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: Project “Aeneas”

Gymnasiet "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulgarien 15   2 / 0


Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

"Aeneas"-projektet anvender teknologi, der er tilgængelig i dag, og er næsten ikke afhængig af fremtidige koncepter eller teknologiske forbedringer, der endnu ikke er udviklet. I fase 1 udarbejdede vi et design til en modulopbygget månebase, der er egnet til to besætningsmedlemmer. Vores månebase er udformet på en sådan måde, at der tages hensyn til maksimal nyttelast under transport, finansiering og logistik. Den første fase vil omfatte hovedmodulet, der har grundlæggende ikke-selvbærende funktionalitet som opvarmning, livsunderstøttelsessystemer, træningsudstyr, opbevaring osv. Derfor vil basen de første mange år være afhængig af pakkede forsyninger. Efterhånden som projektet udvikler sig, kan der tilføjes flere moduler. F.eks. et vegetationsmodul, der vil gøre det muligt at dyrke afgrøder, eller måske et vandrensningsmodul, der vil omdanne månens is til drikkevand. Besætningen skal udskiftes hver sjette måned på grund af mikrogravitationens nedbrydende egenskaber på menneskekroppen.

2.1 Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Vi mener, at det bedste sted for vores base vil være et sted i høj højde, hvor der er sollys det meste af tiden, og som ligger tæt på nordpolen. Et sådant sted er ideelt på grund af en lang række faktorer. For det første er et område af denne type kendt for at være placeret nær mørke, permanent skyggede kratere, som potentielt kunne udnyttes som en kilde til månens is. Desuden er temperaturen i sådanne områder ideel til menneskelig beboelse. Det menes, at den er omkring -500 Celsius og har kun få udsving. Et sådant sted kunne f.eks. være det næsten soloplyste plateau nær Whipple-krateret. På trods af at plateauet modtager sollys næsten 80% af tiden, vil vi stadig skulle håndtere de farer, der er forbundet med månens nattetid, såsom ekstraordinært lave temperaturer og mangel på solenergi.

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

"Aeneas"-basen vil blive bygget af materialer, der er lette, men samtidig holdbare. Disse materialer omfatter titan, aluminium, stål og deres respektive legeringer. Et materiale, der har vist sig at være velegnet til den indre ramme i vores base, er f.eks. 2219-T6 aluminiumslegering, da det er hårdt, let og modstandsdygtigt. Som tidligere nævnt vil basen være modulopbygget, idet hver enkelt komponent bygges på Jorden og derefter leveres til månen, hvor modulerne forbindes med hinanden gennem standardiserede dockingporte. Hvis modulet lander et stykke væk fra basen, vil hvert modul være udstyret med specialiserede dæk, der kan køre på månens overflade. Modulerne vil have to hovedformer, kugler og cylindre, som følge af trykforskellen mellem det indre og det ydre rum. Modulerne af cylindertypen vil være udstyret med to standardiserede porte, og modulerne af kugletypen vil være udstyret med to til tre porte afhængigt af den nøjagtige konfiguration. Modulerne i sig selv vil give et væld af forbedringer. Med tiden og med tilføjelse af moduler som f.eks. vegetationsmodulet eller vandrensningsmodulet kan basen blive mere selvforsynende. En sådan struktur gør det også muligt at tilføje mange forskningsmoduler, som kan have forskelligt udstyr, der passer til forskellige behov. Potentielt kan basen udvides med moduler, der er designet til at øge besætningskapaciteten eller måske behandle besætningsmoralen.

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

Vores to vigtigste miljøproblemer er temperatur og stråling. Som tidligere nævnt vil der stadig være nætter, og vi skal tage højde for temperaturer på op til - 150 0C eller endda - 180 0C. Isoleringen skal være placeret mellem det udvendige og det indvendige rum og skal bestå af flere lag af forskellige varmeisolerende materialer, f.eks. polyethylenskum eller polyurethanskum. Desuden vil der blive placeret et tyndt lag aerogel mellem det indvendige og det sidste skumlag. En sådan blanding af isolatorer vil beskytte astronauterne mod lave temperaturer og kosmisk stråling. Vores hold er klar over, at et sådant lag af aerogel kan vise sig at være ret dyrt. Ikke desto mindre mener vi, at det vil være det værd, da en bedre isolering i høj grad vil reducere den mængde elektricitet, der bruges til temperaturregulering.

2.4 Forklar, hvordan din Moon Camp vil give astronauterne:

Vand
Fødevarer
Strøm
Luft

Det andet modul, der ankommer, er vandrensningsmodulet. Det skal ikke kun bruges som kilde til drikkevand, men også til at levere prøver til kemisk analyse. Efter analysen kan vandet behandles ved hjælp af elektrokoagulering, som er finjusteret til de kemikalier og metaller, der findes i den specifikke sonde af månens is. Efter denne proces vil det være et spørgsmål om at adskille de uønskede materialer fra vandet gennem filtrering. På baggrund af vores tidligere viden om månens is og filtreringsprocessens effektivitet mener vi, at det er muligt at bruge noget af vandet til sanitet.

Med ankomsten af vegetationsmodulet vil det være muligt at dyrke nok afgrøder til delvis at forsørge besætningen. Det er muligt at udvikle et modul, der er egnet til fisk og skaldyr, men det vil skulle ske på et senere tidspunkt i projektet. Hvis det imidlertid gennemføres, vil det ikke blot gøre basen fuldstændig selvbærende med hensyn til fødevarer, men også gøre det muligt at udvide besætningen, da behovet for at levere ikke-forgængelige fødevarer ikke længere vil være til stede, hvilket vil optimere den tilgængelige plads til levering.

På grund af den lysrige natur af vores valgte landingssted vil solenergi være den vigtigste energikilde og vil være en del af den første opsendelse sammen med det første modul og forsyninger. På trods af at området vil have adgang til sollys næsten 80% af tiden, skal vi stadig tage højde for månenætter. På grund af de færre mørke timer vil det være tilstrækkeligt til at oplade batterier, der er beregnet til at forsyne basen med strøm. Med udvidelsen af basen vil det imidlertid blive nødvendigt at øge antallet af solpaneler og batterier for at imødekomme det stigende behov for elektricitet.

I de første faser skal ilten importeres fra Jorden. Vi har gennemgået mange måder at skabe luft på, men i de fleste tilfælde får vi ren eller næsten ren ilt, som er utilstrækkelig til at trække vejret. Luft til indånding består for det meste af forbindelser, der kan erhverves på månen. Ilt og vanddamp kan skaffes gennem elektrolyse af månens is, og kuldioxid kan skaffes fra vores astronauter som affald. Vores største problem med at skabe luft på månen er nitrogen, da det er den vigtigste ingrediens i luft og også den mest komplicerede at fremskaffe. Koncentrationen af nitrogen i månens atmosfære er utilstrækkelig, og den eneste måde at opnå det på er ved at opvarme månens regolit til ekstreme temperaturer. Herved vil kvælstoffet blive adskilt fra regolitten, og efter at gasserne er blevet blandet, får vi en luftlignende forbindelse, der er egnet til at trække vejret.

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

Hovedformålet med "Aeneas" er at gennemføre videnskabelige undersøgelser med henblik på at udvikle en mulig langtidsbeboelse på månen. Projektet er det første skridt på vejen mod en fuldstændig selvbærende permanent bebyggelse på månen. Et af basens vigtigste emner vil være virkningerne af lukkede rum og mikrogravitation på krop og sind. Et af projektets mål vil være at udvikle løsninger på disse problemer, så der i fremtiden kan etableres en permanent bosættelse på Månen. Et sekundært mål med basen vil være at indsamle data om månen og gennemføre forskning, som ellers ville være ret kompliceret at gennemføre, f.eks. periodisk indsamling af prøver.

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

Når aluminiumsskodderne åbnes, og natbelysningen slukkes, fyldes rummet med et blødt og varmt lys. En alarm ringer, og udendørstemperaturen vises på en skærm over for besætningerne soveposer. Mens de begge begiver sig til den modsatte side af rummet for at hente deres morgenmad og en pose kaffe. Efter tyve minutter går de til deres tildelte moduler for dagen. De går gennem de hårde, lufttætte døre ind i det kubusformede rum og foretager en kort vedligeholdelse for at sikre sikkerheden på arbejdspladsen. Begge begynder deres 6,5 til 7,5 timers arbejdsdag. Da frokosttiden nærmer sig, mødes de begge i hovedmodulets opholdsrum og får et måltid bestående af mad fra Jorden og lokalt indsamlede afgrøder. I den anden del af dagen vil det være bedst for mindst én af dem at ændre deres aktivitet. Hvis de f.eks. om morgenen analyserede prøver af månens is, kunne de om eftermiddagen lave havearbejde i vegetationsmodulet eller måske foretage det ugentlige store vedligeholdelsestjek.

Ved slutningen af hver dag mødes de dog igen til to timers motion. Det er vigtigt med en sådan langvarig udsættelse for mikrogravitation, da regelmæssig motion vil bidrage til at bremse knogletæthedsreduktionen. Det vil også være ret almindeligt for besætningen at gå udenfor, hvad enten det er for at indsamle jord- og isprøver eller for vedligeholdelse. Ved slutningen af hver dag har astronauterne frokost og lidt fritid, afhængigt af deres nøjagtige arbejdsplan den pågældende dag.

Når aluminiumskodderne lukkes i de næste 8 timer, og det eneste, der oplyser rummet, er svagt LED-lys. Intet andet end den konstante summen fra ventilationen kan høres, mens begge besætningsmedlemmer falder i søvn.

Andre projekter:

  De franske månemænd

 

  Lycée Nazareth-Haffreingue
    Frankrig
  Interstellar sømand

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  Kopernikus550

 

  Technikum Łączności im. prof. dr inż. Janusza Groszkowskiego
    Polen
  D.h

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina