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: Lichtenbergonauten

Georg-Christoph-Lichtenberg-Schule  Kassel    Tyskland 18

Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

LunEx er en af menneskehedens første månebosættelser. Det bliver en forpost for menneskeheden, der sætter nye standarder for videnskab og udforskning. Basen bliver hjemsted for en besætning på 6 astronauter, som skal udføre videnskabelige eksperimenter i det unikke miljø på månen. Disse eksperimenter vil bane vejen for al fremtidig udforskning af rummet, og derfor er opførelsen af en månebase som LunEx afgørende for menneskehedens udgifter uden for jorden.
LunEx er udformet til at være innovativ og realistisk på samme tid. Det betyder, at vi er overbevist om, at det er teknisk muligt at bygge en base, der ligner LunEx, i en meget nær fremtid, alt sammen med teknologier og prototyper, der er tilgængelige i dag. For yderligere at opfylde standarden om at være realistisk at bygge, er det overordnede design kompakt, men praktisk. Da LunEx er en af de første månebaser, er formålet med LunEx ikke at være en futuristisk måneby, men snarere en funktionel forpost for videnskaben. Det er også grunden til, at vi ikke har til hensigt at lade basen være i permanent drift, men at vi ikke har planer om missioner, der ikke varer længere end seks måneder. Astronauterne vil for det meste være videnskabsmænd og ingeniører, der skifter mellem missioner i lighed med den internationale rumstation. Værdien af denne forskning er uden tvivl af enorm betydning.
Grundlayoutet består af letbyggede moduler, der er forbundet via korte tunneller. Alle basisressourcer, som besætningen har brug for, er rigeligt til stede på månen, og LunEx leverer alle teknologier til effektiv udnyttelse af dem.

Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

LunEx Basecamp vil blive bygget i dalen ved Peary-krateret på månens nordpol. Peary-krateret byder på mange fordelagtige geografiske træk, hvilket gør det til et fremragende valg til en fremtidig månebase. En af de vigtigste fordele er eksistensen af både næsten permanente lys- og skyggeområder i krateret på grund af dets ekstreme beliggenhed ved polen og de barske bjerge ved kanten, der permanent afskærmer visse områder fra sollyset. Denne unikke dobbelthed af egenskaber er yderst ønskelig, fordi en månebase vil have segmenter, der kun fungerer i enten sollys eller skygge på deres højeste niveau (f.eks. har et solcelleanlæg brug for konstant lys), mens områder med skygge begrænser mængden af skadelig stråling fra solen, som astronauterne vil opleve. Desuden antages det, at der findes vandis i disse områder med permanent skygge, hvilket er afgørende for astronauternes overlevelse.
Desuden er krateret stort med en diameter på næsten 80 km og relativt fladt - begge faktorer er nødvendige for at kunne bygge en funktionel base.

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

Hovedmaterialet til konstruktionen af LunEx vil være en aluminium-kobberlegering, da det er let og relativt stærkt og samtidig let at arbejde med. På grund af disse fremragende egenskaber anvendes den allerede meget i rumfartsindustrien. Til alle genstande, der ikke behøver at være så stærke, som f.eks. møbler, vil vi bruge ABS-plastik. Vi har bevidst afvist tanken om at bruge regolit som byggemateriale, da fremstillingen ville være kompliceret og energiforbruget for højt.
En fordel ved at bygge på månen er, at på grund af den lave tyngdekraft kan konstruktionerne være mindre robuste end på jorden, så det er lettere at bygge og transportere dem.
LunEx er designet til at bestå af tre hovedkupler, der er forbundet via korte tunneller. Kupolformen er den bedste i betragtning af den store trykforskel i forhold til det ydre rum. Hvis astronauter ønsker at bevæge sig ud af basen, skal de klatre op i rumdragter, der er fastgjort til indersiden af en af de tre luftsluser. Luftsluserne er der kun for en sikkerheds skyld, da en lækage kan være dødelig.

Samlingen vil finde sted i etaper. Alle større dele vil blive præfabrikeret på jorden og sendt til landingssiden på forhånd. Den første besætning får til opgave at samle disse dele. Den største fordel her er, at samlingen er relativt nem, og at den dyre vedligeholdelse kan reduceres, idet delene kan produceres i meget høj kvalitet på jorden.

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

Månen er et farligt sted for enhver levende organisme. En menneskelig tilstedeværelse er uundgåeligt forbundet med risici for astronauternes velbefindende, men LunEx' design reducerer disse risici drastisk. Der er to store farer, som er til stede konstant, nemlig stråling og støv. Den farligste form for stråling kommer fra solen og kan forårsage betydelige skader på astronauternes helbred i form af kræft eller i ekstreme mængder, som f.eks. under et soludbrud, dødelig strålingssygdom. Vi undgår dette problem ved at bygge LunEx i de områder med evig skygge i Peary-krateret og blokerer derved alle radioaktive partikler. Der er imidlertid også kosmisk baggrundsstråling, som er mindre skadelig, men konstant. Under et seks måneder langt ophold burde virkningen ikke være for slem for astronauterne, men for at være helt sikre har vi afskærmet LunEx med et tykt lag flydende vand mellem det indre og det ydre skrog. Vand har fremragende isolerende egenskaber, som vil reducere strålingsdosis for astronauterne betydeligt.
Den anden konstante fare er elektrostatisk støv. På grund af sin ladning klæber det til stort set alle genstande og kan ødelægge elektriske apparater. For at forhindre dette har vi designet vores base således, at der aldrig kan komme støv ind i den. Det opnår vi ved at have rumdragterne monteret på ydervæggen, hvilket betyder, at astronauterne skal klatre ind i dem indefra. Derfor er der en ren adskillelse, og de tekniske apparater i basen vil ikke blive forurenet.
To andre farer, der opstår uregelmæssigt og er svære at forudsige, er meteorer og brand. Store meteorer kan opdages på forhånd. Hvis der er sandsynlighed for et nedslag, er der ingen anden mulighed end at evakuere basen ved at flyve tilbage til kredsløb eller Jorden med den altid tankede månelandingsfartøj. Små meteorer vil sandsynligvis ikke blive opdaget, så vores skrog er konstrueret til at modstå eventuelle nedslag. Skroget i to lag er specielt bygget til at stoppe denne trussel. Det ydre skrog vil absorbere en stor del af meteorets kinetiske energi, men det vil gå i stykker. Herved vil meteoren selv splintre i mange mindre dele, som så kan blive bremset af vandet mellem lagene. Hvis den bliver ramt, vil basen registrere nedslaget på grund af faldet i vandtrykket og lukke alt vandet ned i en tank for ikke at miste det. Når lækagen er repareret, kan der igen komme tryk på vandet.
Endelig er brand også en dødelig fare i rummet. Der er brandslukkere lige ved hånden overalt på stationen, men der er en anden genial sikkerhedsfunktion. Røgdetektorer kan registrere, i hvilket rum det brænder, og vil udløse en vandsprinkler i loftet, hvilket øger nytten af skrogdesignet.

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

Vandet vil blive udvundet ved hjælp af den nye teknologi Aqua Factorem, der er opfundet af Philip Metzger. Idéen bag dette koncept er, at små korn af blandede materialer vil blive skovlet op og derefter separeret. Iskornene vil derefter blive renset og smeltet for at opnå flydende vand. Disse iskorn er spredt ud over hele månens overflade, men vi vil bruge maskinen ved siden af de store aflejringer af vandis, som formodes at være til stede i Peary-krateret. På denne måde kan effektiviteten øges drastisk, men selv hvis det ikke lykkes at nå islaget, er der stadig en grundlæggende kilde til vand til stede. Basen er forbundet med Aqua Factorem-maskinen via rør, og når vandet når frem til basen, opbevares det i en tank og i skroget. For at sikre, at det ikke fryser til og eventuelt skader basens struktur, opvarmes det konstant. Genbrug af vand og ilt vil foregå på samme måde, som det sker på ISS i dag.

For at være så selvforsynende som muligt vil LunEx dyrke sin egen mad ved hjælp af højtryks-aeroponics (HPA). Denne metode fungerer ved at skabe små tåge-dråber under højt tryk, som bruges til at dyrke planter. Det innovative design har den fordel, at planterne vil vokse meget hurtigt og få en overlegen iltning. Dette resulterer i en bedre næringssammensætning. Desuden er mange planter kompatible, hvilket øger mangfoldigheden i astronautens kost. Desuden er det let at udvide bedriftens kapacitet. Den overordnede fleksibilitet er afgørende for, at en månemission kan lykkes. På trods af de utallige fordele ved en selvforsynende fødevareforsyning er planterne ikke i stand til at opfylde alle de ernæringsmæssige krav, som besætningen har, og derfor skal der bringes noget mad med fra jorden for at sikre en sund sammensætning af mineraler og vitaminer.

Elektriciteten kommer fra almindelige solcellepaneler. Disse vil blive placeret i de områder med permanent sollys i Peary-krateret og forbundet til basen i den permanente skygge med et kabel. Den permanente lyskilde skulle gøre store batterier overflødige, men det er stadig uvist, om disse områder også er udsat for sollys i løbet af månenatten. Så vi vil starte den første mission i månens sommer og forlade basen efter seks måneder. Hvis det er sandt, at der er konstant eksponering for sollys, kan basen være aktiv hele tiden. Som backup vil der være en lille akkumulator.
En anden ressource er raketbrændstof. Ved at fremstille brændstoffet på månen kan vi bruge den ekstra nyttelastkapacitet på raketten til mere materiale. Vi vil bruge en raket med brintfremdrift. Brint kan let fremstilles ved elektrolyse af vand. Kombineret med ilt har vi alle ingredienserne til at drive raketmotoren frem.

Ilten vil ikke blive hentet fra jorden, men udvundet fra regulær regolit på månen ved hjælp af In-situ ressourceudnyttelse, en idé foreslået af ESA-praktikant Sebastian Rohde. Det fungerer ved hjælp af en særlig form for elektrolyse med ioniske væsker, der forbliver flydende i rummet. Fordelene ved denne moderne teknologi er, at den kan genbruges og også fungerer ved lave temperaturer. Det faktum, at der er rigeligt med regolit på månen, betyder, at der kan sikres en konstant iltforsyning. Når ilten er blevet behandlet, vil den blive blandet med kuldioxid i basen for ikke at risikere en eksplosion. Når koncentrationen af CO2 bliver for høj, kan den simpelthen luftes ud af basen.

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

LunEx-basen bliver en af de første, der bliver bygget på månen. Derfor er dens primære formål at tjene som model for fremtidige former for menneskelig tilstedeværelse i rummet og også at gennemføre en række videnskabelige eksperimenter. Mikrogravitation og selve månen er begge fremragende objekter at eksperimentere med, hvilket vil give værdifuld ny viden og teknologi til brug både i rummet og på jorden.
En sådan stor opgave tjener også et andet formål. Vi mener, at det er nødvendigt for menneskeheden at udvide sin tilstedeværelse uden for jordens grænser. Det er faktisk afgørende for at sikre vores overlevelse som art, hvis det bliver umuligt at leve på jorden på grund af klimaændringer, krig, teknologi osv. LunEx-basen vil stadig være afhængig af konstant støtte fra jorden, men dens formål er ikke at være enden, men snarere et springbræt til opbygningen af en menneskelig civilisation i rummet.

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

En typisk dag for astronauterne starter om morgenen med, at alle seks besætningsmedlemmer vågner samtidig. Arbejdsskift undgås med vilje, fordi det at have flere mennesker omkring sig forbedrer astronauternes psykologiske velbefindende betydeligt. Kun hvis et eksperiment kræver konstant overvågning, vil der blive planlagt skift efter behov. Først spiser alle astronauterne morgenmad sammen. Maden vil dels være selvfremstillet fra Aeroponics-farmen på basen, dels medbragt fra jorden for at sikre en sund forsyning af vitale næringsstoffer, som ikke kan høstes fra farmen. Mens de spiser morgenmad, vil missionskontrollen på jorden orientere besætningen om den daglige planlægning. På en typisk dag vil der sandsynligvis være et par eksperimenter, der skal udføres, og et vedligeholdelsesarbejde på basen. I dette eksempel vil astronauterne prøve måder at gøre regolit frugtbart på. Et stort eksperiment som dette kan kun udføres på månen og giver værdifuld indsigt, der kan bruges til at fodre fremtidige kolonier på månen eller Mars. To ingeniører vil også vove sig uden for basen for at tjekke og eventuelt reparere et solpanel, der ikke producerer elektricitet. De vil klatre i deres rumdragter, der er fastgjort til basen, og gå langs kablet, der fører ud af skyggen, hvor LunEx er placeret, til de altid solbeskinnede områder i Peary-krateret, hvor panelerne er placeret. I løbet af dagen vil besætningen på skift træne i gymnastiksalen for at forebygge de negative virkninger af mikrogravitation på kroppen. Når dagens arbejde er gjort, mødes besætningen igen for at spise middag sammen. Derefter er der lidt fritid til at ringe til familie og venner på jorden, spille nogle spil med de andre astronauter eller bare se på månelandskabet gennem et af de tykke plexiglasvinduer. Som afslutning på dagen samles alle astronauterne i soveværelset for at få lidt hårdt fortjent hvile efter en anstrengende, men meningsfuld dag på månen.



← Alle projekter