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.

Bartholdi Space Program

  Andenplads - ESA-medlemsstater

Lycée bartholdi  Colmar-Grand Est    Frankrig 18, 17   6 / 2 Engelsk
3D-designsoftware: Blender



Youtube Video Link:


1.1 - Projektbeskrivelse

Stephen Hawkings sagde: "At begrænse vores opmærksomhed til jordiske forhold ville være at begrænse den menneskelige ånd".

Med dette citat i tankerne udtænkte vi menneskehedens nye hjem, Hestia. Hestia er sammensat af adskillige sekssidede månemoduler, som giver flest fordele af alle tænkelige former. Hver af dem er selvforsynende og forbundet med andre takket være luftsluser, der regulerer trykket og forhindrer uheld i at sprede sig. Hestia var baseret på viljen til at skabe en optimeret base.

Først er der et område dedikeret til astronauternes daglige liv med et stort modul, kaldet "hovedmodulet", som består af køkken, rumdragter og kommunikationsmidler med Jorden. Så er der et andet område dedikeret til arbejde, som består af moduler til dyrkning, opbevaring og laboratorium.

Astronauternes velbefindende er vigtigt, og derfor tænkte vi på et afslapningsmodul med et loft af glas, der åbner sig ud mod rummet. Hvis astronauterne føler sig klemt, er dette månemodul en måde at berolige og beundre den enorme verden på.

Endelig vil der uden for basen være små bassiner forbeholdt elektrolyse af vand og måneregolit og produktion af elektricitet takket være solpaneler.

Derfor er Hestia en sikker, optimal og behagelig base.

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

Vores mission har to mål. Det første er at undersøge, om menneskeheden kan leve, tilpasse sig og udvikle sig på et andet himmellegeme end Jorden.

Hécate I-missionen vil være Hestias implementering og opstart, mens Hécate II består i astronauternes ankomst. Sidstnævnte vil gøre det muligt for os at opdage og udforske Månen for at blive godt bekendt med dens karakteristika og vinde den blå planets satellit. Her ligger vores andet mål.
Ved at lære om Månen kan vi blive klogere på andre himmellegemer og gøre fremskridt inden for universets videnskaber.

Desuden er Hestia det første skridt mod større perspektiver. Efter Hestia vil vi nemlig kunne skabe andre baser med forskellige formål, som f.eks. at samle rumraketter, der ikke kunne komme væk fra Jorden, og opsende dem fra Månen. På den måde vil vores satellit kunne bruges til at bygge rumraketter, der kan nå fjerne destinationer.

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

Vi valgte at bygge vores base på højdedragene i Shackleton-krateret, der ligger nær Månens sydpol. Dette sted er perfekt til at gennemskue vores projekt.
Denne har mærkbare fordele som en svag termisk amplitude og en stærk solskinshastighed. Sidstnævnte giver basen et tilfredsstillende elektrisk output.

Desuden er tilstedeværelsen af vand i store mængder (i form af is) perfekt til at dække basens behov og til at udvinde brint, som er livsvigtigt for produktionen af brændbart.

Et bemærkelsesværdigt punkt: Shackleton-krateret er omgivet af masser af materialer, som efter al sandsynlighed kan udvindes, f.eks. regolit.

Endelig giver kraterets nærhed til Sydpolen - Aitken-bassinet - astronauterne mulighed for at gennemføre forskning takket være dette steds usædvanlige karakteristika.

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.

En første mission, kaldet Hécate I, vil sende det nødvendige udstyr til opførelsen af basen til Månen. Vores base vil blive bygget med udgangspunkt i de vigtigste og mest uundværlige dele, takket være robotter, der kan bære tunge byrder.

Basen vil blive opdelt i flere rum ved hjælp af luftsluser og vil blive organiseret som månemoduler. På den måde er det muligt gradvist at etablere hovedmodulet samt de dele, der er nødvendige for at opretholde livet om bord. Resten vil blive placeret senere, i kølvandet på astronauternes etablering under Hécate II.

Vi længtes efter en form, der giver en god organisering af den tilgængelige plads, og som er nem at sætte sammen. Derfor valgte vi sekskanten, en form, der opfylder alle kriterier.
For at reducere omkostningerne og den samlede vægt af vores moduler vil de desuden blive fremstillet af en meget modstandsdygtig Vectran-polyester i flere lag. Når rumraketterne lander, er det eneste, der skal gøres, at puste modulerne op med ozon, som snart erstattes af vand fra månens gletsjere. Modulernes gulv vil bestå af titaniumplader.

Sidst, men ikke mindst, vil basen blive dækket af et lag regolit, som en bærbar robot graver op fra Månens jord.

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

Basen var designet til at beskytte astronauterne og få dem til at udvikle sig under ideelle forhold.
Månemiljøet er fjendtligt, så den flerlagede polyester, som vores moduler er lavet af, lever op til disse krav. Det er en effektiv beskyttelse mod rumaffald på grund af dets modstandsdygtighed, fem gange mere end stål og ti gange mere end aluminium.

På grund af basens oppustelige egenskaber er de ydre og indre lag desuden adskilt af en gas, ozon, som absorberer en stor del af solens UV-stråler. Derefter vil dette rum gradvist blive fyldt med vand, som er en bedre solisolator end ozon, og som giver en tilfredsstillende hermeticitet.
Derudover vil der blive lagt en anden beskyttelse omkring vores base: regolit. Regolitten vil fungere som et skjold, der dæmper solens stråler.
For at forhindre infektioner og ophobning af støv i basen, vil der blive bygget steriliseringsrum foran hver indgang og mellem de moduler, der bruges til dyrkning. Hvis der opstår en lækage eller en fejlfunktion, vil alle modulerne ikke blive påvirket, fordi de hver især er uafhængige af de andre. Risikoen for spredning af fare er nu elimineret. Hvert modul er opdelt af et dekompressionskammer.

Endelig er de moduler, hvor der kan ske hændelser, f.eks. laboratorier eller el-centralen, lagt til side, så hvis der skulle ske noget, vil det ikke påvirke hovedmodulet.

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

Adgang til ressourcer for at opfylde menneskelige behov er en vigtig forudsætning for Hestias succes.

Først vil der blive bragt mad fra Jorden, og når Hécate II er installeret og i drift, vil alle grøntsager blive dyrket på stedet. Basen vil kun have produkter, som er lette at dyrke, når der er begrænset plads og tid. Vi var nødt til at tænke på den mængde, der kan produceres, samt kravene til vand og gødning. Nogle grøntsager kræver kun lidt eller slet ingen vand og gødning (kartofler, linser, rødbeder, grønne bønner, spinat og røde frugter). For at efterligne årstiderne vil der blive sat UV-lamper på hver overlejret afgrøde og dermed optimere den begrænsede plads på månebasen. Vi planlægger sandsynligvis at lave fiskedyrkning. Astronauterne vil have adgang til vand takket være den is, der findes på månens overflade.

En rover vil opvarme den beskidte is, der tidligere er blevet boret i, ved hjælp af solpaneler, indtil den smelter. Uanset om vandet bruges i brusere, maskiner eller produceres af astronauternes sved, vil det blive genanvendt takket være filtrering, indtil det igen bliver fuldt brugbart. Det vil blive opbevaret i moduler, der er specielt designet til dette formål.
Luft og elektricitet er lige så afgørende for, at missionen kan fungere problemfrit - og for astronauternes overlevelse - på lang sigt. Endnu en gang bliver der brugt vand. Faktisk vil elektricitet såvel som luft blive fremstillet af små bassiner, hvor elektrolyse af vand finder sted, og hvor der vil være solpaneler.

En anden maskine vil få elektricitet og luft til at løbe gennem basen. Mens elektriciteten lagres i et modul, passerer luften gennem basen og genbruges derefter.

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

En anden vigtig del af missionens gode arbejde er at genbruge deres affald mest muligt for at give en større uafhængighed af den blå planet. Derfor er det nødvendigt at genbruge urin som fæces for at sikre Hestias bæredygtighed.

Urinen vil blive renset ved filtrering med det formål at indtage den igen. Vand er livsvigtigt for astronauter, og mere generelt er det en dyrebar ressource for mennesker. At kunne producere det på den måde er et stort aktiv.

Hvad angår fækalierne, vil de blive brugt som gødning til væksten af plantagerne på basen. Faktisk er ekskrementerne, hvis de bruges fornuftigt og tilsættes andre naturlige gødningsstoffer, en tilfredsstillende måde at producere mængder af gødning på Månen.

Disse metoder giver astronauterne ægte autonomi.

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

Ved Shackleton-krateret er det umuligt at holde direkte kontakt med Jorden, hvis man bruger parabolantenner.

På grund af Månens rotation omkring Jorden er Shackleton-krateret ikke så ofte synligt og forbliver skjult i de fleste perioder. For at overvinde dette skal der placeres en geostationær relæsatellit, hvor Shackleton-krateret er placeret, orienteret 30° i forhold til Jorden i forhold til krateret, som vil sende Hestias kommunikationsdata til TDRS-satellitterne (Tracking and Data Relay Satellites). På denne måde vil Hestia opretholde næsten kontinuerlig kommunikation med Jorden (få afbrydelser kan forekomme, når kommunikationen skifter til en anden TDRS-satellit).

Til andre månebaser inden for en afstand af 100 km fra Hestia kan man bruge walkie-talkies. Og hvis afstanden er større end 100 km, vil vi kunne placere parabolantenner i hver base og kommunikere via satellitsystemet.

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.).

Eksperimenter udført under Hecate II-missionen vil omfatte følgende;

- Undersøgelse af planternes adfærd: sammenlign vækstens hastighed og kvalitet med den, der måles på Jorden, undersøg indflydelsen af lav tyngdekraft på spiring og udbytte, observation af vækst i et substrat bestående af månejord: opfyldes planternes næringsbehov?

- Undersøgelse af månejordens sammensætning: søgning efter mulige tungmetaller eller mineraler, der udgør en risiko for astronauternes helbred, især i tilfælde af indtagelse af planter, der er dyrket i et substrat, der indeholder månejord.

- Undersøgelse af Månens indre struktur (materialernes art og tæthed) takket være udbredelsen af seismiske bølger med henblik på at finde udnyttelige ressourcer.

- Udforskning af basens omgivelser for at kortlægge de udnyttelige isstrækninger.

- Undersøgelse af encellede organismers adfærd:

¤ Physarum polycephalum: sammenligning af resultaterne med dem, der er opnået på Jorden og på ISS.

¤ Bagegær (Saccharomyces cerevisiae): lav tyngdekrafts indflydelse på brødfremstillingsprocessen.

- Daglig analyse af besætningens søvn: biologisk ur, søvnkvalitet, reaktion på ændringen i dag-nat-cyklus.

- Undersøgelse af effekten af lav tyngdekraft på den menneskelige krops funktion: hjerne- og hjerteaktivitet, blodcirkulation, muskeladfærd, åndedrætskapacitet, fordøjelse, tarmpassage, nyreaktivitet, mikrobiota.

- Undersøgelse af den gule melorms (Tenebrio molitor) livscyklus: Larvestadiet (melormen) er en proteinkilde for astronauter.

- Studieprojekter, der giver studerende på Jorden mulighed for at udføre simple eksperimenter for at sammenligne deres resultater med dem, de opnår på Månen.

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

Under en mission på Månen er det afgørende at kunne tilpasse sig et nyt fjendtligt og uforudsigeligt miljø og at vide, hvordan man reagerer korrekt på enhver uventet situation. Det er derfor, at besætningen på Hécate-missionen skal følge et langt og strengt træningsprogram. Programmet består af træningskurser for at perfektionere deres beherskelse af engelsk og russisk, speleologi, overlevelsestræning og lange perioder med simuleret ophold på Månen.

At lære engelsk og russisk gør det faktisk lettere for besætningen at kommunikere.

Hvad angår speleologikurserne, synes det vigtigt at vide, hvordan man udvikler sig i huler eller tunneller, for at lette underjordiske udforskninger af Månen, hvor astronauterne med succes vil gennemføre deres forskning.

Desuden er det vigtigt for dem at vide, hvordan man lever uafhængigt i lange perioder, fordi det er umuligt at hjælpe astronauterne hurtigt, når de først er på Månen (der ligger mere end 380.000 km fra Jorden). Derfor vil de fire medlemmer af missionen skulle følge perioder med simuleret liv i basen, hvor deres måne-livsstil vil blive genopbygget på Jorden. Besætningen skal derfor vænne sig til udstyret på deres fremtidige base, til deres fremtidige dragt og lære at leve sammen i længere perioder.

Disse træningskurser vil ikke finde sted i Utah eller Israel som forberedelserne til livet på Mars, men i Antarktis, hvor det kolde, isolerede og stenede ørkenklima ligner Månens. Desuden er det stejle, stenede, frosne terræn også en god måde at teste de køretøjer, som astronauterne skal bruge på Månen.

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.

For at sende alt det nødvendige udstyr til etableringen af basen på Månen og til besætningen, har vi planlagt at sende to forskellige raketter (Hécate I og II). Den første skal medbringe udstyret til at bygge basen samt forskellige rovere, mens den anden skal medbringe besætningen.

Når de ankommer, vil det absolutte minimum allerede være samlet af rovere, der sendes af sted med den første raket. Nogle af disse rovere vil være nødt til at dække basen med regolit, en naturlig beskyttelse mod kosmisk stråling.

Andre rovere vil blive brugt til at hente is fra månens overflade, som derefter vil blive smeltet og transporteret til basen.

Endelig vil to personer i den samme rover udforske Månen, først et par timer på grund af vanskeligheden ved at køre på månebunden.

Først når vi er veletablerede, vil vi være i stand til at gå længere og i længere tid.