moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleri 2020-2021

I Moon Camp Pioneers er hvert holds opgave at 3D-designe en komplet Moon Camp ved hjælp af Fusion 360. De skal også forklare, hvordan de vil bruge lokale ressourcer, beskytte astronauterne mod farerne i rummet og beskrive leve- og arbejdsfaciliteterne.

Hold: Den mørke side af osten

UTC Portsmouth  Portsmouth    Det Forenede Kongerige 16

Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

Vores månebase-mission vil blive opdelt i fire indledende faser:

I fase 0 ville et lille hold blive sendt op for at opsætte en automatiseret 3D-printer til lasersintering, inden de vender hjem, for at fremstille de mursten, der er nødvendige for at bygge basen, og i en separat mission for at opsætte den lille atomreaktor med nogle få specialister.

Fase 1 vil omfatte 2 raketter, hvoraf den ene sender bygningsressourcer op (rammer, telte og luftsluser) og den anden bringer den første besætning - ved hjælp af de let konstruerbare rammer og trykte mursten (der løbende produceres mellem missionerne) kan de bygge de 3 første centerdomer. 

Fase 2 vil omfatte flere byggematerialer til at producere 3 større ydre kupler til at udvide basen, samt ressourcer til at opretholde besætningen og til forskning - der vil komme flere mennesker i den tredje og sidste raket i fase 2 for at gøre besætningen komplet. 

Fase 3 vil være, at der sendes en afløsningsbesætning op for at erstatte den oprindelige besætning, der gik op i fase 1, samt udstyr eller materialer, som besætningen har anmodet om - denne nyttelast vil fungere som et svar på eventuelle problemer eller nødvendigheder, der kun kan identificeres af besætningen, for at sikre, at uforudsete problemer har en plads i planen til at blive løst. 

Alle nyttelasterne vil blive leveret af Arian 5-raketter, da de har en ideel kapacitet og mulighed for dobbelt nyttelast, når udstyr skal sendes sammen med besætningsmedlemmer.

Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Vores månebase vil blive placeret i nærheden af Stöfler, som er et krater i det sydlige højland. Sydsiden har sollys det meste af dagen, hvilket giver os strøm via solpaneler og lys til at udføre opgaver i løbet af dagen. På grund af kratere i konstant mørke er der adgang til månens is, som er en vigtig ressource, især i de senere faser af basernes drift (til at fremstille raketbrændstof). Da vores bases endelige mål er at blive en raketaffyringsbase), giver beliggenheden på sydsiden raketterne mulighed for at udføre en slingshot-manøvre omkring jorden, når de tager af sted på deres rejse ud i solsystemet. Dette vil give fartøjet et stort løft i hastighed uden at bruge meget brændstof, hvilket gør opsendelserne endnu mere effektive.

Hvordan planlægger du at bygge din Moon Camp? Beskriv de teknikker og materialer, du vil bruge.

Vores Moon Camp vil være modulopbygget, så der nemt kan tilføjes nye strukturer, efterhånden som basen udvides. Hver struktur består af 3 lag (se vores model med sektionsanalyse) og luftsluser til ud- og indgange. Det inderste lag vil være PVC-belagt polyester (inspireret af bjergbestigningstelte og lufttætte drivhuse), da det nemt kan klipses fast til lag 2 og er helt lufttæt - så det kan sættes under tryk og blive et opholdsrum for besætningen. Det andet lag vil være en metalramme af trekanter, der danner en kuppel, da buer er den stærkeste form, og trekanter er robuste og lette at konstruere. Metalrammen kan konstrueres i hånden af aluminiumstænger med en diameter på 50 mm af besætningsmedlemmer i rumdragter. Det tredje og sidste lag vil være en stenkuppel af mursten fremstillet af månejord, der er nemme at samle med indbyrdes forbundne former og støtter sig selv uden for metalrammen - de vil blive fremstillet af automatiserede SLS-regolitprintrobotter, der er programmeret til at producere dem, mens de bliver på månen efter fase 0, så murstenene er klar til fase 1. Efter de første 4 faser vil der være 6 kupler med en diameter på 6 m og 3 kupler med en diameter på 12 m. De små 6 vil være til: Et køkken, strøm- og iltkontrol, bolig, gymnastiksal, kommunikationscenter og medicinsk afdeling. De 3 større vil hver især blive delt i to halvdele af polymeren (så de er lufttætte), hvor halvdelen af hver vil være til alger og hydroponik, og de andre 3 halvdele vil være et værksted, et laboratorium og et lagerområde.

Miljøet på Månen er meget farligt for astronauterne. Forklar, hvordan jeres Moon Camp vil beskytte dem.

Den vigtigste prioritet i forbindelse med udformningen af månebasen er besætningens sikkerhed. Basens strukturer er lavet af kupler, som naturligvis er de stærkeste for at sikre lang levetid og beskytte besætningsmedlemmerne mod eventuelle asteroider og rumaffald. Det indvendige teltmateriale er et stærkt og belagt polyester for at sikre, at der ikke opstår revner eller lækager. Månens strålingsniveau på overfladen er ca. 200 gange højere end på Jorden, fordi månens manglende atmosfære blokerer for CMBR - det er derfor, at kuppelens ydre murstenslag er så tykt som det er (500 mm), da det vil absorbere det meste af strålingen, og al yderligere stråling vil blive stoppet af teltet (som vil være reflekterende). Endelig er der absolut ingen enkeltpunktsfejl - alle kupler har flere adgangsveje, solenergi med nuklear backup, iltgenereringssystem og alger - ingen enkeltfejl kan ødelægge systemet.

Forklar, hvordan din Moon Camp vil give astronauterne:
Vand
Fødevarer
Elektricitet
Luft

Størstedelen af vandet vil komme fra vandgenvindingssystemet (WRS), som opsamler det omgivende vand (kondensvand og fugtighed) samt urin. Der skabes også vand i et Sabatier-system, hvor brint produceret af OGS (se punkt 2.4 D) kombineres med kuldioxid for at producere vand (varme og metan). Dette vand kan nu anvendes til en række forskellige formål. Varmen kan bruges til opvarmning af basen, og metanen kan lagres til brug som brændstof. Det andet vand til algedammene, en frisk vandforsyning til at blande i systemet og senere bruges til produktion af brint og ilt til raketbrændstof, vil komme fra isaflejringerne på månen.

I den indledende fase af missionen vil astronauterne leve af rationer, der sendes op fra Jorden. Disse forsyninger vil blive genopfyldt ved de andre landinger, der er nødvendige for missionen. I første fase vil en af de tre "agrodomer" blive oprettet på månen. De rummer bl.a. hydroponikbåse, hvor de nødvendige fødevarer, der er nødvendige for at forsyne månebasen med brændstof, kan dyrkes. I de følgende faser vil den infrastruktur, der er nødvendig for de to andre bajere, blive etableret. Der vil dog stadig blive bragt en regelmæssig forsyning af rationer fra Jorden op som en sikkerhedsforanstaltning og til at supplere astronautens mineraler og salt. Hydroponikken giver astronauterne og jordbaserede teams mulighed for at kontrollere afgrødernes vækst næsten fuldstændigt, idet de fastsætter tidspunktet for høsten og tilfører næringsstoffer til en frugtbar vækst. De afgrøder, der dyrkes, vil være genetisk modificeret til at vokse større og hurtigere end naturligt forekommende afgrøder, hvilket maksimerer fødevareproduktionen.

De fleste rumoperationer drives af solpaneler, de er fremragende. De er også mere effektive i rummet end på jorden, da der ikke er nogen atmosfære til at reducere lysintensiteten. Når vores månebase er færdigbygget, vil den bruge tre solpaneler sammen med en lille atomreaktor, en hurtig-neutronreaktor (FNR), der anvender et Na-K-C-kølemiddel. Da den fungerer pålideligt (i rummet), eliminerer den risikoen for SCRAM (eller nedsmeltning). Den giver endnu et lag af beskyttelse mod strømsvigt i tilfælde af en fejl, oven på de tre separate solpanelsystemer. Samt at levere den basale energiefterspørgsel. Den vil blive opstillet i et nærliggende krater, som både vil fungere som et skjold i tilfælde af en ulykke og samtidig holde reaktoren i skygge, hvilket vil fremme afkølingen. Når FNR-reaktoren skal udskiftes, vil nye teknologier som f.eks. en hybrid mellem atomkraft, batteri og reaktor kunne være endnu mere effektive.

Størstedelen af luften genanvendes ved hjælp af et iltgenereringssystem (OGS). Dette system bruger elektrolyse til at opdele vand i ilt og brint. Den producerede brint anvendes i WRS (se punkt 2.4 A). Dette er det system, der anvendes på ISS, og det har været anvendt i ubåde i over 50 år. Det betyder, at det er afprøvet og testet, og at alle dets store fejl, som kun viser sig i praksis, er blevet udjævnet. Systemer kan aldrig være perfekte, og der vil uundgåeligt være lufttab, som ISS håndterer ved at få iltleverancer fra jorden. Vi vil dog genopfylde ilten med algetanke på basen. Begge disse systemer vil arbejde sammen for at sikre besætningen en tilstrækkelig forsyning af indåndbar luft. Hvis der sker et brud på basen, kan de utætte områder isoleres, da alle døre er lufttætte.

Forklar, hvad der er hovedformålet med din Moon Camp (f.eks. kommercielle, videnskabelige og/eller turistformål).

Formålet med vores mission er at etablere en selvbærende base på månen som en forudsætning for en tankstation til rumrejser. I fremtiden vil vi sigte mod at nå længere og længere ud i vores galakse for at forske, udforske og muligvis bebo nye himmellegemer i universet. Under rumrejser (f.eks. opsendelser til Månen og Mars) bruges størstedelen af brændstoffet til at slippe ud af Jordens atmosfære, og det reducerer i høj grad rumfartøjets rækkevidde. Vores base vil blive brugt til at standse og tanke op efter at have undsluppet jorden, inden den opsendes igen og rejser til det sted, som rumfartøjet skal hen. Det er derfor, at vores base er meget modulopbygget, så den kan udvides til en større havn med optankningsfaciliteter efter den indledende 4-fase-mission.

Beskriv en dag på Månen for dit Moon Camp-astronauthold.

Vores mål er, at en dag på månen for vores besætning skal afspejle en arbejdsdag på Jorden for at hjælpe besætningen med at tilpasse sig lettere og hurtigere til det nye miljø og for at mindske følelsen af unormalitet fra deres jordiske liv. Dagene vil starte med motion i gymnastiksalen - som vil indeholde et løbebånd med en bungee-sele for at simulere stærkere tyngdekraft - efterfulgt af morgenmad for at give folk energi til dagen, hvorefter besætningen mødes til en morgenbriefing fra kommandanten og eventuelle meddelelser fra besætningen eller missionskontrollen. Herefter følger hvert besætningsmedlems morgenopgave eller -opgaver, som afhænger af deres individuelle roller. I missionens første fase vil der være 4 besætningsmedlemmer: En kommandør, der også er specialiseret i botanik, en læge og 2 ingeniører - opgaverne kunne f.eks. være at opstille nye strukturer til de næste etaper, vedligeholdelse af basen eller udstyret eller overvågning af hydroponik (i senere etaper). I fase 2 vil besætningen blive suppleret med endnu en (mere specialiseret) botaniker (da kommandørens ledelsesrolle er deres hovedprioritet), en forsker og endnu en ingeniør, da konstruktion og vedligeholdelse af udstyret er så vigtigt for missionen. Efter morgenopgaverne vil der være en frokostperiode og noget fritid, afhængigt af hvor mange/hvor presserende opgaver der er i løbet af den pågældende dag. Derefter kommer eftermiddagsopgaverne, der (ligesom om morgenen) afhænger af besætningsmedlemmernes individuelle roller. Forskningsopgaverne vil være vigtige, da vores base vil skulle foretage omfattende test for at opfylde sit formål som en forudsætning for et rumfartøjsstop, men også grupper i hele verden, der er interesseret i måneforskning, f.eks. universiteter, kan indsende anmodninger om test og prøver i lighed med den måde, hvorpå ISS støtter global forskning og udgør en sekundær finansieringskilde for månebaseprojektet. Det er vores hensigt, at dagen skal forblive konsekvent, men vi insisterer på, at planlægningsbeslutninger bør træffes fra sag til sag, da det er så vigtigt at reagere på nye og uforudsete udviklinger, at det er afgørende for at kunne klare sig uden for planeten, så pauser og andre tidsrum kan ofres og om nødvendigt refunderes på et senere tidspunkt. Når dagens opgaver er udført, får besætningsmedlemmerne aftensmad og fritid til at slappe af og hygge sig, inden de går i seng.



← Alle projekter