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: Conatur Lunar

Oldham Hulme Grammar School  Oldham    Det Forenede Kongerige 17, 16   4 / 2   Andenplads - ESA-medlemsstater


Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

Under mission Conatur Lunar, vores base Sanctuarium har til hensigt at være en innovativ forskningsfacilitet, der skal forsøge at afdække og forstå den geologiske historie på månens overflade. 

  • Den primære fase vil være fokuseret på selvforsyning: med vægt på opbygning og indsamling af de nødvendige ressourcer.
  • Herefter vil de sekundære aktører i vores projekt blive flyttet til forskning og eksperimenter.

Undersøgelser i vores laboratorium, som omfatter en dybdegående analyse af dannelsen og sammensætningen af månestøv, vil blive brugt til at opbygge en mere præcis registrering af både månens og vores egen planets fortid. I sidste ende vil de data, vi indsamler, blive brugt til at informere om moderne fremskridt inden for teknologi til kolonisering og udforskning af månen.

Sanctuarium3D-modellen viser, at vores design har til hensigt at yde beskyttelse og samtidig gøre det muligt at udføre opgaver. Den underjordiske plan består af beboelses-, tekniske, landbrugs- og lagerområder, som giver vores besætning på fire personer de nødvendige redskaber til at leve og arbejde komfortabelt under deres mission. 

Mens Conatur Lunar's foreløbige mål er baseret på undersøgelser - de opnåede resultater kan i sidste ende gøre det muligt at gå over til en mere kompleks tredje fase.

  • Hvis dataene tillader det, kan det ses, at vores bases succes i de indledende faser og astronauternes førstehåndserfaring giver mulighed for at gøre fremskridt i retning af månekolonisering. Det er håbet, at vores projekts anvendelsesmuligheder med udvidelsesmulighederne og gennembrud som f.eks. brændstofproduktion kan udvikle sig fra at være enkeltstående til at blive multifunktionelle i fremtiden.
2.1 Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Vi planlægger at placere vores base på kanten af De Gerlache-krateret. Beliggende langs månens sydlige kant (med månekoordinater 88,5°S, 87,1°W) giver den en orientering mod Jorden, som er ideel til at minimere rejseafstande og kommunikationskanaler.

Beviserne, der understøttes af 24.000 billeder fra kameraer med et bredt område og 31.500 billeder fra kameraer med et smalt område, viser, at vores sted er beliggende tæt på et punkt med evig belysning. Med daglige minimums- og maksimumsværdier på 64% og 98% kan De Gerlache desuden betragtes som gunstig på grund af sin evne til at udnytte solenergi. 

Kraterkanten i sig selv er et ideelt terræn, der fungerer som et fladt område, som vil blive brugt til at placere landingsområder, solpaneler og forskningsudstyr. Desuden vil tilstedeværelsen af månens isforekomster gøre det muligt at høste vand på egen hånd.

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

Den tidligste fase af opbygningen af vores base skal være ubemandet. Vi vil tillade brugen af robotter og en tunnelboremaskine med en diameter på 17,6 m til at bore i kraterets side. Ved at placere landingskoordinaterne tæt på et kendt lava-rør giver vi mulighed for yderligere fremtidig udvidelse, hvis vi skulle få brug for det. Det underjordiske sted illustrerer et naturligt forsvar mod stråling og påvirkninger fra vragrester, samtidig med at der drages fordel af det naturlige miljø (dvs. reduktion af arbejdskraften ved at tilpasse det naturlige hulrum).

Når man kommer ind i krateret, vil boret blive brugt til at forlænge det tilgængelige rum, og robotter vil følge efter og frigive oppustelige materialer for at forhindre, at strukturen styrter sammen. Atmosfæriske forhold vil blive fremstillet gennem transport af gasser som H₂, N₂ og O₂, mens robotterne vil høste månens jord som 3D-printbart materiale til at bygge fundamentet og de ydre vægge. De vil også samle de eksterne landingsblokke, der er nødvendige for at muliggøre den næste fase af overgangen.

Den næste fase vil sende vores bemandede besætning op sammen med det mere specifikke udstyr og de materialer, der skal installeres - dette vil omfatte montering af specialudstyr som f.eks. O₂-rydningsmaskiner, samling af vores rovere og forstærkning af strukturer, der er udsat for skader under transporten. Efter menneskelig indgriben skulle basen være fuldt funktionsdygtig, og besætningen vil blive stationeret, idet robotterne nu tjener som hjælpemidler til assistance og reparation.

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

Forskellige farer udgør en høj risiko, som hver især skal håndteres individuelt for at beskytte liv:

Strålingen ligger på 60 mikrosievert (ca. 200 gange så meget som på Jorden). Besætningen vil bære dosimetre for at overvåge deres eksponeringsgrad. Områder med stor belastning, f.eks. sove- og opholdsrum, vil være forsynet med øget afskærmning som en yderligere afbødning.

Den forventede temperaturgradient på vores base kan opvarmes til at opfylde kravene til menneskelig beboelse ved hjælp af solenergi og udvekslingssystemer. Radioisotopiske termoelektriske generatorer (RTG'er) vil blive anvendt som backup-system.

Implementeringen af lækagedetektorer med hermetisk forsegling og modificerende teknologier som MFS-TOPS-42 vil advare besætningen og give den mulighed for at forlade basen via en luftsluse, hvis der skulle opstå fejl i opretholdelsen af atmosfæriske forhold.

Letvægts fysiske barrierer, f.eks. udstoppede Whipple-skjolde, vil forstærke overfladestrukturer, der anses for sårbare, ved at øge deres beskyttelse mod hyperhastighedsnedslag. 

Basens design giver yderligere naturligt forsvar ved at udnytte kraterrum under jorden.

2.4 Forklar, hvordan din Moon Camp vil give astronauterne:

Vand
Fødevarer
Strøm
Luft

Størstedelen af astronauternes vanderstatning vil blive hentet fra islagre på månen. Basen vil anvende Shuttle Fuel Cell (SFC), Oxygen Generator System (OGS), Carbon Dioxide Removal Assembly og Sabatier Reaction (SR) til at genopfylde og genbruge en konstant vandforsyning:

SFC: 2H₂ + O₂ →2H₂O + elektricitet
OGS: 2H₂O + elektricitet →2H₂ + O₂
SR: 4H₂ + CO₂ → 2H₂O + CH₄

Filtrering af spildevand som f.eks. urin- og badevand samt kontrolleret fjernelse af fugt fra kabineluften sikrer, at intet muligt afløb går til spilde. Sekundære kilder fra månens jord er anvendelige, men ikke ideelle, da de giver et relativt lavt udbytte.

Da det bruges til en lang række applikationer, f.eks. fra elektrolyse til hygiejne, skal vi yde støtte efter systemfejl. I tilfælde af redundans har vores base monteret H2O-nødtanke, som kan bruges, mens problemet er løst (se luft).

Når vi stræber efter lang levetid, vil det være et godt eksempel at dyrke friske produkter, da vi er mere tilbøjelige til at opretholde kroppens behov for vitaminer og mineraler i længere perioder i modsætning til at tage multivitaminer.

De lave koncentrationer af kvælstof i månens jord (5 ppm) betyder, at vi først skal sende en mængde kvælstof over fra Jorden sammen med frø og gødning. Derfor vil organisk affaldsmateriale blive genanvendt.

Til at begynde med vil den underjordiske akvaponiske farm sikre et udbytte, der sikrer missionens kontinuitet. Der er imidlertid et stort energiforbrug involveret, da lysintensiteten er proportional med plantevæksten.

Vi vil forsøge at udvikle avancerede plantehabitater i en sekundær fase af produktionen. Vi anvender en række LED'er samt et lersubstrat, der styrer frigivelsen af gødning, vand og mineraler, og sensorer til overvågning af plantevæksten. Det reducerede behov for daglig fysisk interaktion med planterne og den højere energiintensitet resulterer i en bedre egnethed til længerevarende bosætning.

Vores besætnings vigtigste kilde til elektricitet vil komme fra solpaneler med en høj koncentration af solceller pr. cm². I kombination med stedets daglige lysintensitet vil vi maksimere effektiviteten af absorptionen af solstråling, som dermed anvendes til elproduktion.

Desuden vil brintbrændselsceller blive brugt til at lagre overskydende energi ud over stationens behov, hvilket betyder, at forbruget stadig er fleksibelt i perioder med lav belysning. Hvor det er muligt, vil strømforsyningen fra laboratoriet også blive omdirigeret til livssystemer.

Som nævnt under vores forslag om risikostyring vil besætningen have adgang til RTG, hvis de skulle få brug for det, men på grund af de risici, der er forbundet med radioaktiv kontaminering, anses dette mere for at være et nødudgangspunkt i nødstilfælde. Derfor vil vi implementere den som en ekstern kilde, placeret på kraterkanten i en forstærket container under jorden.

De gasser, der medbringes sammen med robotterne, vil sikre, at der i første omgang skabes et atmosfærisk miljø til astronautens ankomst. Sabatier-metoden producerer ikke kun vand, men efterfulgt af elektrolyse vil den være vores vigtigste metode til at fremskaffe ilt. Udvinding fra regolit kan også finde sted og vil blive anvendt i forbindelse med tilfælde, der vil drage fordel af de metallegeringsprodukter, der dannes ved anoderne.

Selv om det er rigtigt, at der vil ske iltoptagelse og kuldioxidudstødning gennem planternes vækst på basen, vil forholdene blive overvåget og kontrolleret i en sådan grad, at påvirkningen af basen vil blive anset for at være ubetydelig.

De baroskopiske forhold, herunder gassammensætning, tryk og fugtighedsniveauer, skal overvåges under hele missionen, og der skal anvendes lufttanke som redundans i tilfælde af, at luftpåfyldningssystemerne svigter.

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

Conatur Lunarkan inddeles i kortfristede (ST), mellemfristede (MT) og langsigtede (LT) skemaer:

EN UNDERSØGENDE ORIENTERING:

→ at kombinere besætningsmedlemmernes STEM-discipliner og nuværende viden med eksperimentelle beviser på stedet for at få et bedre indblik i både månens og dermed også Jordens geologiske historie. (ST)

→ at bruge de personlige erfaringer og selve missionen til at forbedre teknikker og til at løse problemer i forbindelse med udsigten til rumrejser. (MT)

ORIENTERING OM AVANCEMENT:

→ at stræbe efter muligheden for at kolonisere månen og presse eksisterende succesfulde teknologier til at blive anvendelige for et større antal og flere befolkningsgrupper. (LT)Hvis Sanctuarium har vist sig at være effektiv til at etablere et højteknologisk arbejdsmiljø, der kan opretholde menneskeligt liv, vil vores overordnede mål være at lære af vores banebrydende forskning og gå videre fra vores pionerforskning til forbedret levedygtighed og i et ideelt scenarie bidrage til skabelsen af kommercielt og husligt liv på månen.

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

Gennem hele tiden beboende Sanctuarium, vil den daglige rutine bestå af vedligeholdelse og forskning, der skal balanceres med lige så vigtig fritid for at opretholde en sund balance mellem arbejdsliv og privatliv. Der vil ikke være nogen forskudte nattevagter, men der vil blive fastsat en "vagt" astronaut for hver nat i tilfælde af nødsituationer. 

Astronauterne begyndte deres vagter med hygiejneopgaver. Anvendelse af shampoo uden skyllemiddel ville reducere vandforbruget betydeligt og lette kampen med mikrogravitation. 

Morgenmaden i den første time af vagten består af næringsrige produkter som røræg for at øge deres daglige kalorieindtag til omkring 2.800 kalorier. Vi foreslår, at disse fødevarer medbringes i bionedbrydelig emballage for at øge bæredygtigheden om bord. Dette vil blive fulgt op af biomedicinske overvågningstests for at kontrollere, hvordan deres krop tilpasser sig miljøet med henblik på fremtidige ekspeditioner. 

Facilitetens daglige arbejdsopgaver vil omfatte rapportering af forskningsdata. Ud over denne vigtige forskningsfunktion skal mandskabet også udføre vigtige vedligeholdelsesopgaver. Efter at have kontrolleret, om de har modtaget kommunikation fra kontrolcentret på Jorden, vil specifikke forskningsopgaver blive uddelegeret. 

Til frokost spises et proteinrigt måltid med varierede måltider for at forbedre livskvaliteten. Afprøvning af nye måder at dyrke planter på ved hjælp af LED-teknologi vil gøre det muligt at dyrke forskellige friske fødevarer til at supplere aftensmaden og udvikle yderligere muligheder for at opretholde liv i rummet. 

Fysisk aktivitet på månebasen vil være et vigtigt aspekt af deres livsstil, herunder at de skal dyrke motion 1 time om dagen for at mindske muskelnedbrydningen. 

Kommunikation om aftenen med familie og venner vil give mulighed for forbindelse til Jorden. Social tid vil være til stor gavn for astronauterne som vil være sammen med de samme få mennesker hver dag. Der kan også finde adaptiv forskning sted, som ledes af daglige opdateringer fra andre laboratorier på Jorden. 

For at holde astronauterne sunde og raske vil de efter afslutningen af de sidste vedligeholdelsesopgaver på basen trække sig tilbage til deres soveværelse og få 8 timers søvn. De specielt konstruerede køjesenge gør det muligt at fastgøre soveposer for at bekæmpe problemet med den reducerede tyngdekraft og give mulighed for at sove udhvilet og forynge sig til den næste travle dag. Vi tror, at fællesskabet af ligesindede mennesker vil leve godt sammen på basen, når de får mulighed for at bruge tid på det, de kan lide, både individuelt og i samarbejde.

Andre projekter:

  Space Bound

 

  Bertrand Russell College
    Nederlandene
  observatør

 

  郑州轻工业大学
    Kina
  RAKETVIDENSKAB 3

 

  I.E.S. JOSÉ JIMÉNEZ LOZANO
    Spanien
  Gipsy Danger

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina