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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Rumænien 17   2 / 0


Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

Det projekt, som vi har designet til Moon Camp Challenge, er et månebasismodul med en cylindrisk form og en ydre diameter på 5,2 m, som er designet til at passe ind i den næste generation af Ariane 6-raketfartøjet, der bygges af Arianespace på vegne af ESA. Modulet har et brugbart beboelsesareal på 34 m2, som har et komfortabelt interiør, der hovedsagelig består af træ, og omfatter alle de nødvendige livshjælpssystemer: elproduktion og -lagring ved hjælp af henholdsvis solpaneler og batterier, O2-lagring og CO2-vaskning, vandlagring og -genbrug, opbevaring af fødevarer og eldrevne varme-/kølesystemer. Et andet modul, der er adskilt fra hovedmodulet, kan bruges til planteavl - akvaponics-modulet. Det bruges til at dyrke fisk og planter på en bæredygtig måde. Basen indeholder også et to-mode kommunikationssystem: en 2,2 GHz mikrobølgeforbindelse med lav båndbredde, der anvendes til telemetri, tale og nødkommunikation, og en optisk forbindelse via satellit til applikationer med høj båndbredde (videostreaming), der kan nå en downlink-hastighed på 600 Mbit/s.

2.1 Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Vi ønsker at bygge månelejren på en slette, hvor terrænet mangler kratere og andre små deformationer, men hvor der er en naturlig grotte i relativ nærhed, på månens nærside. Det er lettere at bygge i et fladt terræn og giver plads til fremtidig udvidelse. Der vil blive placeret et nødmodul i den naturlige hule, som skal bruges som beskyttelsesrum i tilfælde af meteoritter. Månens nære side blev valgt, fordi den er oplyst af solen og vender ud mod Jorden. Sollyset bruges af de solcellepaneler til at generere strøm, og astronauternes aktiviteter forbedres af tilstedeværelsen af lys. At basen ligger på den side, der vender ud mod Jorden, er også en fordel for kommunikationen, da antennerne er rettet direkte mod planeten (eller mod en satellit i forbindelse med den optiske forbindelse).

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

Vi planlægger at bygge vores månecamp ved hjælp af færdigbyggede moduler, der transporteres fra Jorden med Ariane 64-raketter. Den maksimale masse af et modul vil være 8,6 t, hvilket er den maksimale nyttelast for A64 til LTO (Lunar Transfer Orbit). Ved siden af hovedmodulet kan der tilføjes flere andre moduler for at danne månelejren. Solpaneler, antenner og andre eksterne anordninger vil blive monteret på måneoverfladen ved siden af basen. Hovedmaterialet er aluminiumslegering 6061 med enkelte dele af ABS og kulfiber samt andre materialer i små mængder, f.eks. stålbolte, gummipakninger osv. Modulerne vil blive placeret i en 1,2 m dyb udgravning i månens overflade for at forhindre, at modulerne bevæger sig eller roterer uhensigtsmæssigt. De vil blive manipuleret og placeret af kraner og kan også flyttes ved at blive rullet på plads. Kranerne og andre maskiner, der er nødvendige for manipulationen, kan bringes med en separat forudgående mission eller med en sekundær raket i samme mission. En slagnøgle er også nødvendig for at forbinde to moduler med hinanden og for at forbinde modulernes ender. Modulerne vil blive sat under tryk efter færdiggørelsen og trykaflastet før enhver ændring. Vinduespanelet vil blive transporteret umonteret i en sikker container for ikke at beskadige det under samling og forsendelse.

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

Månebasemodulernes varme-/kølesystem vil give en god temperatur til beboelse. O2-lagringssystemet og CO2-skrubberen vil holde iltstrømmen gennem modulerne og opsamle overskydende CO2. Modulernes vægge vil til en vis grad beskytte astronauterne mod kosmisk stråling; dette kan forbedres ved at tilføje jord oven på modulernes vægge, og aluminiumlegeringen 6061 i flyvekvalitet kan beskytte basen mod små stød. Modulernes krop kan klare et tryk på 3 atm, baseret på en simulering. Basen er også udstyret med et akvaponisk system, der kan opretholde en fødevareforsyning, selv hvis forsyningsmissionerne bliver hårdt ramt. Hovedvinduet er en glas/plastrude, der beskytter besætningen mod eventuelle glasskår.

2.4 Forklar, hvordan din Moon Camp vil give astronauterne:

Vand
Fødevarer
Strøm
Luft

Basen vil forsyne besætningen med vand ved hjælp af et vandrecirkulationssystem (et lignende system som det, der anvendes på ISS) ved at filtrere det brugte vand ved hjælp af et særligt udvalg af filtre, hvilket gør det selvbærende. Den kan også omdanne urin til drikkevand. Vandsystemet består af en hovedtank under modulets badeværelse og en nødvandforsyning, der består i akvariemodulets akvarietank. Vand kan også udvindes som kondensvand fra klimaanlægget med de medfølgende solfangere i klimaanlægget.

Fødevarer opbevares hovedsageligt i nærheden af ilttankene under gulvet i ethvert modul. Maden vil hovedsagelig bestå af tørrede produkter, der kan rehydreres med vand. Den vigtigste måde at fremstille mad på vil bestå af akvaponicsystemet, som vil dyrke fisk, skaldyr og alger sammen med andre grøntsager og urter på en symbiotisk måde. Affaldet fra akvariet vil blive brugt som naturlig gødning til dyrkning af grøntsagerne, og de næringsstoffer og den ilt, som planterne leverer, vil blive brugt til akvariet.

Strømsystemet består af solcellepaneler, genopladelige batterier og den tilhørende elektronik. Systemet anvender 22 paneler på 455 watt, der kan generere op til 10 kWp samlet effekt, og 16 lithiumbaserede LiFePO4-celler, der er anbragt i en sikret beholder. Batteriteknologien blev valgt, fordi den er meget sikker sammenlignet med de andre kemistrier, men på bekostning af mere vægt. Cellerne har en nominel spænding på 3,2 V og har tilsammen en energi på 48 kWh. Hertil kommer, at systemet også har forskellige konverterings- og styringselektronik, såsom inverter og BMS, der anvendes til henholdsvis konvertering af DC til AC og beskyttelse af batterierne.

Basen har et elektrisk drevet klimaanlæg, der også skrubber luften for CO2. Filtrene kan alle udskiftes og er nemme at fjerne, og de har et design uden værktøj. Under gulvet i hvert modul er der seks ilttanke, som styres af modulets elektroniske hovedkontrolenhed (ECU), der registrerer iltniveauet og kompenserer om nødvendigt. Kontrolenheden kontrollerer også modulets indre tryk. Systemet sørger for, at det optimale O2-niveau opretholdes i basen, hvilket beskytter astronauternes helbred.

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

Vores Moon Camp kan tjene alle tre formål: kommercielt, videnskabeligt og turistmæssigt, fordi den er modulopbygget og kan udstyres efter behov. I standardkonfigurationen vil Moon Camp i første omgang være indrettet til videnskabelige formål.

Ved hjælp af en Lunar-rover, et multifunktionelt konstruktions- og videnskabeligt værktøj, kan vi transportere og manipulere materialer til yderligere udvidelse af månebasen til alle nødvendige formål.

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

Astronauterne vågner op i deres køjesenge i træ og udfører deres morgenrutiner, herunder spisning, hygiejne og helbredskontrol, og træet i basen giver dem forhåbentlig en følelse af komfort og hjemlighed. Derefter kontrollerer de status for de centrale systemer, der er nødvendige for Moon Camp-aktiviteterne, f.eks. el-, luft- og vandsystemet samt akvaponsystemet. Disse kontroller omfatter rengøring af solpanelerne (en del af elsystemet), overvågning af ilt- og CO2-niveauerne og trykket i basen, kontrol af vandets PH- og iltniveau fra akvaponsystemet samt næringsstofindholdet i jorden.

Hvert besætningsmedlem skal dyrke mindst 30 minutters motion indendørs eller gå en tur af samme varighed uden for basen for at undgå muskelatrofi.

          Efter de indledende undersøgelser vil holdet fra månebasen kontakte kommandocentralen på Jorden for at rapportere om situationen om bord og anmode om oplysninger om de forskningsmissioner, de skal udføre.

Mindst 2 besætningsmedlemmer skal hele tiden være om bord og føre tilsyn med driften af kritiske systemer og sørge for sikkerheden på basen. Resten af astronauterne kan udføre forskellige opgaver, f.eks. udforske månens jordbund, skabe nye baser ved hjælp af 3D-printing, udføre eksperimenter med dyrkning af planter og dyr på månens overflade ved hjælp af akvaponsystemet, udføre eksperimenter på selve månens jordbund, udføre minedrift af industrielle årsager eller forskning og i fremtiden endda foretage rundvisninger og fungere som base for fremtidige missioner længere ude i solsystemet.

Ved dagens afslutning vender alle medarbejdere tilbage til basen, pakker værktøj og instrumenter, der er efterladt uden for basen, spiser og nyder lidt fritid. De kan tale med deres familier eller venner på Jorden, se videoer eller medier, der er downloadet på forhånd på den interne server, søge og offentliggøre dokumentation og meget andet ved hjælp af kommunikationssystemet med høj båndbredde.

Andre projekter:

  Moon Hut

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  Omega Team

 

  郑州轻工业大学
    Kina
  Moonrise

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  Tredimensional spiller

 

  郑州轻功业大学附属中学
    Kina