moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleri 2021-2022

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.

Team: SCN Aerospace

Petroc College  Barnstaple    Det Forenede Kongerige 17   2 / 0


Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

Vi fik til opgave at designe en månelejr. Opgaven var helt åben, og vi fik frie hænder til at bestemme lejrens funktion. Mit hold besluttede, at lejren skulle have en mission af tre måneders varighed og huse fire astronauter med baggrund i kemi, ingeniørvidenskab, medicin og botanik. Lejren skulle bygges for at gennemføre denne mission, men med henblik på at bruge den igen til eventuelt længerevarende missioner i fremtiden. Ved udformningen af lejren har vi forsøgt at træffe så realistiske beslutninger som muligt, så de trufne beslutninger er blevet påvirket af: omkostningerne ved opsendelse af store dele, astronauternes sikkerhed, den videnskabelige værdi, der kan opnås, og den potentielle interesse, der kan skabes. Lejren skal rumme bolig- og arbejdsfaciliteter for fire astronauter. Deres mission vil omfatte udflugter uden for lejren samt eksperimenter og lignende inden for lejren, så de vil få brug for flere rovere ud over selve lejren, herunder en lille trailerlignende rover til transport af udstyr og til at manipulere modulerne under samlingen, en langdistance-rover, der skal fungere som "redningsbåd" i nødstilfælde, og nogle landskabsrobotter, der skal sendes af sted før astronauternes ankomst for at forberede landingsstedet. Vi har været så heldige at kunne skabe en VR-verden med basen i https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 ved hjælp af Occulus Headsets Quest 2.

De planer, der er vist i afsnit 4 for nogle af modulerne, er for en ældre version af basen, så selv om de ligner meget den endelige version, er de lidt anderledes.

2.1 Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

En ækvatorial placering på den nærmeste side ville have konstant sigtelinje med Jorden, hvilket er en klar fordel, men det ville betyde, at astronauterne ikke ville kunne se den del af himlen, der ligger bag månen. Desværre varierer overfladetemperaturerne nær ækvator drastisk, hvilket gør en overfladebase i denne position vanskelig at opretholde. I nærheden af polerne er eksponeringen for solen meget lavere. Faktisk er der flere steder nær polerne, hvor solen bogstavelig talt aldrig skinner. Det betyder, at selv om det naturligvis er koldt, er temperaturvariationen på disse steder minimal. Derfor kan basens materialer og struktur optimeres til de kolde temperaturer nær polerne. Da overfladetemperaturerne er meget lavere, kan der desuden dannes is nær polerne. Under hensyntagen til disse faktorer har vi valgt et krater nær sydpolen ved 42°E, 84,25°S.

2.2 Hvordan planlægger du at bygge din Moon Camp? Beskriv teknikker, materialer og dine designvalg.

Før månelejren kan bygges på overfladen, er det nødvendigt at forberede landingsområdet. Til dette formål vil der blive sendt ubemandede rovere til landingsstedet, som vil rydde området og udjævne skråninger efter behov, så der er et passende sted, hvor lejren kan bygges. Der er ti moduler, som udgør hovedlejren, med et ekstra kommunikationstårn og et eksperimentmodul placeret på kraterkanten, som vil blive fjernbetjent. For at mindske risikoen for katastrofale fejl vil nogle af modulerne blive bygget på Jorden og blot installeret på månen ved at docke dem til de andre moduler. Det er nemlig langt lettere at sikre modulernes pålidelighed på Jorden end på Månen. Følgende moduler vil blive fremstillet på Jorden: luftsluse, beboelses-, laboratorie-, toilet-, eksperiment- og forsyningsmoduler samt den fleksible korridor mellem knudepunkterne og kommunikationstårnet (de hydraulisk aktiverede stiletter vil også blive bygget på Jorden). De to knudepunkter vil blive opdelt i mindre komponenter, da de er alt for store til at blive opsendt i ét stykke. Hydroponikmodulet vil blive fremstillet af en kombination af enkle dele (f.eks. titaniumstrimler og HDPE-klodser) og dele, der er fremstillet på Jorden (f.eks. dockinganordningen). Alle disse dele vil blive konstrueret ved hjælp af materialer og teknikker (bortset fra hydroponikmodulet), som er typiske for eksisterende beboelige moduler.

2.3 Miljøet på Månen er meget farligt for astronauterne. Forklar, hvordan jeres månecamp vil beskytte dem. (højst 150 ord)

Som nævnt i afsnit 2.1 giver den valgte placering allerede en betydelig beskyttelse. Da lejren aldrig er direkte belyst af solen, er den ret effektivt afskærmet mod solstråling. De eneste andre strålingskilder er den atomreaktor, der driver lejren, og kosmisk stråling. Reaktoren er passende afskærmet, og enhver kosmisk stråling er blokeret af HDPE, som er mindst 20 cm tyk for at sikre tilstrækkelig beskyttelse. En anden fare er månestøvet, som klæber til overflader og forårsager forskellige problemer, herunder potentielle skader på astronauternes lunger, skader på overflader på grund af dets slibende egenskaber, nedsat effektivitet af sårbare komponenter som f.eks. tætninger og skader på rumdragter. Filtre i miljøsystemerne vil sikre, at hvis der kommer støv ind i lejren, vil det blive fjernet, og omhyggelig vedligeholdelse af rumdragter og udstyr efter hjemkomsten til basen vil forhindre, at der kommer støv ind i basen.

2.4 Forklar, hvordan din Moon Camp vil give astronauterne:

Vand
Fødevarer
Strøm
Luft

For at mindske risikoen ved at være afhængig af ressourceudvinding vil der blive oplagret vand på Artemis-rumstationen under rutinemæssige forsyningsmissioner. Det vil blive taget ned under landingen. Vi kan supplere forsyningen ved at udvinde vand fra månens is.

For at reducere risikoen i forbindelse med ressourceudvinding vil vi igen oplagre mad på Artemis-rumstationen som forberedelse til missionen, og forsyningen vil blive suppleret af hydroponiske eksperimenter (selv om disse eksperimenter ikke vil være i stand til at brødføde besætningen i sig selv).

Strømforsyningen vil blive leveret af en lille atomreaktor efter samme model som den eVinci-reaktor, der er ved at blive udviklet af Westinghouse. Der vil blive anvendt svinghjul som den vigtigste energilagringsmetode på grund af deres modstandsdygtighed over for ekstreme forhold, selv om vi vil anvende brintbrændselsceller på grund af deres eksisterende anvendelse i rumflyvning.

Der vil også blive oplagret luft på Artemis-rumstationen, og igen kan vi supplere forsyningen ved at udvinde ilt fra månens overflade ved reduktion med brint, som udgør ca. 45% ilt i masse.

2.5 Forklar, hvad der er hovedformålet med din Moon Camp.

Formålet med lejren er en opdagelsesrejse. Målet er at afprøve og demonstrere teknologier og teknikker, som i fremtiden kan anvendes til længere missioner og i sidste ende til langtidsbeboelse. Hvad angår rummissioner med besætning, har vi nemlig sendt mennesker til Månen i nogle få dage og haft astronauter på ISS i flere måneder, men aldrig har vi haft astronauter til at opholde sig på Månens overflade i længere tid. Inden vi for alvor kan begynde at overveje kommercielle eller turistmæssige tiltag, er det derfor først og fremmest vigtigt at vide, om vi overhovedet kan leve på månen. Blandt de projekter, der kan iværksættes, kan nævnes dyrkning af planter (deraf botanikeren), undersøgelse af effektive metoder til at udvinde ilt og andre ressourcer fra månens jord og fremstilling af forskellige genstande ved hjælp af værktøjet i fabrikationsmodulet.

3.1 Beskriv en dag på Månen for jeres Moon Camp-astronautbesætning.

Den overordnede undersøgelse i månecampen går ud på at afgøre, om det er muligt at bebo månen på lang sigt. Med henblik herpå skal astronauternes hverdag være så "normal" som muligt. De fleste af os starter dagen med morgenmad, efterfulgt af personlig hygiejne og påklædning. Det er sådan, astronauterne ville starte deres dag. Derefter følger et kort møde for at drøfte dagens planlagte opgaver, og hvordan arbejdet gik i går. Når disse aktiviteter er afsluttet, deler astronauterne sig op i to "hold". Hold et har en træningssession i Hub A. Motion er vigtig for at sikre minimal muskelatrofi som følge af livet i et miljø med lav tyngdekraft og for at bevare et stærkt hjerte-kar-system. Hold to tager sig i mellemtiden af den generelle vedligeholdelse i lejren, f.eks. oprydning, kontrol af planter osv. De to hold bytter derefter, så hold et tager sig af den generelle vedligeholdelse, mens hold to dyrker motion. Grunden til denne opdeling er, at Hub A ikke har plads til, at alle fire astronauter kan træne på samme tid. De to hold samles for at arbejde på de projekter, der er fastlagt for dagen. I løbet af de tre måneder vil der være en bred vifte af opgaver, måske forberedelse af en EVA, udførelse af vedligeholdelse, analyse af prøver, brug af fabrikationsfaciliteterne i Hub B osv. Disse opgaver vil blive planlagt inden missionens start for at udnytte astronautens tid mest effektivt, selv om der sandsynligvis vil blive foretaget ændringer under missionen på grund af uforudsete årsager. På vores eksempeldag skal astronauterne lave en ny hydraulikventil til reparation af en reservepumpe. For at arbejdsdagen igen skal være så "normal" som muligt, vil holdene holde frokostpause omkring middagstid. Når opvasken er gjort, går astronauterne til deres næste opgave, som på denne dag er at planlægge morgendagens EVA med henblik på at indsamle jordprøver. Denne arbejdsperiode vil være længere end formiddagens og vil blive afsluttet i tide til aftensmaden, hvorefter de vil have tid til at slappe af, inden de lukker alt ned, foretager de sidste kontroller (måske planter igen) og går i seng. Selve klokkeslættet er synkroniseret med GMT

Andre projekter:

  Blå Flke

 

  郑州轻工业大学
    Kina
  NormiX

 

  Zespół Szkół Ogólnokształcacych i Technicznych w Sompolnie
    Polen
  Fantastisk rejse til den moon camp

 

  郑州轻工业大学
    Kina
  Projekt "Aeneas"

 

  Gymnasiet "P. Kr. Yavorov"
    Bulgarien