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.

Aphrodite

Tudor Vianu National High School of Computer Science  Bukarest-distrikt 1    Rumænien 16, 17   5 / 5 Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivelse

Project Aphrodite er et videnskabeligt forskningssted, der ligger på Månens sydpol, nær centrum af et af dens 4000 kratere.
Vores base er designet på en sådan måde, at den er nem at samle og udvide. Af hensyn til effektiviteten består hovedstrukturen af to etager, der hver består af flere sekskantede celler placeret ved siden af hinanden - celler, der kan stables og forbindes med hinanden. De er afskærmet af en glaskuppel. Vi har et drivhus til dyrkning af de nødvendige planter, der sikrer vores astronauters overlevelse, samt rovere til at hjælpe Månens indbyggere.

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 demonstrere, at mennesker faktisk kan tilbringe et helt liv på Jordens satellit, samt at lette den videnskabelige forskning. Da månen aldrig har været udsat for forvitring og erosion, har den bevaret beviser for oprindelsen af solsystemets udvikling, som vi forsøger at forstå. Desuden er vores naturlige satellit et springbræt til yderligere projekter. At bygge infrastrukturer på månen vil gøre det lettere at rejse til destinationer som Mars.

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

Efter at have taget hensyn til både effektiviteten og astronauternes sikkerhed konkluderede vi, at den mest gunstige placering for vores månebase ville være Shackleton-krateret. Med et bassin på over 12 km dybde og en diameter på 20 km ligger dette krater i kanten af Sydpol-Aitken-bassinet. På trods af dets beskedne udseende har det mange fordele, såsom dikotomien mellem de dele af kraterkanten, der nyder godt af solskin næsten året rundt, og kraterbunden, der altid er mørk. Yderligere udforskning af dets egenskaber kan give nyttige data om månens indre.

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.

Basen er lavet af 3D-printede celler, som nemt kan bæres og sættes sammen. Inspirationen bag deres sekskantede form var strukturen i en bikage, som er den stærkeste form, hvilket er grunden til, at den er så udbredt i naturen. Den er i stand til at holde en masse vægt, samtidig med at den ikke optager meget plads (i henhold til Honeycomb Conjecture). Cellerne har månebeton som deres råmateriale. Det er et tilslagsmateriale, der ligner beton, det er ikke-porøst, stærkt og kræver ikke vand, som er en mangelvare på månen. Desuden er det stærkt, holdbart og har gode afskærmende egenskaber. Glasprodukter kan også bruges, mens jern og nikkel kan bruges til elektriske ledere. Med hensyn til udstyr vil vi bruge jordflytningsudstyr, der er nødvendigt til udgravning af habitater, samt til at transportere råmaterialer til smelte- eller produktionssteder og fjerne affald.

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

Forankret i grundfjeldet er der en to til tre meter tyk, udvendig S-glaskuppel, som beskytter rummene, drivhuset, O2-, H2O- og H2-tankene, der er bygget af maskiner uden brug af menneskelig kontrol. Glasset er fremstillet i lag for at muliggøre kontrol af termisk stress. Der er hele tiden mindst ét vågent besætningsmedlem, og alt overvåges nøje og permanent. Al vedligeholdelse udføres også autonomt. I tilfælde af brud er der strenge sikkerhedsprotokoller på plads.

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

I kratere, hvor lyset ikke når ned, er der isaflejringer - det vil være vores vigtigste vandkilde. En rover vil blive sendt ud for at udvinde og indsamle is, som senere vil blive smeltet ved hjælp af ovne. Vi vil også genbruge vandet fra urin, sved og luft. Det vil blive holdt bakteriefrit ved hjælp af ny rensningsteknologi baseret på sølvioner.
Efter eksperimenter ledet af et hold forskere fra University of Florida blev det konkluderet, at på trods af forskellene mellem regolit og jord - med sine skarpe partikler og mangel på organisk materiale - kan månejord faktisk bruges til at dyrke planter i. Derfor er det muligt at dyrke de fleste slags krydderurter og grøntsager, så man kan få en afbalanceret kost. I tilfælde af en nødsituation vil der altid være ekstra mad på vores lager.
I starten er de nødt til at bruge trykluft fra Jorden, men det er alt for dyrt til, at de kan gøre det i resten af bosættelsens levetid. Brint kan findes i isen i dybe kratere og derefter bruges til elektrolyse af vand for at få ilt. Chlorella Vulgaris, en art af mikroalger, kan potentielt også bruges i O2-produktionen.
Den primære strømkilde består af solpaneler. De vil generere jævnstrømselektricitet. Sollyset vil nå dem mere effektivt, end det ville have gjort på Jorden, på grund af den permanent klare månehimmel. For at få gavn af elektriciteten om natten, vil solpanelerne oplade batterierne i løbet af dagen. Vi kan også bruge månens regolit til at oplagre varme. Selvom det er ret dyrt, er helium-3, som der er rigeligt af på månen, i stand til at drive ikke-radioaktive kernefusionsreaktioner, som producerer store mængder effektiv energi.

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

Vi har tænkt os at komme af med astronauternes affald på en effektiv måde. OSCAR-projektet er den løsning, vi har besluttet os for. Målet er at omdanne skrald og menneskeligt affald til syngas, en kombination af nyttige gasser som metan, brint og kuldioxid. Denne teknologi involverer behandling af små stykker affald i en højtemperaturreaktor, hvilket gør det muligt at genbruge kasserede materialer under langvarige missioner i det dybe rum. Ved at implementere dette kan missionens masse reduceres, rumfartøjets og habitatets anvendelige volumen kan øges, og missionens pålidelighed og robusthed kan forbedres. Denne proces er afgørende for at opnå et lukket kredsløbssystem for bemandet rumfart, da det giver mulighed for en reduktion i logistiske krav og muliggør genanvendelse af materialer.

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

Der er et par måder, hvorpå vi har tænkt os at opretholde kommunikation med Jorden og andre månebaser. Den bedste måde er gennem laserkommunikation, da laserstråler er mere fokuserede og kræver mindre strøm for at bære information over lange afstande. Denne teknik er blevet testet af NASA's Lunar Laser Communications Demonstration, som fandt den gennemførlig. En anden måde ville være gennem direkte kommunikation ved hjælp af radiobølger. Det er en praktisk måde, fordi NASA's Deep Space Network har tre antenner rundt om Jorden, som modtager og sender beskeder til Månens sydpol. Disse antenner er placeret i Californien, Spanien og Australien. Endelig har vi tænkt os at bruge satellitter, da de kan levere uafbrudt kommunikation, håndtere store mængder data og sende signaler i realtid.

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.).

For at udvikle bæredygtige livsstøttesystemer til menneskelig udforskning på Månen er det nødvendigt at gennemføre vigtige bioreaktorstudier. Bioreaktorer er lukkede systemer, der udnytter biologiske processer til at producere ilt og mad til astronauterne, mens de genbruger affald. Præcis kontrol af temperatur, fugtighed og næringsniveauer er afgørende for bioreaktorernes ydeevne, og eksperimenter med at optimere disse variabler i et månemiljø kan forbedre deres effektivitet.

Vi har også planer om at undersøge, hvordan vi kan opdrætte en bikoloni. Da insekterne er verdens vigtigste bestøvere, er det rimeligt at antage, at de kan spille en afgørende rolle i etableringen af et bæredygtigt landbrug til længerevarende rummissioner. Mens honningbier er ude af stand til at flyve i atmosfæriske tryk under ca. 66,5 kilopascal, afslørede en undersøgelse foretaget af forskere ved University of Guelph i Ontario, at almindelige østlige humlebier (Bombus impatiens) stadig effektivt kan bestøve ved 52 kilopascal - NASA's anbefalede tryk for udenjordiske drivhuse (det er lettere at opretholde end de 101 kilopascal, der findes ved havets overflade på Jorden, men alligevel tilstrækkeligt til, at planter kan trives). Derfor vil vi forsøge at bringe de nævnte humlebier med os. Måske kan vi med deres hjælp i den nærmeste fremtid lægge grunden til et rigtigt økosystem på månen.

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

Ud over at instruere astronauterne i komplekse og specialiserede flyvefartøjer, udstyr og dragter, skal trænerne skabe en simulation af arbejdsforholdene under mikrogravitation for at sikre, at astronauterne er tilstrækkeligt forberedte. For at forhindre køresyge under opsendelse og landing af rumfærgen træner pilotastronauterne i et Gulfstream jetfly, der er specielt modificeret til at simulere vibrationer, lyde og udsigter. Når astronauterne skal tilpasse sig den faktiske livsstil på Månen, gennemgår de simulatorer, der kan svinge temperaturen fra -20 grader celsius til 60 grader, samt simulatorer, der er i stand til at generere tryk, der er seks gange større end det normale atmosfæriske tryk (svarende til en dybde på 60 meter i havvand), og som endda kan genskabe trykforholdene i en højde af 100.000 fod, hvilket ofte betragtes som tærsklen til det ydre rum. Desuden kan tørflotationssimulatorer genskabe mikrogravitation, og astronauter gennemgår træning i centrifuger og centrifugebaserede simulatorer for at forbedre deres evne til at modstå G-kræfter. Astronauter øver sig på rumvandringer under vandet i en stor swimmingpool. De tilbringer mellem 7 og 10 timer under vandet for hver time, de kommer til at gå i rummet.

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.

I vores månekoloni har vi et væld af rovere. De er lavet af aluminium og har tre hjul for bedre stabilitet. Cockpittet er lavet helt af glas for at give føreren fuldt udsyn. Derudover har vores rovere et boreappendiks med det formål at udvinde videnskabelige prøver, som vil blive analyseret yderligere af forskerne i lejren. Rejser til og fra Jorden vil blive foretaget ved hjælp af avancerede rumskibe. De skal have følgende: aerodynamisk design, modulær konstruktion for fleksibilitet i designet, varmeskjolde til beskyttelse mod varme og skader, dockingporte, strålingsafskærmning til beskyttelse af elektronik og besætning samt et fremdriftssystem. I fremtiden planlægger vi at bruge balloner til at udforske Månens atmosfære endnu mere.

Andre projekter: