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.

Helios-1

VKV KOC SKOLER  Istanbul-Tuzla    Tyrkiet 17, 18   6 / 0 Engelsk
3D-designsoftware: Blender



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://drive.google.com/file/d/1fa5lUBO_bvtx4PCrQyFW1ks_bzRVyWpX/view?usp=share_link

1.1 - Projektbeskrivelse

HELIOS-1 er et Moon Camp-projekt, der tager udgangspunkt i ideen om bæredygtigt liv og udvikling. Mens projektets hovedformål er at forske i og tilvejebringe en ny bæredygtig energikilde - Helium-3-isotopen, er ideen om selvforsyning det hovedkoncept, som projektet er bygget op omkring. Med en besætning på tolv astronauter vil HELIOS-1 bestå af to identiske baser i to forskellige kratere på Månens sydpol, som hovedsageligt vil blive bygget ved hjælp af kilderne på Månen selv. Med minimal afhængighed af materialer fra Jorden - hvad enten det drejer sig om vand, mad, luft, byggematerialer, genstande, energi eller andet - vil Månelejren have kapacitet til at arbejde i lange perioder for at sikre, at det fulde potentiale af Helium-3 og dets egenskaber til brug på Jorden kan blive opdaget. Jordens ressourcer er værdifulde, men også begrænsede. I sidste ende vil HELIOS-1 blive husket for sit bidrag til bæredygtig og sikker energiproduktion og fjerne en stor forhindring, der står i vejen for et bæredygtigt liv på Jorden midt i den hurtige globale udvikling.

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

Som en isotop af helium, der kun udgør 0,0001% af alt på Jorden, har helium-3 et stort potentiale til at blive brugt som energikilde gennem kernefusion. Men de høje omkostninger og det teknologiske udviklingsniveau, der kræves, gør det vanskeligt at forske i og udvikle de mulige anvendelser af Helium-3 til energiproduktion. Derfor er forekomsten af isotopen på månen af vital betydning og et potentiale for fremtidig udvikling - især i en tid, hvor bæredygtig vækst hindres af udnyttelsen af naturressourcerne. For at løse dette problem vil månejorden blive undersøgt sammen med opførslen af udvundet Helium-3, og der vil blive udført omfattende forskning med andre forbindelser for at finde ud af, hvordan det kan bruges i fremtidige teknologier. Hovedformålet med Moon Camp "Helios-1" vil være denne forskning efter udvinding af isotopen.

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

HELIOS-1 Moon Camp vil blive bygget på to forskellige steder og vil bestå af den samme basestruktur. Begge lejre vil være placeret på Månens sydpol, og det vil gøre det muligt at fortsætte projektet uden forstyrrelser forårsaget af manglende sollys, da sollyset vil blive brugt som en vigtig energikilde i basen. Med Månens aksiale hældning på omkring 5 grader vil de to forskellige baser være placeret på hver sin side af sydpolen og vil kunne bruges i flæng. Afhængigt af hvor det langvarige sollys modtages, vil den ene af baserne blive brugt efter den anden. Begge baser vil også være placeret i separate kratere for at have ekstra beskyttelse mod mulige meteorregn. Derudover er disse kratere specifikt blevet valgt på grund af deres rige indhold af vandis.

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.

Overførslen af forskningsbesætningen vil finde sted, når begge baser i Moon Camp er blevet bygget. Under denne proces vil raketter blive brugt til at bringe de nødvendige materialer fra Jorden. Mens lejrene bygges, vil de vigtigste byggesten i bygningerne og korridorerne være regolitblokke, der består af månestøv, jord og sten på Månens overflade. Store 3D-printere vil blive brugt til byggeprocessen af de monolitiske mursten. Forud for enhver forskning vil de mulige defekter i bygningsstrukturen blive håndteret ved hjælp af maskiner. Man har opdaget, at regolitblokkene kan absorbere varme og levere elektricitet, hvilket vil være nyttigt som en bæredygtig energikilde, når de nødvendige strukturer til at lette denne brug er etableret. Månejord vil dække bygningsstrukturerne for at forhindre skader fra den kosmiske stråling. Vandgenvindingssystemerne og det system, der er nødvendigt for at levere luft til basen, vil blive taget i brug efter bygningerne. Behov for infirmeri, levende væsener og teknologisk udstyr vil blive bragt med fra Jorden som det næste. Yderligere systemer som det akvaponiske system og beboelsesfaciliteterne vil blive etableret derefter, hvilket vil blive efterfulgt af bosættelsen af besætningen. Til simple genstande som stole og borde vil oppustelige stålmøbler blive hentet fra Jorden, da de fylder mindre under transport og er stærkere. De vil blive pustet op i basen senere.

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

Basen vil blive bygget inde i et krater, hvor den vil være beskyttet mod meteorregn. At bygge inde i et krater vil hjælpe med at isolere månebasen, fordi det giver dækning mod truslen fra mikrometeoroider og på grund af den stabile temperatur i månens underjordiske miljø. Da månen næsten ingen atmosfære har, og dens overflade ofte udsættes for skadelige strålingsniveauer, hjælper det at dække en månebase med månejord med at beskytte astronauterne mod stråling. Boligmodulerne kan nedgraves i månens overflade eller placeres i lavatunneller nedenunder for at beskytte besætningen. Astronauterne vil også få gavn af månejorden på andre måder. De mursten, der fremstilles af regolit ved hjælp af en 3D-printer, kan bruges til at bygge strukturer på månen, fordi de er lette og stærke. De kan også bruges til at lave strålingsskjolde, som kan beskytte astronauterne mod skadelig stråling på månens overflade. Murstenene kunne også bruges til at skabe habitater, der ville give et mere stabilt miljø for astronauter og udstyr. Det ville hjælpe med at sikre, at astronauterne er sikre og komfortable, mens de arbejder på månen. Et internt kabinetrykssystem, hvor flydende ilt og flydende kvælstof i tryktanke, der er afhængige af en luftkompressor, hjælper også med at regulere trykket.

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

I vores base er vores hovedfokus bæredygtighed, da Månen er uegnet til menneskelig overlevelse, og omkostningerne er for store til, at basen kan være helt afhængig af Jorden. Til luft vil vi hovedsageligt bruge elektrolyse. Vand findes på Månen i form af is. Når vandet udvindes, vil det blive opdelt i brint og ilt til passende brug. Dette vil skabe en stabil luftkilde, som astronauterne kan bruge, og som yderligere vil blive understøttet af backup-iltrør i tilfælde af en nødsituation. Kvælstof vil blive udvundet fra månens jord og tilført regelmæssigt for at bekæmpe lækager. Man vil også filtrere månens iskerner for at udvinde vand og bruge det med et vandgenvindingssystem, som yderligere understøtter basens vandforsyning. Dette vand er relativt sikkert at bruge og fuldstændig bæredygtigt i betragtning af dets kombinerede brug med ISS' vandforbrugssystem. Fødevarekilder følger en lignende vej af bæredygtighed. Den vigtigste fødekilde kommer fra et akvaponisk system. Mens de nødvendige arter til opsætningen hentes fra Jorden, vil et akvaponisk system med den rette udførelse være helt bæredygtigt at bruge. Det vil også give en varieret kost med nok protein og vitaminer til astronauterne. Til strøm vil der blive brugt solpaneler for at give basen en bæredygtig strømkilde. På de dage, hvor direkte brug af solpaneler ikke er mulig, vil der blive brugt batterisystemer til fortsat at levere strøm til basen. Disse batterier vil blive fyldt op på dage, hvor sollyset kan omdannes til strøm.

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

For at sikre en bæredygtig affaldshåndtering skal forskellige affaldstyper (fast, flydende og gasformigt) behandles forskelligt. For det første vil astronauternes personlige affald (f.eks. hygiejneprodukter, mademballage, menneskeligt affald ...) blive indsamlet og komprimeret for at minimere den volumen, de optager, og derefter forseglet i sterile beholdere for at forhindre kontaminering. Afhængigt af affaldstypen (f.eks. metal, plast ...) kan det desuden genanvendes som råmateriale til 3D-printeren. Affald, der ikke kan genbruges og opbevares i containere, kan transporteres tilbage til jorden til korrekt bortskaffelse, eller om nødvendigt kan det sikkert skubbes ud i rummet, samtidig med at miljøprotokoller implementeres. For flydende affald kan man bruge et vandgenvindingssystem, der anvender filtrering, destillation og kemisk behandling til at genvinde brugbart vand. Ikke-fornyeligt flydende affald vil blive forseglet i vakuumpakker ligesom fast affald. For gasformigt affald (mest kuldioxid) kan et svampelignende mineral kaldet zeolit (som i ISS) bruges til at forhindre astronauterne i at blive udsat for dødelig hyperkarbium. 

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

Det er afgørende for HELIOS-1's levetid, at kommunikationen med Jorden og Månen opretholdes. En af de vigtigste måder at opretholde kommunikationen med Jorden på er ved hjælp af Earth-Moon-Earth-kommunikation (EME). Ved hjælp af udbredelsen af radiobølger fra en jordbaseret sender reflekteres radiobølgerne fra Månens overflade og modtages af den jordbaserede modtager, hvilket er grunden til, at denne kommunikationsstil også kaldes Moon bounce og hjælper med kommunikationen mellem Jorden og HELIOS-1. Til kommunikation mellem månebaser kan man bruge det rumkvalificerede månenetværk 3GPP under projektet LunarNet. Ved hjælp af dette robuste netværk kan der opbygges en stærk infrastruktur for kommunikation på Månen, så alle data kan overføres effektivt. Derfor vil Moon Bounce blive brugt til at opretholde kommunikationen mellem Jorden og Månen, mens det trådløse 3GPP-netværk vil hjælpe med kommunikationen mellem HELIOS-1 og andre månebaser.

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.).

Effekterne af stråling fra det ydre rum på levende væsener og materialer kan undersøges med besætningerne som det ideelle testobjekt. Selv om besætningen ville blive udsat for begrænsede mængder stråling, ville deres langvarige ophold på 180 dage på basen være nok tid til at observere nogle effekter på kroppen. Derudover spiller videnskabelig forskning om månens biologi og geologi en afgørende rolle i etableringen af en bæredygtig og dermed succesfuld månebase. Ved hjælp af geologiske eksperimenter kan astronauterne undersøge sammensætningen, strukturen og historien af månens overflade og undergrund. De indsamlede prøver kan give os en mere detaljeret viden om placeringen af mulige mineralreserver på månen samt måneis, men den vigtigste del af eksperimenterne vil dreje sig om Helium-3's egenskaber og anvendelighed inden for områder som fusionsenergi og andre sektorer. Da Helium-3 er næsten umuligt at finde på Jorden, vil den lette adgang til materialet på Månen give de nødvendige materialer til rent faktisk at eksperimentere med Helium-3 for at frigøre dets fulde potentiale. Ud over dette kunne de mulige anvendelser af de mineraler og forbindelser, som månejorden består af, også undersøges bedre og udnyttes fuldt ud i selve basen og enhver anden måneinfrastruktur, der findes på månen på det tidspunkt. Ud over dette kunne der også eksperimenteres med virkningerne af at leve i et miljø med lav tyngdekraft i en lang periode. Selv om vi på nuværende tidspunkt forstår kroppens nedbrydning ret godt, når den udsættes for lav tyngdekraft i lang tid, kan vi stadig få flere data om emnet gennem flere eksperimenter.

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

Før de bliver sendt til månen på HELIOS-1-missionen, skal vores astronauter gennemgå en række træningsprogrammer for at vænne sig til miljøet på månen og i rummet. Ved hjælp af disse træningsprogrammer vil hver astronaut lære, hvordan man overlever under de ekstreme forhold på månen, og hvordan man er en del af HELIOS-1. Et eksempel på træningsprogrammerne er Space Vehicle Mock-up Facility (SVMF), som er en model af den raket, de skal rejse med, så astronauterne vænner sig til det miljø, de skal transporteres i mellem Jorden og Månen. En anden træning, de skal igennem, er KC-135, hvor astronauterne føler vægtløshed, nul tyngdekraft, hvilket hjælper astronauterne med at opleve, hvordan det vil være, når de rejser til månen og på månen, og også forhindrer folk i at blive syge af nul tyngdekraft. For at øve sig på rumvandringer skal astronauterne også bruge Neutral Buoyancy Laboratory. Astronauterne flyder i enorme mængder vand (22,7 millioner liter eller 6,2 millioner gallon) i kopier af rumfartøjerne for at øve sig i, hvordan de skal operere i rummet. Disse eksempler er kun tekniske og videnskabelige, men at være astronaut betyder ikke kun, at man skal have gode videnskabelige færdigheder, man skal også være trænet fysisk og mentalt. Astronauterne skal være i god nok form til at kunne udholde opsendelsen og tyngdekraften, så der ikke opstår problemer under missionen. Astronauterne skal også være mentalt forberedt på at være væk og delvist alene i rummet i lang tid. Vigtigst af alt er det at være et teammedlem, når man er astronaut, så astronautkandidater anbefales også at tage kurser i offentlige relationer for at forbedre teamwork-evnerne. Alt i alt vil disse programmer hjælpe astronauterne med at blive forberedt til månen.

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.

Til HELIOS-1 vil der blive brugt en flertrinsraket til transport mellem Jorden og Månen med en SSTO til transport mellem månebaser og Space Exploration Vehicles til transport på måneoverfladen. Et-trins-raketter kan genbruges og er velegnede til HELIOS-1, da det er nødvendigt at udskifte besætningen på månen hver 180. dag, mens SEV'er vil blive brugt til transport på månens overflade. SEV'er er tryksatte fartøjer, der hjælper astronauter med at udforske flere steder på månens overflade ved at gøre det muligt for fartøjet at bevæge sig i "krabbestil", der hjælper fartøjet med at overvinde vanskeligt terræn. Det vipbare cockpit, der giver frit udsyn til overfladen, den stærkt afskærmede kabine, der beskytter astronauterne mod solens stråler, astronauternes hurtige ind- og udstigning af køretøjet og en dockingstation, hvor astronauterne kan bo, gør SEV til en velegnet mulighed for transport på måneoverfladen.