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.
Førsteplads - ESA-medlemsstater
Gymnazium Nad Aleji Praha-Prag Tjekkiet 13, 15 2 / Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Et af ESA's bidrag til Artemis-programmet kunne være en lille måneraket. huslysom senere vil blive omdannet til en månebase. Vi præsenterer et sådant måneskjul til to astronauter.
Hovedkriteriet var, at coveret kunne transporteres til Månen ved hjælp af EL3, som har en nyttelast på 1,5 tons til Månen. Det lykkedes os ikke helt at opfylde denne vægtgrænse, men det er ikke urealistisk, at grænsen vil blive opfyldt efter yderligere ændringer og udvikling af designet. I betragtning af en så lav vægt er shelterets udstyr meget basalt, men det kan tjene sit formål godt i de indledende faser af måneudforskningen.
Shelteret består af en forseglet modul og en ikke-forseglet veranda. Modulet huser det meste af udstyret, og mandskabet bor og arbejder i det. Over modulet er der en veranda, der fungerer som lager for udendørs udstyr, prøver, der ikke skal analyseres på stedet, osv. Besætningen går fra modulet til shelteret og derefter til overfladen gennem en luftsluse, der på utraditionel vis er placeret i modulets loft. Det gør det lettere at bygge strålingsskjoldet og forenkler det overordnede design.
Kolonisering af Månen vil give os mange fordele. Den vil blive et springbræt for udforskning af solsystemet. De opdagelser og teknologier, der udvikles under opbygningen af basen på Månen, vil også hjælpe os på Jorden.
Formålet med vores shelter er at have en base på Månen, som yderligere bosættelser kan bygges op omkring. Alle de nødvendige teknologier til konstruktion af andre moduler vil blive testet på den.
I fremtiden planlægger vi primært at bruge basen til videnskabelige og tekniske formål. Der vil blive udviklet teknologier til rejsen til Mars. Ved hjælp af ISRU kan vi bygge hele sonder på Månen og sende dem ud i solsystemet. Vi kan arbejde på nye avancerede livsstøttesystemer eller lave infrarød astronomi. Kommerciel brug vil også være vigtig, hvilket vil sikre finansieringen af basen i fremtiden.
Shelteret er lavet til maksimalt 5 dages mørke, så basens placeringsmuligheder er faktisk meget begrænset til nogle få områder på Sydpolen, nemlig kanten af Shackleton-krateret. Hvis det var mørkt i mere end fem dage, ville det fryse. Da solpanelet er 18 m højt, vil det være oplyst endnu længere end resten af basen.
Belysning er det eneste begrænsende kriterium for placeringen af selve shelteret, men yderligere udvikling, der vil kræve adgang til vandis i permanent skyggefulde områder, skal overvejes. Heldigvis opfylder kanten af Shackleton-krateret også dette kriterium.
Shelteret vil blive bragt helt fra Jorden. Det opsendes med Ariane 6 + EL3, eller rettere Ariane NEXT + EL3 (eller en efterfølger til EL3). Efter opsendelsen og forbiflyvningen til Månen vil EL3 lande med shelteret og derefter blive losset fra EL3. Vi har ikke designet den nøjagtige aflæsningsmekanisme for shelteret endnu, fordi vi ikke ved, hvordan EL3 præcis kommer til at se ud.
Det eneste, der bruges til at "bygge" shelteret, er månens regolit som et strålingsskjold. Til sidst vil 16 sække med regolit blive placeret rundt om shelteret, hvilket giver 0,5 meter strålingsafskærmning. Sækkene vil blive fyldt ved hjælp af RASSOR-gravemaskinen. Den flytter op til 700 kg regolit om dagen. Hver pose indeholder 1200 kg regolit. Under den første mission vil kun fire sække omkring soveværelserne blive fyldt, hvilket vil tage 7 dage. RASSOR indsamler altid regolit og kører derefter op ad rampen til toppen af sækkene, hvor den dumper regolitten. Besætningen bliver nødt til at flytte rampen, når hver pose er fyldt. Resten vil foregå i autonom tilstand.
Når det gælder konstruktionen af shelteret, bruger vi hovedsageligt en let, men stærk kulstofkomposit, som gjorde det muligt for os at reducere den samlede vægt.
I fremtiden vil poser ikke længere blive brugt til strålingsafskærmning, men snarere til 3D-printning fra regolit. Det kan bruges til at lave garager til rovere, og det kan bruges til at skabe beskyttelse til oppustelige habitater.
På Månen støder vi på flere typer stråling, nemlig GCR, SPE og sekundær stråling, der opstår efter interaktion mellem GCR eller SPE og materialer. I betragtning af missionens korte varighed (14 dage) er den dosis, der modtages fra GCR, acceptabel (som vi ved takket være Apollo). Problemet ville være, hvis besætningen indeni blev ramt af SPE. Selvom sandsynligheden er lav, kan det få fatale konsekvenser. Derfor vil der under den første mission blive tilføjet 0,5 m regolit-afskærmning omkring besætningens opholdsrum, og den vil blive færdiggjort omkring hele shelteret under de efterfølgende missioner. Det vil være nok til at beskytte mod mindre solstorme. Efterhånden som missionerne bliver længere, vil det være nødvendigt at tilføje yderligere afskærmning mod store storme.
Mikrometeoroider er mindre almindelige i månerummet, og der er slet ingen orbitale vragrester, så 3 mm kulstofkomposit og MLI vil stoppe dem. Tilføjelse af regolit-afskærmning øger sikkerheden yderligere.
En veranda fungerer som beskyttelse mod støv. Dens indre vil være semi-rent og fungerer blandt andet som opbevaringsplads for ting, der ikke må være i modulet. Astronauterne renser sig omhyggeligt, før de går ind i verandaen. Det støv, der kommer ind, bliver filtreret ud af et system til revitalisering af atmosfæren, nærmere bestemt et filter, der er placeret i hver lithiumhydroxidbeholder. Udgangen af atmosfærens revitaliseringssystem er i besætningens kvarter.
Et andet aspekt er det termiske miljø. Under besætningens ophold i lysene vil shelter-systemerne have en indgangseffekt på 8 kW, som skal udstråles. Vi vil bruge en 10 m lang radiator til at udstråle den overskydende varme. I de fem dage med mørke, hvor besætningen ikke er til stede, vil coveret miste 48 kWh, som skal leveres af lithium-ion-batterier for at forhindre systemerne i at fryse.
Den rene luft leveres af atmosfærekontrolsystemet. Ilt leveres fra tryktanke under et tryk på 40 MPa. Der er brug for 23 kg ilt til missionen, og med en reserve er der 35 kg ilt i tankene. Dette doseres i luftrevitaliseringssektionen, så koncentrationen i atmosfæren er 21%. CO2 fjernes ved hjælp af LiOH. Besætningen producerer 29 kg CO2 pr. mission, som der skal bruges 32 kg LiOH til at indfange, efter at der er tilføjet en reserve på 48 kg.
Nitrogen skal efterfyldes på grund af 10% luftsluselækager pr. cyklus. Der vil være en forsyning på 20 kg i dækslet.
Maden importeres fra Jorden. Der tilberedes 3 måltider til hver dag, i alt 84 måltider pr. mission. Hvert måltid vejer 0,8 kg.
Vand er den eneste råvare, der genbruges. Hvert besætningsmedlem bruger 4,4 kg vand om dagen. Der produceres mere vand, end der forbruges, da det dannes under reaktionen af LiOH med CO2 og under respirationen. Der er brug for 8,8 kg rent vand om dagen, og der produceres 12,7 kg. Det vand, der skal renses, kommer fra toilettet (urin) eller fra varmeveksleren (atmosfærisk kondensat). Kondensatet har en så lav koncentration af stoffer, at det kan renses direkte ved hjælp af forward osmose. Urinen bliver først vakuumdestilleret. Det, der er tilbage efter forward osmose, renses igen ved hjælp af vakuumdestillation. Systemets effektivitet er over 80%, så der produceres altid mere vand, end der forbruges.
Basissystemernes effekt er 8 kW, hvilket er halvdelen af, hvad IROSA kan levere. I partial gravity kan det ikke bruges uden modifikationer, men bruges som reference.
Affald på Månen er en vanskelig sag, fordi vi ikke kan lade det brænde op i atmosfæren som med ISS. Det er også dyrere at bringe ting til Månen, så det skal håndteres med omtanke. Besætningen producerer omkring 20 kg affald med en volumen på 0,2 m3 pr. mission. Selvom det nuværende shelter ikke kan genbruge det på nogen måde, opbevarer vi det i containere og gemmer det i verandaen til videre brug. Affaldet vil hovedsageligt bestå af papir- og plastemballage eller madrester, hvorfra der kan udvindes kulstof, som er sjældent på Månen. Vi kan bruge plastik, som senere kan genbruges og bruges til 3D-print. På samme måde opbevares fast affald fra toilettet, som vil være værdifuldt til dyrkning af planter i fremtiden. Urin genanvendes til drikkevand.
Vi vil bruge Moonlight-konstellationen til kommunikation, hvorigennem data fra shelteret primært vil blive sendt. På trods af dette vil skjoldet have mulighed for at kommunikere direkte med Jorden i en begrænset tilstand. Vi vil også bruge Moonlight til at bestemme positionen. Der vil altid være en mulighed for, at en astronaut eller rover kan kommunikere direkte med shelteret, men det grundlæggende valg er Moonlight, også fordi horisonten fra menneskehøjde kun er 2,4 km væk på Månen.
Som nævnt i begyndelsen er hovedformålet med dette shelter at have et fundament, som man kan bygge videre på, så det videnskabelige udstyr er ret minimalistisk. De vigtigste interesseområder omfatter derfor geologi og mulighederne for at bruge lokale ressourcer. Den viden vil blive brugt under den videre bosættelse.
Shelteret huser et laboratorium med en handskekasse til at undersøge overfladeprøver og forberede dem til yderligere eksperimenter. Handskeboksen indeholder et fluorescensmikroskop til undersøgelse af prøver. Handskeboksen er lavet på en sådan måde, at prøverne slet ikke kommer i kontakt med indersiden af shelteret. En anden del af laboratoriet er vækstkammeret, hvor man studerer dyrkning af planter i månemiljøet. For eksempel kan man udforske dyrkning i regolit. Laboratoriet har også en lille ovn og en presse, som vil blive brugt til at teste sintring af regolit under forskellige forhold og dens efterfølgende styrke. Det vil give værdifulde data, som kan bruges yderligere til udvikling af 3D-print fra regolit.
Værktøjer designet til EVA omfatter hamre, tænger, sigter, kernebor og andet geologisk udforskningsudstyr. Spektrometre til hurtig stenanalyse vil også være tilgængelige. Instrumenter til måling af rumvejr eller mikrometeoroidnedslag kan være placeret på ydersiden af basen.
I fremtiden vil der blive tilføjet medicinsk udstyr, andre instrumenter til undersøgelse af sten, såsom elektronmikroskopet, og instrumenter til undersøgelse af fysik og kemi i delvis tyngdekraft. Senere vil astronomi begynde at blive udført på vores base.
Træningen vil primært involvere læring med shelterens individuelle systemer. Det er nødvendigt at lære, hvordan man opfører sig i tilfælde af en fejl, og hvordan man reparerer den. Dernæst vil individuelle operationer blive trænet. Hovedformålet med den første mission er at skabe strålingsafskærmning fra regolitten, så der vil blive øvet arbejde i månens ydre og arbejde med RASSOR. Det sidste træningsområde vil være videnskab. Besætningen skal gennemføre et omfattende geologisk kursus (hvis der ikke er en geolog om bord) for at få de bedste resultater ud af den begrænsede tid, der er afsat til videnskab. Træningen kan også finde sted i vulkanske områder her på Jorden. Noget af træningen vil også blive udført under parabolflyvninger for at simulere reduceret tyngdekraft.
Shelteret vil blive transporteret til overfladen ved hjælp af den europæiske store logistiske render, som opsendes med Ariane 6. Det er muligt, at Ariane NEXT vil være tilgængelig på det tidspunkt, hvor shelteret skal klargøres. Besætningen vil starte fra jorden i Orion, som vil blive opsendt af SLS. På Månen overføres det til rumskibet HLS, som de derefter bruger til at lande. Shelteret vil være flere titusinde km væk fra Starship HLS og Artemis Base Camp for at øge radius for måneudforskning og menneskelig bosættelse på Månen. Besætningen vil bevæge sig ved hjælp af en hermetisk (i nødstilfælde også ikke-hermetisk) rover. Ved afslutningen af missionen vender besætningen tilbage til Artemis Base Camp ved hjælp af roveren og vender tilbage til jorden ved hjælp af Starship HLS og Orion.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 