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.

Xplorer

Tudor Vianu National High School of Computer Science  Bukarest-distrikt 1    Rumænien 16   2 / 1 Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivelse

  • Xplorer er en månebase, der er orienteret mod videnskabelig forskning og opdagelsen af månens ressourcer, som vi senere kan bruge i vores eksperimenter eller i dagligdagen for astronauter, der bor der, såsom vand i iskerner, der kan blive en kilde til energi og også holder astronauterne hydrerede.

  • På indersiden vil vi forsøge at sikre astronauternes sikkerhed og samtidig skabe et rum, hvor de kan leve et liv, der er så lig det på jorden som muligt. Basen vil blive opdelt i separate områder til mad, arbejde og hvile. Madområdet vil være et drivhus, hvor de vil dyrke planter og senere spise dem.

  • På Xplorer-månebasen vil energikilden for det meste være solpaneler, og forbindelsen til Jorden vil blive skabt ved hjælp af et radioteleskop.

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

Hovedformålet med månelejren er at forstå månemiljøet og udnytte de ressourcer, der findes der. Vi udelukker ikke muligheden for fiasko, men vi forbereder alt for at blive der så længe som muligt og sikre alle forhold. Når vi udforsker forholdene på månen, vil vi dyrke Arabidopsis-planter i drivhuset, små planter, der er en model for genom-analyse, og observere, hvordan de vokser. Vi sender tre astronauter af sted, som arbejder i skift, så alle kan hvile sig og få de bedste resultater. Når der arbejdes, vil der være en astronaut i marken og to på basen. Aktiviteterne vil blive organiseret således, at hvert besætningsmedlem efter et par dage skifter sin opgave ud med en anden opgave; på denne måde opretholdes en balance i astronauternes livsstil, og der opnås også forskellige resultater, som vil føre til mere præcise konklusioner.

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

Vi mener, at Sydpolen er det ideelle sted for vores månelejr, så vi besluttede at bygge den der, nær Shackleton-krateret. Der er mange fordele, bl.a. den konstante belysning, som hjælper med den elektricitet, der produceres af solpanelerne, og også med forskningen og eksperimenterne. En anden fordel er aflejringerne af is fra de skyggefulde kratere, som er en vigtig kilde til vand. Temperaturen er også mere gunstig her, fordi den ikke er for høj om dagen til at nå 100 ℃, og ikke for lav om natten til ekstremer som -150 ℃.

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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.

Designet er lavet både for at imponere, men også for at være så nyttigt som muligt for astronauterne. Der er to etager i Xplorer-lejren. Den første fungerer som et teknisk rum, hvor drivhuset er placeret sammen med et rum til vandelektrolyse samt et køkken med rindende vand fra vandtanken. Anden etage indeholder arbejds- og hvilepladser samt solpaneler, et radioteleskop og en landingsplads til rumfærgen.

Vi vil have beskyttende lag over basen: det yderste lag vil være 3,5 cm wolfram; wolfram er et materiale, vi ønsker at bruge i stedet for bly på grund af dets lavere massefylde, dets større modstandsdygtighed ved højere temperatur, og fordi det ikke er så giftigt som bly; det beskytter mod stråling og også fragmenter af meteoritter. Det inderste lag skal bruges til varmeisolering, og vi besluttede at bruge silicagelbaseret aerogel med kulstof, et materiale, der består af mere end 90% luft, hvilket giver det en meget lav densitet. Vi får brug for et mellemlag for at beskytte basen og astronauterne bedre, og dette lag vil være et 10 cm tykt lag af aluminium. Det sidste lag, vi vil bruge som mellemlag, vil også bestå af måneregolit. Vi ønskede at bruge lette materialer, så de vil være lettere at transportere, selvom omkostningerne vil være højere for de valgte materialer end for andre.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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

  • Der er mange farer på Månen: stråling, temperatur, støv og klippestykker.

  • For at undgå månestøv og meteoritter vil vi dække basen med et lag aluminium, selvom chancerne for nedfald af støv og meteoritter er mindre ved polerne. Der vil også være en radar, som vil hjælpe astronauterne med at tage forholdsregler, når de er ved at blive ramt.

  • For at undgå stråling og efterladte klippestykker dækker vi basen med et lag af månens regolit.

  • Temperaturudsvingene kan påvirke astronauternes aktivitet og også deres helbred, og derfor er det nødvendigt med endnu et lag. Et lag af silica aerogel kan varmeisolere vores base og har meget gode egenskaber.

  • Astronauterne vil være i kontakt med deres kolleger på Jorden, hvis der sker noget, og de har brug for hjælp.

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

💧 Vand

🍴 Mad

⚡ Strøm

🌬️ Luft

Astronauter har brug for vand for at overleve og også til deres projekter på månecentret, så fordi vandet fra jorden ikke vil være nok, bliver vi nødt til at bruge ressourcer fra månen. Vi vil skaffe vand på to måder: ved at filtrere månens iskerner og fra månens jord. Vi har placeret lejren på sydpolen, så der vil være steder med permanent skygge omkring basen, hvor vi kan udvinde isaflejringer og derefter filtrere dem, når isen er smeltet.

Den emballerede dehydrerede mad, som besætningen medbringer fra jorden, vil holde et stykke tid, men det vil ikke være tilstrækkeligt. Maden vil blive tilberedt i mikrobølgeovnen, og der vil være spor af maden tilbage, for når nogen spiser noget, vil de scanne stregkoden på pakken i systemet. Vi har tænkt på at have et drivhus, hvor vi kan dyrke planter i månejord, så astronauterne kan få mad, når de har lyst. Vi vil vælge at dyrke tomater, agurker og gulerødder på grund af deres nemme og hurtige brug og deres vitaminer og også søde kartofler på grund af deres vitaminer og proteiner.

Basen er forsynet med et system af solpaneler, og da der vil være konstant belysning i det område, hvor vi skal etablere basen, vil dette være den vigtigste kilde til elektricitet. Vi vil også gerne have elektricitet fra en brændselscelle, men vi har brug for meget vand, hvilket er vigtigt, så vi vil have mindre energi fra denne metode, og vi vil bruge den om natten, når der er mindre lys.

Til et længere ophold er der brug for ilt, så det, vi vil forsøge at gøre, er at omdanne månens regolit til ilt. Hvordan vil vi gøre det? Før vi bruger den elektrolytiske celle, lægger vi månestenen i smeltet calciumklorid, hvilket giver ilt og metal, vi kan bage månestenen med brintgas, hvilket giver ilt og brint. Planterne frigiver kuldioxid, så der vil blive monteret et luftfiltreringssystem. Ved at opvarme månestenen vil iltbobler erstatte kuldioxiden. Ved hjælp af vandelektrolyse skal vi bruge meget vand, så vi foretrækker at lodde med månens regolit.

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

Alt på Xplorer-lejren bliver genbrugt, så vi behøver ikke at bekymre os om affaldstyper som plastik eller pap. Affaldet fra badeværelset vil derimod blive brændt og lagt i affaldsposer, der er anbragt i beholdere, som ikke tillader luft at komme ud.

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

Kommunikation med Jorden har altid været vigtig for enhver astronautbesætning, fordi den udgør en stor støtte i tilfælde af funktionsfejl eller nødsituationer. Kommunikation er også den måde, hvorpå astronauterne kan se deres familier eller sende videoer af sig selv, såsom den, der viser Neil Armstrong blive den første person, der nogensinde har gået på månens overflade.
Derfor har vi installeret et radioteleskop, der hjælper med at opretholde kommunikationen med jorden ved at få adgang til flere satellitter.

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.).

Nogle af de emner, vi gerne vil udforske i Xplorer-lejren, er biologi og geologi. Ved at udforske forholdene på månen vil vi på den ene side dyrke Arabidopsis-planter i drivhuset, små planter, der er en model for genom-analyse, og observere, hvordan de vokser. På den anden side vil vi gerne observere månejorden nærmere og finde ud af, om den kan bruges til noget. Bortset fra alle disse undersøgelser er et af vores hovedmål selvfølgelig at finde livsformer, ikke kun på månen, men også på andre planeter. 

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

Vi mener, at astronauterne på Xplorer altid skal være forberedte, uanset hvad situationen måtte være. Så i vores astronauttræningsprogram vil vi inkludere matematik, fysik, geologi, materialeforarbejdning, biologi og kredsløbsdynamik.
De bør også trænes i nødsituationer, såsom højt eller lavt atmosfærisk tryk, eller i øjeblikke med ubehag, såsom mikrogravitation.
En af de vigtigste dele af træningen er den formelle, hvor astronauterne lærer, hvordan man flyver og lander en rumfærge, hvordan man betjener alle systemer, og hvordan man opdager funktionsfejl.
Udover den formelle træning skal besætningen have en god fysisk og mental tilstand og være i stand til at arbejde under højt pres.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm

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.

Den rumfærge, vi byggede, vil være det eneste rumfartøj, astronauterne vil bruge til at udforske forskellige steder på månens overflade.
Vi har også overvejet at tilføje en rover, men besluttede, at det ikke ville være nødvendigt, fordi astronautbesætningen ikke har behov for at bevæge sig rundt i Xplorer-lejrens område.

Andre projekter: