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: Lupus

Tiffin Girls' School  London    Det Forenede Kongerige 17

Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

Vores base på månen er beregnet til videnskabelig forskning for at udvide vores forståelse af månen og for at skabe et fundament for fremtidig infrastrukturel udvikling på månen. Holdet består af 6 personer, herunder 4 videnskabsmænd, der vil udføre eksperimenter ved hjælp af ressourcer i laboratoriet, samt 2 ingeniører, der vil bruge roverne til at skabe beboelige rum i lavarørene under jorden til brug for fremtidige udforskningsmissioner på månen. Basen vil blive bygget ved hjælp af ISRU (in-situ resource utilization) og er opdelt i forskellige sektioner med hovedarbejdsområde og bolig adskilt, så astronauterne stadig kan opretholde en sund livsstil på månen. Hovedformålet med vores projekt er at konstruere en månebase, der kan bruges som frontlinje for måneforskning og som et pionersted i menneskehedens udforskning af rummet.

Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Basen ligger på sydpolen på kanten af Shackleton-krateret, som ligger i Aitken-bækkenet. Vi har valgt dette sted på grund af det relativt tempererede klima, så det er velegnet til astronauterne, som ikke skal opleve ekstreme temperaturændringer på grund af månens cyklus. Desuden er der lavarør, som kan bruges som potentielle tilflugtssteder under meteorregn og kan også beskytte astronauterne mod udsættelse for skadelig stråling. Stedet er også belyst af sollys 75-80% af tiden, hvilket er vigtigt for at producere den solenergi, der er nødvendig for at drive månecampen. Det soloplyste område er på ca. 1,25 km2 , hvilket giver rigelig plads til vores base. Desuden kan 22% af det materiale, der findes i krateret, bestå af is, som kan bruges af astronauterne til at udvinde vigtige ressourcer som f.eks. vand.

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

Hovedstrukturen på vores base vil blive forstærket med titaniumstænger, der bliver bragt ind med automatiserede fly før landingen. Når alt materialet er på plads, planlægger vi at bruge en sammenklappelig 3D-printer til at bygge strukturelle blokke ved at sintre regolitten med rettet stråling. Selv om vi forventer at have vores hovedbase allerede bygget ved hjælp af fjernstyret automatisering, kan holdet derefter ved hjælp af printeren bygge resten af lejren og fortsætte med at udvide den, og især ved at bruge regolit som vores vigtigste byggemateriale hjælper det vores base med at blive selvforsynende. På

Ud over regolitten planlægger vi også at gøre brug af de mineraler og metaller, der findes i polarområderne, ved at fastgøre magneter til vores vandsorteringsenhed og dermed indsamle metaller parallelt med vandet. Dette kan derefter smeltes og bruges til at bygge mere robuste strukturer. Et andet vigtigt designvalg var at anvende magnetisk levitationsteknologi til vores lava-rør. Dette var for at sikre hurtig adgang til vores nødbunker samt til daglig brug, da et af vores hovedmål er at udvide den underjordiske infrastruktur og udvikle endnu en base. Derudover har vi inkluderet whipple-afskærmning samt infrarøde sensorer til at opdage lækager i vores luft- og vandforsyning for at forhindre, at de bliver forurenet. Vi planlægger også at bruge krydsende bjælker, hvor det er muligt, i stedet for solide platforme for fuldt ud at optimere materialerne.

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

Omkring vores hovedlejr har vi gjort brug af bjerge lavet af sintret regolit for at beskytte basen mod solvinde og stråling, og vi har placeret den i et krater for at give ekstra afskærmning. Desuden er alle vores strukturer jordforbundet for at neutralisere opbygningen af statisk elektricitet fra solvindene. Vi har også bygget en bunker med hurtig adgang i et nærliggende lavatrør som beskyttelse mod meteorregnskyl. Der er adgang til denne bunker via en maglevlift, som giver nem adgang i nødstilfælde og fungerer hurtigere end et mekanisk rullesystem. Desuden spores store asteroider løbende af ISS og Jorden, og oplysningerne sendes videre til vores personlige satellit. Disse oplysninger sendes derefter direkte til vores kommunikationscenter. Både vores satellit og vores base har whipple-afskærmning, som giver beskyttelse mod rumaffald ved at nedbryde stoffet, inden det når hovedstrukturen.

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

For vores base var vandforsyning et af de vigtigste fokuspunkter, og vi forestiller os, at hele vandindsamlingssystemet skal være på plads, inden astronauterne lander, da vand er afgørende for overlevelse. Det vil hovedsageligt blive etableret af fjernstyrede rovere, der bruger vores satellit til kommunikation. Efter at have undersøgt de forskellige muligheder besluttede vi, at vores vand skulle bruge aqua factorem-metoden, hvor en rover skraber den øverste overflade og derefter sorterer de partikler, der hentes, ved hjælp af en sorteringsenhed med kunstig intelligens. Vi besluttede os imod at bruge boring på grund af de ekstremt kolde temperaturer og det høje energiforbrug. Vandpartiklerne transporteres derefter til hovedtanken ved hjælp af lasttog med magnetisk svævekraft, hvilket giver mulighed for et hurtigt netværk til at hente vand, der kører elektrisk for at minimere kulstofemissionerne. Alt forbrugt vand blev derefter sendt til vores genanvendelsesenhed, som er opbygget på samme måde som den terrestriske modstykke.

Astronauternes fødekilde vil være grøntsager, som dyrkes i aeroponics-laboratoriet, der ligger i hovedarbejdsområdet på basen. Anvendelse af aeroponics betyder, at planterne dyrkes i et tåge-miljø, som indeholder næringsstoffer, der er vigtige for planternes vækst. Vi har valgt denne metode, fordi den ikke kræver et samlet medium som jord eller vand, hvilket sparer den mængde vand, der er til rådighed for astronauterne. Planterne vil blive udvalgt omhyggeligt, så de indeholder den rette mængde af næringsstoffer, der er nødvendige for at bevare astronauternes sundhed. Der vil også blive dyrket sojaplanter for at skabe køderstatning for at sikre, at astronauterne ikke mangler vigtige næringsstoffer. Vi har valgt ikke at bruge dyr som fødekilde, da de ville kræve ekstra ressourcer som energi, luft og vand, som kunne være livsvigtige for astronauterne.

Vi har til hensigt at udnytte solenergien med solpaneler udstyret med enakse-trackere, så vores paneler kan rotere og følge solens bane for at maksimere den opnåede energi. Solenergi er vedvarende og er rigeligt til stede det meste af tiden, da panelerne vil blive placeret på "det evige lys'' tinder, hvor de vil være solbeskinnet 75-80% af tiden. Desuden er der vores minikraftværk, hvor vanddampene fra elektrolyse giver mekanisk energi, som derefter omdannes til elektrisk energi af vores generatorer. Endelig har vi en mulighed for reservekraft med vores satellit. Det øgede areal af solpaneler på vores satellit betyder, at den i nødstilfælde kan sende energistråler i form af mikrobølger, som vores kommunikationscenter modtager. Den ekstra energi giver vores team tid til at reagere på eventuelle nødsituationer, som de står over for.

Fremstilling af luft/oxygen er et vigtigt aspekt af vores lejr, hvor vi har besluttet at fremstille det ved hjælp af vandelektrolyse. Denne kemiske reaktion giver os mulighed for at opnå ren ilt og brint (som bruges som brændstof). Ilten opbevares derefter i vakuumforseglede beholdere og distribueres til vores base. Da det kan tage tid at starte denne proces, vil holdet i første omgang gøre brug af ilt importeret fra Jorden og leverancer fra ISS, men vi forventer ikke, at det vil tage for lang tid, da infrastrukturen vil blive bygget på forhånd ved hjælp af automatiseret robotteknologi. I lighed med vand vil ilten blive genbrugt så meget som muligt og måske endda udnytte den ilt, der frigives i vores aeroponiske enhed (fra fotosyntese). Dette vil blive gjort ved hjælp af lukkede ventilationsåbninger og kamre i vores hovedbase, hvor der vil blive brugt ventilatorer til at lede luftstrømmen.

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

Et af hovedformålene med vores månelejr er at forske i mulighederne for overlevelse for organiske livsformer som dyr og planter i månens atmosfære, og derfor vil vores forskerhold omfatte en biolog, der skal udføre forskningen på dette område. Forskerne vil bruge både automatiserede og manuelt betjente rovere til at forstå månens overflade ved at udforske tidligere utilgængelige steder på månen. Månelejren har et infrarødt teleskop, som vil blive brugt til at udvide vores forståelse af himmellegemerne i universet. Ingeniørerne vil arbejde på at udvikle lavarørene under månens overflade for at gøre dem beboelige til brug for fremtidige udforskninger på månen. Arbejdet vil bestå i infrastrukturel udvikling, så der er mulighed for, at basen i fremtiden kan bruges som brændstofstation.

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

Der vil være en soveplan på basen, så mindst ét besætningsmedlem er vågen hele tiden. Dette besætningsmedlem vil være placeret i kommunikationscentret, når resten af besætningen sover, så det kan blive alarmeret i tilfælde af en nødsituation og underrette resten af besætningen. Når besætningsmedlemmet vågner, forventes det, at det vasker sig og spiser morgenmad, hvorefter det forventes, at det udfører dagens opgaver. Der vil være en rotationsskema på plads, så to besætningsmedlemmer vil bruge dagen på at overvåge infrastrukturen og udstyret på basen for at kontrollere, at det hele fungerer korrekt; de vil også overvåge basens strømforbrug, og hvis det skulle blive nødvendigt, kan de lukke nogle få systemer ned, så der er strøm nok til at opretholde kritiske ting som f.eks. iltniveauet. Resten af besætningen vil udføre deres opgaver i forbindelse med deres rolle på månelejren. Biologerne vil udføre forskning i mulighederne for, at organisk liv kan overleve på månens overflade, og derudover vil biologerne også være ansvarlige for at styre aeroponics-laboratoriet for at sikre, at planterne vokser ordentligt, da de er en vital ressource. De andre videnskabsmænd og ingeniører vil på skift lade to besætningsmedlemmer bruge roverne til yderligere forskning om månens overflade. Dette vil ske enten ved at bruge den manuelt betjente rover til udforskning eller ved at bruge den automatiserede rover på steder, som det kan være farligt for besætningsmedlemmerne selv at begive sig ud på. Ingeniørerne vil bruge deres dag på at designe og forbedre infrastrukturen i lava-rørene ved at forbedre strukturens integritet og sikre, at den er beboelig, så den kan bruges som bolig i fremtidige måneudforskningsmissioner. Besætningsmedlemmerne vil spise frokost og derefter bruge resten af dagen på at afslutte eventuelle ufærdige opgaver fra formiddagen. Om aftenen vil besætningsmedlemmerne få mulighed for at få lidt fritid, som de kan bruge på en aktivitet efter eget valg. Besætningsmedlemmerne deltager i sikkerhedsøvelser, der finder sted med jævne mellemrum, for at sikre, at de er forberedt i tilfælde af en nødsituation.



← Alle projekter