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: PIoneers

Tudor Vianu National High School of Computer Science  Bukarest    Rumænien 15 Tredjeplads - ESA-medlemsstater

Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

PIoneers (ordspil med det konstante PI) er det navn, der bedst beskriver vores hold, da vores månelejr vil være et knudepunkt for banebrydende videnskabelig forskning i årtier fremover. Vi håber, at vores bosættelse kan blive et springbræt til at udvide den menneskelige tilstedeværelse i solsystemet ved at udvikle og afprøve de afgørende teknologier, der er nødvendige for kolonisering af planeten. For det første planlægger vi at bygge vores lejr i et lavarør nær sydpolen, det mest bekvemme sted på månen med hensyn til lighed med temperaturen på Jorden, og hvor der også kan findes vandis, en vigtig ressource, der muliggør astronauttilstedeværelse. Vores base vil bestå af moduler, begyndende med habitater, videnskabelige laboratorier og stationer til fremstilling af ilt. På denne måde vil det være let at indføre nye områder. Nogle af de første moduler vil blive præfabrikeret på Jorden og samlet på Månen, og efterhånden som vi opdager behovet for nye rum, vil vi begynde at bygge dem med materialer, der er tilgængelige på Månen. Desuden minimerer vi ikke blot de mulige farer ved at placere vores lejr i et lavarør, men vi indarbejder også redundante systemer. De vitale ressourcer, som mennesket har brug for, er vand (udvundet fra sydpolens is), mad (produceret i et månens drivhus), strøm (fra solpaneler) og luft (ved hjælp af elektrolyse fra planterne og også ved hjælp af regolit). Derfor skaber vi et miljø, hvor astronauterne utvivlsomt kan tilpasse sig og fokusere på deres arbejde som måneforskere, idet livsbetingelserne er så ens som muligt med dem på Jorden.

Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Vi har til hensigt at bygge vores base nær månens sydpol, hvor lavarørene vil være indhegningen for menneskelig beboelse. Vores højeste prioritet var at finde et sted med anstændige levevilkår for de astronauter, der skal bo i månelejren. Derfor blev vores valg begrænset til polerne, hvor temperaturerne ligger mellem -50 °C og 0 °C, hvor folk får konstant sollys, og hvor temperaturen er tålelig inde i lavarørene. Det afgørende argument for sydpolen var tilstedeværelsen af vandis, som vi kunne få flydende vand ud af, hvilket er uundværligt for de mennesker, der skal bo i vores månelejr. Desuden blokerer kratere i sydpolområdet sollyset fra at trænge ind (et stærkt argument for, at astronauterne kan sove godt) og indeholder fossile forekomster af brint, som vi kan bruge til luft til indånding, men især til brændstof.

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

I betragtning af at vi har tænkt os at bygge månelejren i et lava-rør og det faktum, at de kan være meget store i diameter, ville hovedidéen være at lave den på bunden af lava-røret og bruge en elevator (billede 19) til at komme op til månens overflade. Ideelt set skulle lejren være modulær, så det ville være lettere at integrere nye dele. Sådanne moduler kan være habitater, videnskabelige laboratorier, stationer til fremstilling af ilt og meget mere. Boligmodulerne vil være forbundet med lufttætte rør for at begrænse antallet af nødvendige luftsluser. Disse moduler skal også være lufttætte og have en stærk ydre skal for at beskytte dem mod stråling og potentielt affald. Formen vil være en kuppel for at sprede belastningen. I første omgang vil månebasen blive færdigbygget på Jorden af materialer som titanium, der er hårdt (især skallen), men senere kan vi udvide med bygninger af månebeton, som er en blanding af svovl og tilslagsstoffer, der er tilgængelige fra månen.

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

For det første skal vi beskytte astronauterne mod månestøv, den 354 timer lange dag-nat-cyklus, stråling, jordskælv og mikrometeoriteksplosioner. Ved at slå os ned i et lava-rør på sydpolen, hvor astronauterne kan nyde sollyset, overvinder vi mange farer. Jorden er en god måde at beskytte astronauterne mod stråling og mikrometeoritter på. Da månestøvet kan forårsage vejrtrækningsproblemer og forringelser, hvis det kommer ind i vores beskyttelsesrum, vil vi have filtre og en stærk luftstrøm, så det skarpe og rigelige siliciumdioxid ikke kommer ind i det. Desuden vil der være en luftsluse (billede 8), hvor astronauterne kan rense støvet af, inden de går ind i beboelsesområdet. Vi planlægger at forstærke lava-rørets vægge for at forhindre, at de potentielt kollapser under et jordskælv. Med det næsten evige sollys fra sydpolen kan vi generere elektricitet på en relativt billig måde, så vores base vil også få kunstigt lys og et tiltrængt varmesystem.

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

Vand er en livsvigtig ressource, som mennesker har brug for for at overleve, så vi var meget opmærksomme på dette emne. Vores hovedidé er, at astronauter kan fjerne vandis fra polerne for at kunne leve på månen, men naturligvis med det nødvendige specialudstyr på grund af de høje temperaturer. Derefter vil vi bruge et bor med solpaneler på toppen (billede 13). På denne måde vil værktøjet opvarme og trænge ind i det tykke lag af månen. Således vil vi kunne bruge andre solpaneler til at smelte det, når vi har udtaget isen. Ved hjælp af professionelt udstyr kan vi derefter filtrere vandet og generere sundt drikkevand. Vi har til hensigt at udføre denne proces to gange om ugen og samle det resterende vand i et reservoir (billede 17). Vi kan også bruge vandgenbrugssystemet på den internationale rumstation til filtrering.

Kort sagt er mad lig med energi, og vores astronauter har brug for masser af det. For at være så effektiv som muligt skal den mad, der tages med ud i rummet, først og fremmest være let, kompakt, velsmagende, næringsrig og holdbar i lange perioder uden køling. Men uanset hvor meget mad astronauterne tager med på månen, vil det stadig ikke være nok. Derfor skal vi også producere mad på månen. Vores idé omfatter et vigtigt månedrivhus, der skal dække manglen på atmosfære eller naturligt vand og beskytte planterne mod høje temperaturer. Planter, der dyrkes i vores drivhus i regolit, omfatter kartofler og radiser (C-vitamin), tomater (A-vitamin), selleri (kalium), Arabidopsis thaliana (en blomstrende plante), silkeormeæg (protein) og salat (calcium), som vil forsyne vores rumforskere med de meget nødvendige næringsstoffer. Astronauterne vil tilvejebringe kuldioxid ved at trække vejret og udvinde vand til planterne fra deres urin ved hjælp af vandgenbrugssystemet.

Med henblik på at samle energi bemærkede vi, at der er nogle steder på månen, f.eks. kanten af Shackleton-krateret på Sydpolen, hvor der er permanent sollys, og for at undgå problemet med for lange månenætter placerede vi vores månecamp i dette område på Sydpolen. Derfor kunne vi placere solpaneler der (billede 14), men vi har også brug for nogle rovere (billede 12) til at bringe energi til basen. Derefter kan vi lagre solenergi i brændselsceller (billede 16), som kan holde i 17 dage i træk, når de er fuldt opladet. På denne måde undgår vi også problemet med måneformørkelser, hvor Jorden helt blokerer for sollyset.

Den vigtigste ting, som mennesket ikke kan leve uden, er luft, så vi var nødt til at tænke alvorligt over denne del af projektet. Først og fremmest skal vi, inden vi forlader Jorden, lave nogle "forsyninger" med nok ilt til de første par dage på månen, og vi skal begynde at få det, når vi når vores destination (iltstation: billede 27). Planter er et middel til at generere luft og kan bruges til både luft og mad. Men da de ved elektrolyse optager ret meget plads, kan vi også bruge det vand, der er tilbage i reservoiret. Desuden kan vi behandle den iltrige regolit. En eksperimentelt afprøvet metode er elektrolyse af smeltet salt, som indebærer, at man blander månens jord ved høje temperaturer med calciumklorid, og ved at lade en strøm løbe gennem blandingen samler ilten sig omkring anoden, hvor den høstes.

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

Vores månelejr har et videnskabeligt formål, men vores team har designet bosættelsen således, at den nemt kan omdannes, når der uundgåeligt begynder at vokse menneskelig tilstedeværelse på månens overflade. Efter at have overvejet de astronomiske omkostninger og de mange risici, der er forbundet med de første missioner til månen, har vi besluttet, at vores første bosættere skal være videnskabsmænd og ingeniører. Vi mener, at de vil være bedst egnede til at udføre de daglige eksperimenter korrekt og samtidig vedligeholde og opgradere bosættelsens komplekse systemer. Efterhånden som der bliver flere og flere bemandede månemissioner, vil omkostningerne falde, og teknologien vil udvikle sig og blive mere effektiv og pålidelig. Når dette sker, kan månelejren ganske enkelt udvides til at rumme flere mennesker, hvoraf nogle endda kan være turister, og dermed udvide menneskehedens tilstedeværelse på månen.

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

Vi finder det afgørende, at vi altid har nogen vågen i tilfælde af nødsituationer, så vi har besluttet, at astronauterne skal have forskellige søvncyklusser. Derfor vil besætningen blive fordelt ligeligt på tre skift (som overlapper hinanden i ca. to timer af sociale årsager, idet hele holdet samles på det tidspunkt), så eksperimenterne kan køre døgnet rundt. Uanset hvilken vagt astronauten er i, vil han efter at være vågnet foretage sin hygiejne og derefter spise morgenmad i spiseområdet på vores base (billede 36). Efter morgenmaden går besætningen til gymnastikmodulet (billede 29), hvor hvert medlem får mindst et minimum af fysisk træning for at holde sig i form og sund og bekæmpe de negative virkninger af den lavere tyngdekraft på den menneskelige krop. Derefter vil hvert besætningsmedlem modtage sine respektive opgaver fra jordkontrollen (billede 22) og begynde at arbejde med det tildelte arbejde inde i forskningsmodulet (billede 21), eller ved særlige lejligheder kan de gå udenfor for at studere månemiljøet. Efter halvdelen af arbejdsperioden vil besætningen få en times frokostpause og spise et måltid, der består af drivhusmad (billede 33). Derefter vil astronauterne gå tilbage til arbejdet indtil afslutningen af det 8 timer lange forskningsprogram. Derefter vil besætningen spise middag, hvorefter der vil være fritid, hvor alle kan vælge, hvilke aktiviteter de vil foretage sig for at slappe af (f.eks. tale med deres familier eller læse en bog). For at skabe større enhed i teamet kan astronauterne en gang om ugen deltage i særlige aktiviteter, f.eks. en filmaften og brætspil i stuen (billede 37). Efter en travl dag vil astronauterne gøre deres hygiejne (badeværelse: billede 30) og vende tilbage til deres kvarter (billede 31) for at sove i ca. 8 timer, da hvile er af største vigtighed for at kunne klare stress og de hårde forhold på månens overflade.



← Alle projekter