hovedstrømkilde til vores månebase vil være atomfissionsreaktorer kaldet Kilopower. Projektet og udviklingen af Kilopower er ledet af NASA og giver 1 til 10 kilowatt energi kontinuerligt i 12-50 år, og reaktorerne er desuden lette, og 4 af dem kan nemt forsyne basen med energi til en besætning på 4 personer. I basens slutfase og for at kunne understøtte en større besætning kan der anvendes brændselsceller, der bruger ilt og brint fra elektrolyse af vand til at skabe strøm. Men der vil blive anvendt solpaneler til at støtte rovere.

For at kunne forsyne vores astronauter med luft til at indånde, vil den vigtigste kilde være elektrolyse af vand til brint og ilt:
2 H2O → 2 H2 + O2 (bemærk, at processen frigiver dobbelt så mange brintmolekyler, og at brint også er letantændeligt og eksplosivt, så det kræver mere omhyggelige foranstaltninger og mere plads at opbevare det). Derudover kan alger (Chlorella Vulgaris) og planter også hjælpe, idet de forbruger CO2, frigør ilt og naturligt fjerner flygtige og flydende organiske forurenende stoffer som f.eks. ammoniak eller benzen, der dannes som følge af menneskers og maskiners tilstedeværelse i systemet.

Hvordan planlægger du at bygge din Moon Camp? Hvilke materialer vil du bruge?

Basen skal bygges på Månens sydpolskratere med rovere. Et cirkulært udrulningsmodul ville blive placeret inde i et krater og dækket af månestøv, derefter ville to andre moduler blive fastgjort og dækket igen, det sidste kuppelmodul ville blive placeret, men denne gang beskyttet af en 3d-printet væg af en pasta lavet af regolit, der er forbundet med luftsluser, der fører ud. Det samme ville blive bygget i et andet nærliggende krater, som ville være forbundet med et oppusteligt rørmodul. En elevator gør det muligt at passere mellem etagerne. Hovedmaterialet er en aluminiumslegering, der sammen med regolith holder det indre under tryk.

Miljøet på Månen er meget farligt for astronauterne. Forklar, hvordan din månecamp vil beskytte dem.

Inden for den underjordiske månebase vil astronauterne være beskyttet mod trusler udefra, såsom mikrometeoritter, vragrester, ekstreme temperaturer og stråling. Lejren sikrer luft til indånding, opfylder alle besætningens behov og beskytter dem mod månestøv, som ville ødelægge lunger og hjerneceller efter lang tids eksponering. For at undgå dette problem udfører astronauterne rutinemæssig overvågning, og rumdragterne rengøres automatisk, inden de forlader luftsluserne.

Beskriv en dag på Månen for en af dine Moon Camp-astronauter

En typisk dag for vores 4 astronauter ville være at vågne tidligt og have en time til at spise, vaske sig, børste tænder og gøre sig klar til morgenen. Efter at have modtaget deres skema fra kontrolcentret om natten vil hver astronaut derefter gå i gang med de opgaver, der er blevet tildelt ham, enten ved at udføre eksperimenter, kontrollere udstyr, indsamle afgrøder og alger, styre de ydre rovere til forskellige missioner, lede astronomisk forskning osv. Omkring kl. 1300-1400 spiser astronauterne frokost sammen eller hver for sig, inden de fortsætter deres opgaver. Om eftermiddagen skal besætningen foretage vedligeholdelse af basen, maskinerne og systemerne for at sikre sig, at alt fungerer og er rengjort, da selv månestøv kan trænge ind i basen gennem EVA-dragter og blive et alvorligt sundhedsproblem. Månens tyngdekraft er 1/3 af tyngdekraften på jorden, så astronauterne skal træne for at bevare deres muskel- og knoglemasse, og derfor afsætter holdet mindst 1 time til træning. 

Omkring kl. 2000 kan holdet spise aftensmad, inden de får lidt fritid til at kontakte deres kære og slappe af, inden de endelig går i seng. 

Besætningen skal hver uge rapportere til kontrolcentret og kan undertiden have særlige opgaver som f.eks. en EVA eller begivenheder, f.eks. en kommando-overgangsceremoni eller en månen til jorden-transmission, der er planlagt på forhånd. Uden for den daglige rutine er sundhedstjek obligatoriske, og de kan deltage i fælles aktiviteter (se en film, ...).


← Alle projekter