moon_camp
interaktivt billede af opdagelse

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projektgalleri

 

I Moon Camp Pioneers er hvert holds mission at 3D-designe en komplet Moon Camp ved hjælp af software efter eget valg. De skal også forklare, hvordan de vil bruge lokale ressourcer, beskytte astronauterne mod farerne i rummet og beskrive leve- og arbejdsfaciliteterne i deres Moon Camp.

Terra Mimesis

  Andenplads - Ikke-ESA-medlemsstater

Özel Bahçeşeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Tyrkiet    Tyrkiet 14, 16, 17   6 / 3 Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivelse

Vores månelejr er designet af vores team og er placeret mellem Shackleton- og Shoemaker-kratere for at huse 4 astronauter under deres videnskabelige forskning. Hovedbasen, som var stærkt påvirket af planternes blade under designet, har lag, der opfylder forskellige formål, og består af 6 forskellige dele. Den første af disse sektioner indeholder astronauternes arbejdsområder, den anden indeholder elektrolyse- og vandbehandlingssystemerne, den tredje har astronauternes personlige områder, den fjerde inkluderer astronauternes fællesområder, den femte indeholder materialerummet og lageret, og den sidste er landbrugsområdet. Ud over hovedbasen er der garagen og observatoriet, hvis design er inspireret af bæltedyrs skaller, et månemodul og 3D-printede robotarme. For at opfylde basens behov, såsom vand og ilt, eller for at sørge for affaldshåndtering, er der blevet placeret forskellige systemer i basen; et hybridkommunikationssystem er blevet skabt for at sikre kommunikation, solpaneler er blevet placeret på basen og forskellige regioner for at levere energi, og rovere er blevet designet til at hjælpe astronauter under deres missioner.

1.2 - Hvorfor vil du bygge en Moon Camp? Forklar hovedformålet med din Moon Camp (f.eks. videnskabelige, kommercielle og/eller turistmæssige formål).

Vi planlægger at tage et stort skridt i menneskehedens rejse til månen med vores designede månelejr. Den månebase, vi har færdiggjort indtil videre, er til videnskabelig forskning, men det kan blive ændret i fremtiden. Idéen til vores base, som er produceret på dette stadie, blev udviklet til kun 4 astronauter. Dette design omfatter laboratorier og ressourcer, hvor astronauterne kan arbejde med astrofysik, kemi, biologi og landbrug. Men med basens modulære struktur er det muligt at udvide designet og øge radius for dens formål. Med udvidelsen af basen i de senere faser kan vores base åbnes til kommercielle formål for at vise verden, hvordan livet er i rummet. I endnu senere stadier kan vores base udvides, så turistekspeditioner bliver mulige.

2.1 - Hvor vil du bygge din Moon Camp? Forklar dit valg.

Vi planlægger at bygge vores månelejr på Sydpolen, nærmere bestemt mellem Shackleton- og Shoemaker-kratere. Hovedårsagen til, at vi vælger at placere vores base mellem disse to kratere, er, at vi vil drage fordel af dem begge. Undersøgelser viser, at Shoemaker-krateret indeholder enorme ressourcer af frossent vand, brint og mineraler. Derfor kan vi bruge frossent vand til at drikke, brint til vandudvinding og energi og mineraler til videnskabelig forskning. På den anden side svinger Shackleton-kraterets temperaturværdier mindre. Krateret får sollys uafbrudt i næsten 2 måneder og 90% af dagen, hvilket betyder, at vi kan spare mere energi til vores månelejr med solpaneler. Da afstanden mellem disse to kratere er ca. 60-65 km, vil det være muligt at rejse mellem dem. Det forudsiges også, at vejret på det valgte sted vil være delvist bedre, og det vil reducere ugunstige forhold til et minimum.

2.2 - Hvordan har du tænkt dig at bygge din månelejr? Overvej, hvordan du kan udnytte Månens naturlige ressourcer, og hvilke materialer du vil have brug for at medbringe fra Jorden. Beskriv teknikkerne, materialerne og dine designvalg.

Opførelsen af vores månelejr vil omfatte to forskellige missioner kaldet A og B. Mission A vil blive gennemført autonomt, uden at astronauter træder ind på månen. Denne fase vil blive kørt af specialdesignede rovere og 3D-printede robotarme, der bruger byggematerialer som beton og ETFE fra Jorden. For det første vil en grader-rover gøre jorden egnet til basen og indsamle månejord. Dernæst vil autonome rovere og robotarme begynde at bygge basen. Det inderste lag af vores base vil være lavet af beton, der er sammensat af månejord. Derefter vil det midterste lag blive lavet af ETFE, og til sidst vil det yderste lag blive lavet af månejord, som vil blive omdannet til en brugbar form til 3D-printning. Omridset af vores base vil blive afsluttet ved at placere solpaneler på tagene. Det generelle design af vores base er inspireret af blade. Hovedkvarterets struktur i tre lag er hentet fra deres lagdelte tekstur, mens basens korridorer er kopieret fra nerver. Derudover var designet af vores garage og observatorium inspireret af bæltedyrenes evne til at beskytte sig med deres skjold. Dette design gav også en sammenklappelig struktur, som hjalp os med at spare plads. Desuden blev vores basedesign udformet med henblik på modularitet og lang levetid, så vi kunne udvide vores base, når vi ønskede det. I mission B vil astronauterne lande og placere alle de udleverede egenskaber, hvilket vil være starten på livet på månen.

2.3 - Hvordan beskytter og beskytter din Moon Camp astronauterne mod Månens barske miljø?

Astronauter udstationeret i en månelejr vil blive udsat for et barskt miljø, der kan true deres helbred og sikkerhed. En af de største udfordringer, de vil stå over for, er at give dem beskyttelse og ly mod det ekstreme månemiljø. For at opnå dette har vores team analyseret og søgt i dybden om miljømæssige problemer, der kan opstå i vores månelejr. Vi oplistede primære faktorer, der bør overvejes som varmeisolering og beskyttelse mod meteoritter og stråling. I denne retning søgte vi løsninger på hvert identificeret problem og indlejrede disse løsninger i vores design, præcist i strukturen af vores base. Når vi ser på materialevalget generelt, søgte vi fire hovedfunktioner. Disse blev defineret som reflekterende materialer, der reflekterer sollys på månens overflade og beskytter temperaturen, varmeisolerende materialer, der forhindrer varmetab i det indre, holdbare materialer, der vil udgøre lejrens ydre lag, og lette materialer, der vil blive placeret på fundamentet for at lette installationen af basen. Vi besluttede, hvilke materialer der ville passe til hver funktion ved at uddybe og undersøge disse yderligere. Vi besluttede os for at bruge månejord som reflekterende materiale. Med dette lag placeret i den yderste del af basen sørgede vi også for varmeisolering og beskyttelse mod meteoritter. ETFE-materialet (ethylentetrafluorethylen), som vil udgøre basens midterste lag, vil øge styrken selv med et tyndt og let lag med dets høje smeltetemperatur og vil også gavne os med dette materiales modstandsdygtighed over for stråling med høj energi, genanvendelige og langvarige egenskaber. Det inderste betonlag vil udgøre basens primære radioaktive isolering. Et lag på op til 1 meter vil beskytte basen mod gamma- og røntgenstråling. Vores luft- og vandrensningssystemer vil også sikre astronauternes sikkerhed inde i basen.

3.1 - Hvordan vil din Moon Camp give astronauterne bæredygtig adgang til basale behov som vand, mad, luft og strøm?

Vand: Vand er afgørende for livet i lejren. I første omgang vil den nødvendige mængde vand blive bragt fra Jorden. Der vil også blive bygget et vandhåndteringssystem, som kontinuerligt cirkulerer rundt på basen. Dette system vil rense urin, sved, fugtighed osv. Ved at rense vandet vil vi genbruge 90% af vandet. Månens vandis er en anden mulighed for at bruge den som vandressource. Vandis vil blive taget ud med rovere og opbevaret, så det kan bruges, når det er nødvendigt.

Mad: I første omgang vil astronauterne spise den mad, de har med fra Jorden. Derudover vil der blive leveret frisk mad ved hjælp af aeroponisk landbrugsmetode. Med aeroponisk landbrug vil 95% af vandet blive sparet, og væksten vil være 3 gange hurtigere end med traditionelt landbrug. Vores mål er at skabe en sund kost til astronauterne. Vi planlagde at dyrke kartofler, spinat, bønner osv., som har høj næringsværdi og er nemme at dyrke.

Luft: Vores genbrugssystem omfatter et luftstyringssystem. Den nødvendige mængde vand fra vandhåndteringssystemet sendes til elektrolyse. Ved elektrolyse adskilles brint- og iltmolekyler. Ilt, som er blevet egnet til indånding, vil blive distribueret rundt på vores base. Den resterende brint vil blive brugt til at producere vand med vores Sabatier-system. Planternes fotosyntesecyklus vil også bidrage til luftstyringssystemet.

Strøm: Strøm er afgørende for at sikre basens kontinuitet. Vi planlagde at placere N-Type IBC solpaneler, der har en effektivitet på 23%, på toppen af vores base. Derudover vil koncentrerede solpaneler (CSP), som omdanner sollys til varme og lagrer det, blive placeret ved Shackleton-krateret, da dette sted næsten altid er eksponeret for sollys. Dette system bidrager væsentligt til basen, fordi det er vedvarende og meget effektivt.

3.2 - Hvordan vil jeres Moon Camp håndtere det affald, som astronauterne producerer på Månen?

Affaldshåndtering er et vigtigt anliggende på vores månebase. Lige fra starten blev vores forvaltningsplaner bygget til at minimere affaldsudgifterne ved at følge en nul-affaldspolitik. På den anden side, så længe der er forskellige typer affald, er det nødvendigt at bruge forskellige metoder til at reducere og bortskaffe hvert affald. Det organiske affald, der produceres, kan omdannes til gødning. Dette vil give varme og energi til basens varmesystem. Den producerede gødning kan også bruges til planteundersøgelser. Derudover vil brugbart affald såsom plastik blive brugt til at skabe vores lejres behov ved at bruge dem til at levere filamenter i 3D-printere. På den anden side kan uomsætteligt fast affald også komme ud med forskellige anvendelser. Dette affald vil blive sendt ud i jordens atmosfære og blive destrueret ved afbrænding.

3.3 - Hvordan vil din månelejr opretholde kommunikation med Jorden og andre månebaser?

For at opfylde forskellige krav til rumkommunikation, såsom pålidelighed og latenstid, besluttede vi at skabe en hybrid kommunikationsstruktur i vores månelejr, hvor forskellige systemer opfylder disse krav. Den primære metode vil være radiokommunikation, som på tidligere månemissioner. Da det er hurtigere, kan et laserkommunikationssystem bruges, når der er behov for øjeblikkelig kommunikation. Til disse systemer skal der være en jordstation på Jorden og en transceiver og antenne på Månen. Placeringen af jordstationerne skal være tæt på ækvator med frit udsyn til den sydlige himmel for at have et kontinuerligt udsyn over lejren. Endelig kan lejren også have et backup-system, der understøtter satellitkommunikation, som er den mest sikre og velundersøgte metode. Den påkrævede satellit kan placeres i månens kredsløb, og det kan også opretholde kommunikationen mellem andre månelejre.

4.1 - Hvilke(t) videnskabelige emne(r) vil være fokus for forskningen i din Moon Camp? Forklar, hvilke eksperimenter du planlægger at udføre på Månen (f.eks. inden for emnerne geologi, miljø med lav tyngdekraft, biologi, teknologi, robotteknologi, astronomi etc.).

Vores månelejr vil give en enestående mulighed for videnskabelig udforskning og tilbyde et unikt miljø til at udføre forskning på tværs af en lang række videnskabelige discipliner. Indholdet i de undersøgelser, der skal udføres i vores månelejr, vil helt sikkert omfatte månens struktur og miljø. Den vigtigste faktor i sådanne undersøgelser kan være månejorden. Det siges, at månejord har potentiale til at blive brugt til produktion af ilt og brændstof. Det kan være et område, som vores campister vil studere. Ved at undersøge jord og klipper fra månens overflade kan man finde mineraler og lignende stoffer, og man kan forske i, hvad disse materialer kan bruges til. Ud over stoffer kan man også udforske spor af liv. Samtidig kan astronauterne analysere og opdage flere detaljer om månens dannelse. Derudover kan man lave plantestudier på månejord. Man kan også undersøge brugen af forskellige mikroorganismer i månelandbrug, eller man kan undersøge forskellige metoder til at gøre landbrug på månejorden og i månemiljøet muligt. Mens alle arbejder på disse felter, kan der laves en ny og udviklet kortlægning af månen og dens geologiske karakteristika. Endelig kan der også udføres undersøgelser af astronauternes psykologi på basen. De psykologiske forandringer og udviklinger hos disse individer, som vil leve isoleret i et anderledes miljø i lang tid, kan følges ved at kommunikere med verden. Samtidig kan astronauterne få mulighed for at føre dagbog eller vlogge i løbet af deres tid i rummet for at støtte dette arbejde og dermed skabe en ressource om, hvordan livet i rummet er.

5.1 - Hvad ville du inkludere i dit astronauttræningsprogram for at hjælpe med at forberede astronauterne til en månemission?

I en månelejr vil astronauterne komme ind i et ukendt miljø i isolation, mens de ser den planet, de har tilbragt hele deres liv på, skrumpe ind til en lille blå og grøn kugle. Det er en kendsgerning, at disse enorme forandringer i astronauternes liv kan have både fysiske og mentale effekter på dem med tiden. Derfor skal astronauter gennemgå et træningsprogram for at sikre, at de er fuldt forberedt på at håndtere de fysiske og mentale udfordringer ved at leve og arbejde på månen. Vores team har udarbejdet et prøveprogram for astronauterne, som det vil tage omkring 3 år at gennemføre. I den første fase vil astronauterne få et års generel træning i livet i rummet. Hver astronaut vil få detaljeret træning i deres speciale i senere faser. Den første fase af træningen vil indeholde to vigtige områder: mental sundhed og fysiske færdigheder. Med deres fysiske træning vil astronauterne blive bekendt med de barske forhold på månen, f.eks. hvordan man tilpasser sig bevægelse eller reducerer muskeltab under forhold med lav tyngdekraft. På den anden side bør alle astronauter tage grundlæggende træning i at håndtere systemer, der bruges i basen og andre rumfartøjer, mens de træner i at handle i tilfælde af eventuelle funktionsfejl. Alle astronauter bør også kende til førstehjælp og grundlæggende medicinsk information. Med deres mentale træning vil astronauterne lære at håndtere isolation, samtidig med at de lærer om teamwork og forbedrer deres kommunikationsevner og problemløsningsevner, da de vil have flere mennesker i deres liv i lejren. Når astronauterne har lært de nødvendige færdigheder, vil de blive trænet i deres egne specialer som bioteknik, kemiteknik eller flyteknik, og hvordan de kan bruge dem på månen. Astronauternes træning vil ikke være slut, når de lander på månen, men den vil fortsætte med kommunikation med eksperter på jorden som f.eks. psykiatere.

5.2 - Hvilke rumfartøjer vil din fremtidige månemission få brug for? Beskriv de fartøjer, der findes i din Moon camp, og overvej, hvordan du vil rejse til og fra Jorden og udforske nye destinationer på Månens overflade.

Vores rejse i rummet begynder med et rumfartøj, der består af kommando-, service- og månemoduldele. Kommandomodulet vil være den centrale del, hvor astronauterne vil styre rumfartøjet. Servicemodulet opbevarer motor, brændstof og alt det udstyr, der skal bruges på månen. Månemodulet vil blive brugt til landing og start på månen. Hvis vi ser på køretøjerne i vores lejr, er der en forskningsrover, en byggerover og en samlerover. Forskningsroveren, som har et lager, er til brug for astronauterne, når de skal rejse og forske på månen. Builder Rover har en grader og gravemaskindele, der autonomt indsamler månejord, mens den udjævner jorden til basen og bygger den. Collector-roveren indsamler primært månevand, is og andre prøver rundt omkring på månen. Der er også en drone, som er designet til at udforske månen fra en anden synsvinkel.

Andre projekter: