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.

LEM

III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni  Gdynia-Pomorskie    Polen 14, 17, 18   5 / 1 Engelsk
3D-designsoftware: BlenderKit



1.1 - Projektbeskrivelse

Lunar Exploration Mission (LEM) Moon Camp er opkaldt efter en pioner inden for science fiction-genren i Polen - Stanisław Lem. 

Basen vil blive placeret på Månens sydpol, på kanten af Shoemaker-krateret for at gøre brug af in-situ-ressourcer. Basen er opdelt i moduler, herunder et sove- og afslapningsområde, fitnesscenter, køkken, missionskontrol, medicinsk afdeling og et laboratorium til udførelse af eksperimenter. Derudover vil der blive bygget en aeroponisk drivhuskuppel, et tyngdelaboratorium og et skur til Doglike GLIMPSE-robotter i de senere faser af missionen. 

Formålet med vores mission er videnskabelig forskning. Der vil blive udført eksperimenter inden for biologi, planetvidenskab, geologi og fysik. Derudover vil vi overvåge astronauternes fysiske og mentale helbred med henblik på fremtidige udforskninger af rummet. 

LEM vil bidrage væsentligt til udviklingen af måneudforskning og -videnskab. I kraft af basens design vil missionen kunne udvikle sig fra en enkelt base til en månekoloni, hvilket potentielt kan blive starten på en månekoloni i fremtiden.

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

Visionen for LEM Moon Camp er at eksperimentere med bæredygtig og international udforskning af månen. 

LEM's hovedformål er videnskabeligt, nemlig at udføre eksperimenter inden for biologi, fysik og genetik. Derudover vil vi teste anvendeligheden af in-situ ressourcer, såsom frossent vand, som kunne være en omkostningseffektiv løsning for en længere tilstedeværelse på Månen. Vores andet formål er i fremtiden at omdanne den enkelte base til en månekoloni. 

Vores sekundære formål er uddannelse. Astronauterne vil optage korte videoer, der viser deres liv på Månen, som senere vil blive brugt til rumundervisning og til at øge populariteten på de sociale medier (vi vil endda lave den første TikTok fra Månen!).

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

Vi valgte kanten af Shoemaker-krateret (omkring Lat: -88,48°, Lon: 76,20°) som vores placering. 

  • Høj brintsammensætning, som er nødvendig til raketbrændstof. Skomagerkrateret indeholder endnu mere brint end Shackletonkrateret, fordi det er ældre.
  • Betydelige mængder af vandis
  • Sollys er til stede i ca. 50% af månen, og permanent skyggefulde områder er omkring 10 km væk. 
  • Shoemakers glatte vægge vil gøre det lettere for rovere at få adgang til udforskningen af dens indre. Det vil gøre det nemt at transportere udstyr og forsyninger. Området har en hældning på omkring 1%. 
  • Lige ved siden af den ovennævnte plet er der et sted, der ligner billederne af potentielle lava-rør, som kunne udforskes til en genbank, opbevaring og potentielt levested.

Alle data er taget fra LROC's hjemmeside: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Tilgået 18.04.23]

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.

Materialer

  • Aluminium vil være det vigtigste materiale til vores base på grund af dets lave vægt. 
  • Blyglas - giver god modstandsdygtighed over for stråling, samtidig med at det er gennemsigtigt.
  • Bly - vil blive brugt som strålingsafskærmning på grund af dets meget gode strålingsresistente egenskaber. 
  • Basaltfibre - en fantastisk varmeisolator, der kan produceres på månen

Teknikker og designvalg

  • En stor fordel ved vores base er dens modularitet, som sikres af dens sekskantede form og fliselignende design.
  • Brug af fjedre og gummi i stedet for vægte i fitnesscentret vil gøre det muligt at lave regelmæssige øvelser i lav tyngdekraft.
  • Den integrerede lander i hvert modul vil spare omkostninger til ekstra vægt til et separat landingssystem.
  • Solpaneler vil blive placeret i en opadgående position for at maksimere effektiviteten på månens poler.
  • Drivhuset vil blive bygget af astronauter ved hjælp af materialer bragt fra jorden (aluminium og blyglas) i senere opsendelser.
  • Gravitationslaboratoriet vil blive konstrueret af in situ-materialer i senere opsendelser. 

Kilder 

100% af modeldesignet er vores. Nogle materialer er taget fra BlenderKits gratis database.

Til plakater, der bruges i vores base: 

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

Stråling 

Et lag af bly og elektromagnetiske skjolde vil give en overordnet beskyttelse mod stråling og elektromagnetisk interferens. Tunnellerne mellem modulerne vil blive dækket af regolit for at beskytte dem. Kuplen vil på den anden side være lavet af blyglas, som giver god beskyttelse mod stråling. Derudover vil vi konstant overvåge strålingsniveauerne i basen ved hjælp af geigertællere.

Meteoritter 

Generelle undersøgelser og statistikker viser, at meteoritfald ikke sker så ofte, og hvis de gør, er det mikrometeoritter. Det lag, der beskytter mod stråling, bør give grundlæggende beskyttelse mod sådanne. Derudover vil vi bruge specielle skjolde til avanceret beskyttelse mod mikrometeoritter. 

Varmeafledning og stor temperaturforskel 

Basens vægge skal give rigelig varmeisolering for at holde temperaturen indeni relativt konstant. For det meste kan dette ske ved hjælp af et lag til beskyttelse mod stråling, og derudover vil der være et tyndt isoleringslag samt et lag til beskyttelse mod varmeoverførsel ved stråling (dvs. infrarød), Derudover vil der være et system i basen til mere præcist at stabilisere temperaturen til en passende værdi. Desuden vil der blive placeret semipermeable solcellepaneler i kuplens glas for at generere elektricitet og beskytte mod høje temperaturer i løbet af månedagen.

Månestøv 

For at beskytte mod månestøv, dvs. meget fine stykker af silikater og andre forbindelser, der kan være potentielt skadelige for mennesker, vil vi bruge et luftfiltreringssystem i luftsluserne. For at beskytte solcellepanelerne mod dette støv, vil de kunne ændre deres hældningsvinkel og dermed få støvet ud.

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

Vand

 "Aqua factorem"-metoden til vandudvinding
Vandet genbruges ved hjælp af algebioreaktorer og MELiSSA-systemet, hvilket sikrer et lukket system.

Rover søger og kortlægger månens is, kemikalier og underjordiske klipper, der forhindrer udgravning
Spektrometer analyserer jordprøver fra forskellige dybder for vand 
Den borer under månens overflade og udgraver store mængder regolit.
Transportroveren indsætter gravemaskinen og leverer regolit

Fødevarer

AI overvåger data inde i det aeroponiske drivhus (temperatur, CO2-niveauer, fugtighed, lysbølgelængde og vækstcyklusser) og justerer dem derefter for at optimere miljøet til dyrkning af forskellige grøntsager.
Tilsæt 100 mg Gamma-Aminobutyric Acid (GABA) til grøntsager (som Toscano Kale) for at reducere angst. 

Bærbar, interceptiv teknologi Algoritmer analyserer data (puls, søvncyklus, fysisk træning, vægtændringer, vandindtag) for at beregne specialiserede individuelle næringsstoffer
3D-printet mad skræddersyet til astronauters kalorie- og ernæringsbehov hjælper traditionelle tilberedningsmetoder
Astronauterne tilbereder, spiser og gør rent efter måltiderne sammen for at styrke forbindelserne. 
Takket være 3D-print kan astronauter nyde deres kulturelle/religiøse måltider.

Luft

Basens atmosfære recirkuleres og renses konstant, så kuldioxid fjernes, mens ilt tilføres af den førnævnte bioreaktor i et lukket kredsløb.
For at få ilt bruger vi koncentreret solteknologi (vi skal bruge en lille reaktor, forsegling på ydersiden og fresnel-linse) til at smelte regolit. Elektroder inde i reaktoren trækker metallerne fra ilten, og ved at holde et lavt tryk trækker vi ilten ud af systemet og opbevarer den i gastanke under tryk.

Strøm

Elektriciteten genereres ved hjælp af solpaneler placeret på taget og i kuppelglasset. Denne energi lagres i et lukket system af brintbrændselsceller og batterier for at øge sikkerheden og minimere risikoen for strømtab. Vi valgte brændselsceller, fordi deres brændstof kan opbevares modulært i eksterne tanke, hvilket giver en letvægtsløsning på energilagringsproblemet.

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

Menneskeligt affald

Urin og fæces behandles og forarbejdes i en affaldshåndteringsenhed, der ligner vandgenvindingssystemet på den internationale rumstation (ISS), og en bioreaktor, der producerer vand og fast affald, som kan opbevares eller bortskaffes sikkert.
Fæces forvandles til bioplastikredskaber ved hjælp af 3D-printning

Genbrug

Ved hjælp af 3D-print genbruger vi visse plasttyper eller metaller til nye værktøjer.
Ved hjælp af anaerob kompostering omdanner vi det organiske affald til frugtbar jord, der kan producere varme og CH4 og metangas, som kan drive vores raketter.

Opbevaring

Radioaktive eller farlige materialer skal opbevares i specialdesignede beholdere for at forhindre forurening af månemiljøet.

Derudover vil et mærkningssystem gøre det klart, hvad alt er lavet af, hvordan det kan håndteres som affald, eller hvordan det kan genbruges.

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

En antenne til ultrakortbølgebåndet med retningsbestemt stråling vil blive placeret på basen og brugt til lokal kommunikation med astronauter under operationer uden for basen og til at transmittere data fra målestationer eller andre eksterne enheder. Denne metode vil kun blive brugt inden for horisonten.

Hvis vi har brug for at kommunikere med en station, rover eller sensor, der ligger uden for horisonten, vil vi bruge Måne-Jord-Måne-metoden. I dette tilfælde kan Jorden bruges som relæ, hvilket giver dækning til næsten hele Månens halvkugle.

Det punkt, hvor basen er placeret, tillader direkte permanent kommunikation med Jorden ved hjælp af retningsbestemte mikrobølgeantenner. På grund af den anvendte frekvens er et sådant link ret modstandsdygtigt over for interferens og kræver ikke høj effekt.

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.).

LEM's hovedformål er biologiske eksperimenter og udforskning af lava-rør. Flere eksperimenter er foreslået:

Indvirkningen på planter og svampe. Livsformer kan godt lide at tilpasse sig nye forhold, så vi vil sandsynligvis se nogle mutationer. Potentielle eksemplarer ville være en radiotrofisk svamp som Cladosporium sphaerospermum eller Cryptococcus neoformans.
Bio-modificering af planters og svampes overlevelse. Bioforbedringer kunne omfatte større melaninproduktion og ville teste overlegenheden af biomodificerede organismer, og hvordan det påvirker planternes spiselighed.
Test af DNA-opbevaring på Månen. En dag kan vi bruge Månen som en ark for genetisk materiale, da det er bedre at opbevare vigtig information forskellige steder.
Vores base vil blive placeret i nærheden af en potentiel sektion af lavarør, hvilket vil åbne op for muligheden for at udforske dem ved hjælp af Doglike GLIMPSE-robotter. Denne robotbesætning ville registrere stråling og temperaturer indeni, samt studere geologiske aspekter af disse huler, såsom vægstruktur og sammensætning. Robotterne vil også søge efter potentielt vand. Missionen vil bestå af flere robotter, der udfører forskellige opgaver for at danne en sammenhængende enhed.           

Disse eksperimenter giver værdifulde data til senere missioner og bosættelser, hvilket ville åbne op for en ny gren af økonomien.

Desuden vil der blive foretaget en undersøgelse af udbredelsen af elektromagnetiske bølger i radiospektret i et miljø uden atmosfære. Dette eksperiment er baseret på undersøgelsen af, hvor langt en radiobølge kan bevæge sig i et miljø, hvor der ikke kan være refleksioner og brydninger af bølgen. Ved at udføre dette eksperiment er det muligt at kontrollere og finde den maksimale afstand, som en månebase kan være fra en anden base eller undersøgelsesstation, et muligt relæ eller månekøretøj, så information stabilt kan transmitteres mellem dem.

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

Miljøtræning

Astronauterne vil blive isoleret og anbragt i ekstreme polare miljøer (f.eks. frossen canadisk tundra eller månehabitat i de schweiziske alper) i en lang periode for at øve deres ekspeditionsadfærd.
I naturen får de spontane opgaver som at flytte deres lejr, hente mad og forsyninger, der er tabt på tilfældige steder, og bringe det tilbage til lejren.
I månehabitatet, der kommer til at ligne vores Moon Camp, skal de udføre hverdagsrutiner baseret på tidligere ESA/NASA-missioner, men de vil også få spontane opgaver for at udvikle deres evne til at improvisere under barske omstændigheder.
Astronauterne skal deltage i ESA's Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill (CAVES) kurser.

Teknisk uddannelse

Astronauterne skal træne moonwalk, samle Moon Camp, indsamle regolitprøver og udføre eksperimenter i en pool, der er designet til at simulere lav tyngdekraft og månens lysforhold. Jorden på bunden af bassinet vil efterligne månens jord.
De vil også træne i virtual reality for at simulere robotoperationer, massehåndtering og hele missionen fra pre-launch til landing. Virtual reality vil gøre det muligt for dem at træne under karantænen før opsendelsen.

Geovidenskab

Astronauterne vil deltage i Pangea-kurset for at få viden om geovidenskab i felten, planetvidenskab og astrobiologi, som er nødvendig for at "identificere og dokumentere videnskabeligt relevante prøver i felten og kommunikere til jordkontrollen i et effektivt og geologisk korrekt sprog".

Flyvetræning

Astronauterne vil træne i fly med reduceret tyngdekraft for at simulere de forhold med lav tyngdekraft, de vil opleve under deres flyvning til Månen.

Psykologisk træning

Astronauterne vil deltage i mindfulness-træning for at hjælpe dem med at håndtere isolation og stress.
Teamet vil deltage i gruppeterapi for at arbejde med kommunikation, mulige konfliktområder, og hvordan man effektivt håndterer dem.

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.

Basen vil blive transporteret i kredsløb om månen via en raket med en diameter på mindst 14 meter. Når landingsfartøjerne er i kredsløb, vil de gå ned på bestemte landingssteder. I første omgang vil besætningen krydse måneoverfladen ved hjælp af almindelige letvægtsrovere, men når basen er på et mere avanceret niveau, vil astronauterne skifte til Desert RATS-roveren. Regolitten til udvinding af brint, ilt og mineraler vil blive transporteret af den autonome rover. Derudover vil vi bruge de førnævnte GLIMPSE-robotter parret med transportrovere til autonom udforskning.