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.

Zenith

Özel Bahçeşeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Tyrkiet    Tyrkiet 15, 16   6 / 3 Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivelse

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

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

Vores hovedformål er at bruge vores månelejr som base for at udføre videnskabelig forskning. Som en fortsættelse af forskningen udforsker vi Månen. Med vores bemandede og ubemandede Moon rovers planlægger vi missioner, hvor vi indsamler og returnerer prøver af Månens jord, klipper osv. til vores base og får disse prøver studeret grundigt af vores uddannede astronauter. For som forskerne siger, mener vi, at Månen kan være en kilde til værdifulde ressourcer. For at støtte disse formål har vi som nævnt indrettet laboratorier til vores astronauter, hvor de vil arbejde aktivt. Laboratorierne giver også vores astronauter mulighed for at forske inden for astronomi. Da dette er vores hovedformål, tror vi også, at i de næste faser af opbygningen af denne månelejr, som tjener som et første skridt, vil det føre til etablering af en permanent tilstedeværelse på Månen.

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

Vi planlægger at etablere vores hovedbase (Alpha) i Archimedes-krateret (39,7° N, 4,2° V), som ligger i den sydvestlige del af Månen. Kraterets flade bund giver en relativt stabil overflade til at bygge en månebase og et landingsområde for rumraketter, og den stabile temperatur gør det til et egnet sted for astronauter at bo og forske. Derudover har krateret underjordiske vandkilder, som er vigtige for at opretholde liv og generere energi.

Da sollyset for det meste når De Gerlache-kraterets (88,71°S, 68,7°W) højderyg i 14 dage pr. måneperiode, har vi besluttet at etablere EGEC på højderyggen, som kun ligger 220 kilometer fra Archimedes-krateret. Højderyggen er ideel til at producere energi med solbrintpaneler, da den modtager sollys i op til 98% af dagen.

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.

Vi vil bruge vores store 3D-printere til at fremstille basens hovedstrukturer. Når vi har bygget vores hovedstruktur, planlægger vi at skabe et beskyttende lag, som vil bestå af månens regolit, for at give den mest beskyttede månebase, vi kan bygge.

Vi vil bruge månens regolit til at bygge baserne, fordi;

  • Da månen har en tynd atmosfære, og det er et hårdt sted at leve, kan månens regolit danne et beskyttende lag og være et skjold mod stråling og meteoritter.
  • Gennem måneregolitten og dens undersøgelser vil forskere kunne lære og forstå specifikke oplysninger om månen, såsom dens dannelse. Derudover kan forskere arbejde med regolitten for at lære og studere om Månens geologi og historie.
  • Moon Regolith kan være nyttigt til landbrug i drivhuse. Den kan blandes med andre mineraler og vand for at opnå høj effektivitet.
  • Månens regolit er en god kilde til mineraler, såsom oxider, sulfider, fosfater og naturlige metaller, som vi planlægger at udvinde med vores minedriftsrover.

Konklusionen er, at hvis Månens regolit findes på Månen, vil det være nemt at bygge baser lige så hurtigt efter astronauternes landing.

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

Månens regolit, der indeholder jern, aluminium og silicium, beskytter og absorberer stråling og har en høj refleksionsevne, hvilket er grunden til, at vi vælger at bruge den som vores beskyttelseslag.

Det er også et godt materiale til beskyttelse mod meteoritter, da det fungerer som en barriere, der kan modstå meteoritter og forhindre skader, der kan skade basen og udstyret. Derudover er det i stand til at absorbere meteoritternes nedslag, som ville være farlige for månens habitat.

Desuden giver det varmeisolering til basen og udstyret på Månens overflade. Ved hjælp af det lag, det giver, kan det absorbere og frigive varme, og det hjælper faktisk med at regulere temperaturen.

Når det gælder beskyttelse mod mulige farer, har vi to måder og en nødplan, som vi vil godkende.

Først og fremmest vil vi bruge et tidligt varslingssystem, der vil opdage meteoritter, som er på vej mod Månen og basen. Alt efter meteorittens hastighed, størrelse og det sted, den befinder sig, vil astronauterne flytte sig afhængigt af omstændighederne, og derfor har de to muligheder:

Plan 1: Hvis meteoritten er lille nok til ikke at beskadige vores base, vil astronauterne blive evakueret fra basen til beskyttelsesrummet, som vil være under vores base, så den vil være omfavnet af tyk måneregolit, der giver sikkerhed. Når faren er drevet over, vil astronauterne opdage de skader, som basen har taget, og så vil de begynde at reparere basen via rovere.

Plan 2: Hvis meteoritten er stor og tæt på vores base, vil vi aktivere vores nødplan, som er at tage til vores Bravo-base via rovere så hurtigt som muligt efter vores evakuering.

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

For at skaffe vand planlægger vi at indsamle isvand omkring de steder, der er dækket af skygge. For at undgå infektioner vil det indsamlede isvand blive smeltet og filtreret. Det sidste produkt, filtreret vand, vil blive opbevaret i vandtanke til fremtidige behov. Derudover vil Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELISSA) blive brugt til at få rent vand fra daglig brug (urin, hygiejne osv.).

 

For at skaffe fødekilder vil vi bruge jordløst landbrug (hydroponisk landbrug). I dette system, som garanterer produkter selv under ugunstige landbrugsforhold, opfyldes planternes behov for vand og næringsstoffer på en kontrolleret måde. I jordløst landbrug elimineres risikoen for sygdomme, der stammer fra jorden, direkte, behovet for ekstra arbejdskraft reduceres, og der opnås flere produkter gennem processen. En af de største fordele er, at hydroponiske systemer kun bruger 10% af det vand, der bruges i normalt landbrug. Desuden er det planen at producere nogle kosttilskud med et højt indhold af protein, vitaminer og mineraler ved hjælp af en bestemt slags grønalger kaldet "Chlorella" i vores biodome.

 

Når der er brug for det, vil ilten blive leveret via solbrintpaneler og biodome. Ud over at rense vand via MELISSA planlægger vi at omdanne Co2 til O2 ved hjælp af mikroalger. Ifølge nogle estimater kan 1 kg alger producere mellem 1 og 2,5 kg ilt. I betragtning af at et gennemsnitligt menneskes daglige forbrug af ilt er 0,75 kg, er denne metode en særdeles effektiv måde at producere ilt på, selv om det ikke er den anden måde, man bruger den på lige nu.

Som energikilder vil vi bruge tre forskellige måder, nemlig solbrintpaneler, fusionsreaktorer og den energi, vi får ved at brænde affald. Detaljerede forklaringer på disse metoder er vist i afsnittet om den eksterne fremviser.

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

Vi planlægger at håndtere affald på flere måder:

Den første måde at håndtere dem på er kompostering. Organisk affald på Månen kan omdannes til jord ved kompostering, og det kan bruges til dyrkning af planter og landbrug.

Den anden måde at håndtere affald på er at brænde det med ilt. Under denne proces bliver organisk affald i efterladenskaberne brændt, og som et resultat af denne proces vil der blive frigivet energi, som er planlagt til at blive brugt som en ressource for vores base udover solbrintpaneler og fusionsreaktorer. På den anden side, selvom denne mulighed giver os energi, kan den også medføre nogle ulemper. For at forhindre disse mulige konsekvenser skal man være opmærksom på indholdet af de materialer, der skal komposteres, og de gasser, der kan opstå efter behandlingen, skal tages under kontrol på en måde, så det ikke skader atmosfæren.

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

For at kunne kommunikere med andre baser bruger man satellitter, der opererer i VHF-båndet i radiobølgespektret. Satellitten, som er designet til at levere denne kommunikation, har et mastdesign for at immobilisere satellitten til jorden og reducere tabet af signalstyrke. Oven på denne struktur er der kroppen, som indeholder det elektroniske kredsløb og den bevægelige parabol, som også vil reducere tabet af signalstyrke ved at rette parabolen mod en anden satellit.

Ud over disse planlagde vi også at bruge satellitten i vores hovedbase til at kommunikere med en satellit, der kredser om jorden, for at sikre kommunikation med jorden. Hovedårsagen til, at vi valgte en satellit, der befinder sig uden for atmosfæren, var for at undgå et eventuelt tab af signal.

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.).

Der udføres mange videnskabelige undersøgelser i vores verden. At overføre disse undersøgelser til Månen kan give os mange fordele. Vi mener også, at nogle undersøgelser kan udføres mere omfattende på Månen. For eksempel:

Astronomi: Månens mangel på atmosfære og lave lysforurening gør den til et fantastisk sted for astronomisk observation. Det tomme land giver os også mulighed for at bygge store teleskoper og laboratorier at arbejde med. Med vores højteknologiske teleskoper kan vi observere stjernerne, galakserne og meget mere med et klarere udsyn.

Geokemi: Denne gren af videnskaben giver os mulighed for nøje at observere de kemiske processer, der udgør Månen og mineralerne i de underjordiske ressourcer. Disse oplysninger kan være kilder til fremtidig forskning og eksperimenter.

Testområde for fremtidig teknologi: Med ledig jord og mangel på menneskelig aktivitet kan fremtidige projekter testes uden alvorlige konsekvenser. Det kan hjælpe os med frit at eksperimentere med vores teknologi og hjælpe os med at udvikle dem hurtigere med resultaterne for øje.

Nye ressourceområder: Det er et almindeligt faktum, at Jordens ressourcer er begrænsede, hvilket fører os til et nyt problem: "Hvor kan vi finde nye ressourcer at bruge?". Det er her, Månens overflade, som er rig på grundstoffer og forbindelser, kommer ind i billedet. Vi kan indsamle og opbevare disse ressourcer og bruge dem i vores andre eksperimenter eller behov.

Lunar seismologi: Lunar seismologi kan defineres som bevægelse af jorden, som måneskælv og bevægelseshændelser på Månens overflade. Selvom der allerede er installeret flere seismografiske målesystemer, er der stadig begrænsninger og mangel på information, men med ordentlige afregninger og nærmere undersøgelser tror vi, at der kan findes mere. Nye fund kan føre til nye måder at få energi på ved hjælp af måneskælv

Og der kan laves mere forskning.

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

Efter udvælgelsen af astronauter vil de gennemføre et træningsprogram på mindst tre til fire år, som det er implementeret i ESA, før de tager ud i rummet for første gang.

Som et første skridt skal de have en grundlæggende træning, som tager 12 måneder. I løbet af denne tid vil astronauterne lære alle rumstationens systemer, transportmidler og principperne for robotoperationer. Desuden vil de lære, hvordan man opretter en månelejr, bruger solbrintpaneler eller har ilt i en biodome osv. De vil blive informeret om principperne for det system, de får brug for. De kommer også til at vænne sig til at leve uden tyngdekraft og kontrollere deres krop i et tyngdekraftsfrit miljø.

Efter grunduddannelsen skal de have træning før udstationering, hvor de skal lære mere og udvikle deres viden om rumstationens systemer og tage særlige kurser flere steder som Houston i USA, Star City i Rusland, JAXA's Tsukuba Center i Japan og Saint-Hubert/Montreal i Canada.

Efter disse forberedelsestrin er astronauterne klar til at blive sendt ud på en mission, og træningen i den mission, de skal ud på, går i gang. I løbet af denne proces vil de blive trænet med deres besætning, så de vænner sig til hinanden. Desuden lærer de deres ansvarsområder, og hvordan man arbejder sammen. Derudover vil de blive informeret om, hvad de skal gøre i en nødsituation og evakueringsplaner.

Efter deres ankomst til rumstationen eller månen vil de fortsætte deres træning ved hjælp af live-kommunikation mellem jorden og videoer. De vil også stadig lære at betjene robotter og rumfartøjer ved at afprøve dem live og i simulation.

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.

Der er 3 rovere, som er designet til, at astronauterne kan gennemføre deres missioner på Månen. Hovedopgaverne for disse rovere er konstruktion, boring, opbevaring og transport af astronauter. Et af de vigtigste elementer i designet var rovernes hjul. Roverhjulene er inspireret af mecanumhjulet og mars perseverance roverhjulene. De vigtigste egenskaber ved disse hjul er, at de er modstandsdygtige over for de vanskeligheder, der kan opstå på månens overflade, og at de letter transporten. Specifikt er Mecanum-hjulene kendetegnet ved, at de kan bevæge sig på alle måder. Samtidig har inspirationen fra Mars Perseverance Rover sikret, at køretøjet kan dreje 360 grader. På den anden side, med hensyn til transport til og fra Jorden, brugte vi græshoppebenes biomimik på månemodulet for at gøre det lettere at lande og hurtigere at lette.

Andre projekter: