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.

ATLAS

  Design med stor ros - ESA-medlemsstater

GRG19 Billrothstraße 73  Wien-Wien    Østrig 16, 17   6 / 3 Engelsk
Software til 3D-design: Fusion 360 & Blender



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


https://atlas-grg19.webflow.io

1.1 - Projektbeskrivelse

ATLAS er vores vision for, hvordan en månebase kunne se ud i den nærmeste fremtid. Det særlige ved ATLAS er, at den primært er placeret under jorden i et af månens tomme lavarør, som yder beskyttelse mod det barske månemiljø. De eneste synlige dele af basen er indgangene til overfladen og hangaren, som er forbundet med de underjordiske områder via en elevator. Indkapslet i sin egen kunstige atmosfære er den underjordiske ATLAS-base opdelt i fem områder:

  1. Baseindgang - luftsluse, omklædningsrum, el/vand/iltforsyning og sikkerhedsrum
  2. Centralt område - kunstig "have" med LED-loft for at simulere dagslys omgivet af 12 mandskabskvarterer
  3. Forskning og medicinsk område - medicinske faciliteter (operationsbord, hjerte-lunge-maskine, plejesenge, LMD (Luminance Management Device), iltforsyning, ventilatorer, CT- og MRI-scanningsmaskiner), hydroponik, laboratorium
  4. Fitnessområde - fitnessudstyr, kabelmaskiner, motionscykler, løbebånd
  5. Fællesområde - køkken, spisestue og rekreativt område

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

Vi ønsker at bygge en Moon Camp, fordi vi ønsker at bidrage til en fremtid, hvor rumforskning og interplanetariske rejser vil være mulige.
Formålet med vores Moon Camp vil hovedsageligt være videnskabeligt og turistmæssigt. Det vil være muligt for maksimalt to turister at bo på månebasen og opleve en astronauts dagligdag, hvilket vil være med til delvist at finansiere projektet. Derudover kan de livestreame deres oplevelser og øge bevidstheden om vores projekt. Desuden kan tilstedeværelsen af andre mennesker også give psykologiske fordele for astronauterne. Astronauterne vil udføre eksperimenter, hvor de langsigtede virkninger af månens lave tyngdekraft og astronauternes langvarige isolation vil blive undersøgt. Specifikt vil de fokusere på grundlæggende psykologiske behov, sikkerhedsbehov, sociale behov og individuelle behov.

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

Når man bygger en månebase, skal man tage højde for mange livstruende omstændigheder på månen, som inkluderer følgende:

  1. "Nej"-atmosfære
  2. Stærk kosmisk stråling
  3. Ekstremt varierende temperaturer
  4. Meteoritter
  5. Forsyningsproblemer (afsnit 3)

Når man tager disse faktorer i betragtning, er den optimale placering under jorden i et af månens lavarør. Lavarør er naturlige underjordiske tunneler dannet af gamle lavastrømme, der størkner på overfladen, men fortsætter med at flyde nedenunder og efterlader et netværk af tomme tunneler. Disse tunneler giver et stabilt og beskyttet miljø mod de barske måneforhold, samtidig med at de giver et optimalt kompromis mellem gennemsnitstemperatur, vandressourcer og koncentrationen af helium-3 i den omgivende regolit. For at sikre kommunikationen med Jorden er det kun en lavatunnel, der ligger på månens dagslysside, der er egnet.

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.

For at spare energi vil der blive etableret en kunstig atmosfære inde i lavarøret. På den måde er det muligt at leve i atmosfæren uden dragter. Inde i den kunstige atmosfære består vores base af vægge, der er pustet op med ilt, hvilket gør dem varmeisolerende.

Da gulvet i lavarøret er ujævnt og vinklet, skal der bygges et basisgulv, som danner et plant område til faciliteterne. Støtter forankret i jorden med stålgitre ville være velegnede, da de er lette at transportere og praktiske. Dette kunne opnås ved at bruge kemiske dyvler.

Under byggefasen vil et team blive udstationeret på månen, hvilket kræver, at der bygges en midlertidig base. Denne base skal være enkel og hurtig at sætte op. Kulfiberforstærkede strukturer ville være optimale, da der skal tages hensyn til vægtgrænserne for transport. Den midlertidige base skal have plads nok til at rumme teamet, vitale ressourcer, materialer og værktøj til at bygge den egentlige base. Derudover har vi brug for en flad overflade, hvor alle sonder og kapsler med ressourcer fra Jorden kan lande. Dette område skal give plads nok til landing og til rovere eller andre transportmidler, der vil bringe materialer og mennesker til basen eller direkte til byggepladsen.

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

At bygge en månebase i et af månens lavarør giver flere fordele, når det gælder beskyttelse og husly til vores besætning.

For det første ville det beskytte vores besætning mod farerne ved at blive udsat for stråling. Månen har ikke noget beskyttende magnetfelt, der kan beskytte mod skadelig solstråling og kosmisk stråling, som kan udgøre en betydelig sundhedsrisiko for astronauter. Det tykke klippelag over lavarøret vil fungere som et naturligt strålingsskjold, der reducerer eksponeringen for skadelig stråling.

For det andet giver den stabile temperatur inde i lavarøret et mere behageligt livsmiljø for vores besætning. Månens overflade oplever ekstreme temperatursvingninger, hvor temperaturen om dagen kan nå op på 120 °C og falde til -170 °C om natten. Den stabile temperatur inde i lavarøret ville give et mere beboeligt miljø for vores besætning og eliminere behovet for komplekse varme- og kølesystemer.

Lavarøret giver også naturlig beskyttelse mod mikrometeoroidnedslag, som kan udgøre en betydelig risiko for udstyr og personale på månens overflade. Det tykke klippelag over lavarøret vil absorbere eventuelle stød og dermed reducere risikoen for skader eller kvæstelser.

Derudover giver lavarøret en færdig struktur til vores base, hvilket reducerer byggetiden og omkostningerne. Tunnelerne kan ændres og udstyres, så de passer til vores behov, og det kræver kun minimal udgravning.

At bygge vores månebase i et lavarør giver et naturligt skjold mod stråling, stabile temperaturer, beskyttelse mod mikrometeoroidnedslag og en allerede eksisterende struktur, hvilket gør det til et ideelt sted for vores besætnings husly og beskyttelse på Månen. Da temperatursvingninger kun er et mindre problem på grund af lavarøret, og det er vigtigt at opretholde en stabil kommunikation med Jorden, er basen placeret centralt på månens dagslysside.

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

For at sikre vandforsyningen på vores base vil vi gøre brug af månens regolit, en sandlignende, pulveriseret sten, der dækker månens overflade. Dette støv er ikke kun en kilde til brint, men også rig på O2 med et iltindhold på 50% af dets samlede masse. Regolitten vil blive opvarmet til over 1000 grader celsius ved hjælp af et kraftværk med soltårn, hvilket får den til at omdannes til gas. På den måde kan ilt og brint udvindes med en proces, der kaldes "smeltet saltelektrolyse". Ved hjælp af brændselsceller kan stofferne senere omdannes til rindende vand.
For at skaffe mad på månebasen er der installeret hydroponiske systemer, hvor planterne uafhængigt får deres nødvendige vand og næringsstoffer gennem ekspanderede lerkugler og derfor ikke kræver jord. Planterne omfatter bønner, majs og kartofler, som sikrer forsyningen af kulhydrater, samt ærter, tomater, salat, korn og radiser, som er en god kilde til vitaminer.
Ved hjælp af kontrol- og livsstøttesystemet (ECLSS), et system af regenerativ livsstøttehardware, forsynes besætningen på månebasen med ren luft. Oxygengenereringssystemet består hovedsageligt af Oxygen Generation Assembly og et strømforsyningsmodul. Fjernelse af kuldioxid fra luften sker gennem en absorptionsproces ved hjælp af sorbenten lithiumhydroxid (LiOH).
For at være helt uafhængige med hensyn til elektrisk energi har vores team planlagt at bruge MMR'er (mikro-modulære reaktorer). Disse kompakte reaktorer kan let transporteres til månen og behøver ikke yderligere montering, hvilket betyder, at de kan begynde at producere energi med det samme.

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

For at håndtere det affald, som astronauterne producerer, vil vores månebase implementere forskellige metoder. Kompostering vil blive brugt til madaffald, hvilket indebærer nedbrydning af organisk materiale til næringsrig jord. Urin og fæces vil blive behandlet ved hjælp af filtreringssystemer, som kan adskille faste stoffer fra væsker og fjerne urenheder. Væskerne vil blive behandlet for at producere rent vand, mens de faste stoffer vil blive behandlet separat for at producere gødning eller blive opbevaret på månen.
Ikke-organisk affald, såsom emballagematerialer, vil blive indsamlet og opbevaret i et særligt område på månen. Affaldshåndtering vil være et kritisk aspekt i opretholdelsen af en bæredygtig månebase, og alle affaldsmaterialer vil blive omhyggeligt sporet og overvåget for at sikre en sikker og effektiv bortskaffelse. Ved at implementere disse metoder kan vores månebase reducere mængden af affald, der genereres af astronauterne, betydeligt og minimere miljøpåvirkningen på månen.

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

For at sikre kommunikationen mellem månebasen og Jorden er der brug for antenner i Australien, Spanien og USA, som sikrer, at der altid er forbindelse til Deep Space Network på trods af Jordens rotation. DSN er et globalt netværk af rumstationer, der bruges til kommunikation med overvejende interplanetariske rumsonder og satellitter samt til radio- og radarastronomiske forskningsformål.
DSN er en del af et større netværk og udnytter mulighederne i det jordbaserede kommunikationsnetværk, der leveres af NASA's Integrated Services Network. NISN gør det muligt at udveksle data ved høj hastighed med to andre netværk, Space Network, som bruger geostationære relæsatellitter som modtagere, der sender deres data til jordstationer, og Near Earth Network, som bruger mange små og mellemstore antenner til at kommunikere med missioner under opsendelsesfasen i lavjordsbaner og med lavjordssatellitter.

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.).

Månens mikrogravitation kan simulere osteoporose og give mulighed for bedre forskning gennem ultralydsundersøgelser, urin- og blodprøver. Man kunne også undersøge effekten af lav tyngdekraft på hjernen yderligere, da en undersøgelse har vist, at fordelingen af vand i hjernen ændrer sig permanent efter en rumrejse. Faktorer, der påvirker disse ændringer, og hvordan de kan reduceres, kunne også udforskes.
Månens mangel på atmosfære gør den til et ideelt sted for astronomiske observationer. Teleskoper på månen kan fange billeder af stjerner og galakser med en uovertruffen klarhed, fri for enhver forvrængning forårsaget af jordens atmosfære. Et muligt eksperiment er at opstille et teleskop på månens overflade for at studere forskellige astronomiske fænomener, såsom at søge efter exoplaneter eller studere stjernedannelse. Det kan kun lade sig gøre, hvis teleskoperne er placeret på månens mørke side, og satellitnetværkene er på plads.
Et andet eksperiment ville være at observere kosmisk stråling. Månens overflade er et optimalt sted at måle kosmisk stråling, fordi den ankommer uforandret i modsætning til på Jorden, hvor kosmisk stråling absorberes af atmosfæren og omdannes til partikler, der kan forstyrre målingerne.
Desuden er Månen et unikt sted for geologiske eksperimenter, fordi den ikke har erosion eller tektonisk aktivitet som Jorden. Et muligt eksperiment på Månen ville være at foretage overfladeundersøgelser ved at indsamle og analysere prøver. Disse stenprøver kan også hjælpe med at rekonstruere Månens geologiske historie ved at give ledetråde til tidligere geologiske processer på Månens overflade.
Endelig kan vi udføre eksperimenter med nye robotteknologier ved at udvikle robotter, der kan hjælpe med basekonstruktion, vedligeholdelse og videnskabelig forskning på månens overflade. Den lave tyngdekraft, de ekstreme temperaturer og det barske terræn på månen giver unikke udfordringer, som skal løses, når man designer disse robotsystemer.

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

Uddannelse: Vores astronauter skal have en kandidatgrad i fysik, biologi eller kemi. Derudover skal de også have en grad i rumfartsteknik, normalt afslutter astronauter dette studie med en doktorgrad. Desuden er det vigtigt, at vores besætningsmedlemmer har erfaring med minedrift og byggeri for at kunne bygge og drive basen. Da vi skal arbejde med banebrydende teknologi, er det obligatorisk, at vores astronauter har tilstrækkelig viden inden for kernefysik, kemi og materialefysik til at holde disse systemer kørende.
Uddannelse: Kravene hos ESA er de samme som hos NASA - den treårige uddannelse er opdelt i grundtræning, avanceret træning og missionsspecifik træning. Den grundlæggende viden, der formidles, strækker sig over alle områder inden for natur-, ingeniør- og computervidenskab, så astronauteleverne, der kommer fra forskellige fagområder, har den samme videnskabelige viden. Derudover vil der i samråd med ISS-partnerne blive tilføjet specifik rum- og ISS-viden, menneskelige færdigheder og sprogtræning.
Herefter følger astronauternes overlevelsestræning, hvor de skal overleve på et ukendt sted i tre dage med meget lidt mad og kun én guide, der taler sproget.
Der er også isolationstræning, hvor astronauternes vedligeholdelsesevner trænes. Under træningen simuleres nedbrud, funktionsfejl og fejlsignaler, som så skal udbedres af deltagerne.
For at mindske risikoen for konflikter blandt vores besætningsmedlemmer er det også meget vigtigt, at vores astronauter gennemgår omfattende social træning, hvor deres evner til at arbejde sammen i et lille miljø trænes.

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.

Stjerneskib SN15
SpaceX's Starship SN15 vil spille en afgørende rolle i vores transportsystem mellem månebasen og Jorden på grund af dets genanvendelighed, som reducerer opsendelsesomkostningerne og vedligeholdelsen mellem flyvningerne. Starship kan også tankes op med ressourcer fra Månens overflade, såsom vandis, der kan forarbejdes til raketdrivmiddel.
Måne rover
Vores Lunar Rover er et avanceret udforskningskøretøj designet til videnskabelig forskning på Månens overflade. Med seks uafhængige luftløse dæk kan den navigere i ujævnt terræn, mens dens luftsluse reducerer ilttabet under ind- og udstigning, hvilket giver mulighed for længerevarende ture i det barske månemiljø.
ATV
Vores All-Terrain Vehicle (ATV) er et robust og alsidigt enkeltpersonskøretøj, der er designet til transport på månens overflade. Hver af de seks ATV'er har fire uafhængige luftfrie dæk og et lille udstyrsstativ monteret bagpå til at transportere videnskabelige instrumenter og udstyr.