moon_camp

Moon Camp Pioneers-galleri 2019-2020

I Moon Camp Pioneers er hvert holds opgave at 3D-designe en komplet Moon Camp ved hjælp af Fusion 360. De skal også forklare, hvordan de vil bruge lokale ressourcer, beskytte astronauterne mod farerne i rummet og beskrive leve- og arbejdsfaciliteterne.

Hold: Moonwalkers

Collège Champittet  Pully    Schweiz 15 til 16 år gammel

Ekstern fremviser til 3d-projekt

Projektbeskrivelse

[42]

Beskriv dit Moon Camp-projekt.

Målet med vores Moon Camp er at skabe det mest effektive, praktiske og sikre miljø for 2-4 astronauter at bo i i længere tid.

Vi valgte en lejr bestående af to boligkvarterer, tre underjordiske moduler (til opbevaring af ressourcer/vand og drivhus), et kommunikationscenter, et underjordisk laboratorium, et vandfusionsfilteranlæg, et atombatteri (placeret i sikker afstand fra resten af lejren) og et solcellefelt.

Pendling mellem forskellige moduler vil ske gennem udendørs tunneler, som giver mulighed for en sikker og effektiv måde at forbinde på. Luftsluser vil også sørge for sikkerhed mellem alle rum.

Lejrens struktur vil bestå af moduler, der er forbundet med tunneler, som hver er ca. 5-10 meter lange, for at sikre, at alle moduler er sikkert isoleret fra fare i tilfælde af en katastrofe.

Lejren leverer alle vitale fornødenheder gennem systematiske faciliteter.

Hvor ønsker du at bygge din Moon Camp?

Efter grundig research valgte vi de høje bjerge på kanten af store kratere på månens poler baseret på vores kriterier for stedet (temperaturer, vandtilgængelighed, materialetilgængelighed, potentiale for opsamling af solenergi og videnskabelig interesse).

For det første indeholder månens poler værdifuld is, som er unik på polerne og videnskabeligt værdifuld. Og efter eksperimenter på Månen vil det forhåbentlig kunne drikkes takket være vores fusionsfilteranlæg. Og gennem elektrolyse kan vand adskilles i brint og ilt til brændstof og livsopretholdelse.

Den anden vigtige ressource er sollyset, som praktisk talt vil være evigt takket være den høje positionering og månens poler, hvilket betyder, at vores solpaneler konstant vil opsamle energi.

Endelig har Månens poler en mere konstant temperatur i modsætning til resten af overfladens ekstreme temperaturvariationer, hvilket betyder, at astronauternes tilpasning til det nye miljø vil være meget lettere, og det samme gælder vedligeholdelse af udstyr.

Hvordan planlægger du at bygge din Moon Camp? Beskriv de teknikker og materialer, du vil bruge.

Til de udvendige bygninger (geodætiske kupler, tunneller og andre bygninger) vil vi bruge et 3D-printkoncept, der bruger månejord som hovedbestanddel i byggematerialet. Maskinen vil bestå af en robotarm, der printer en geopolymer betonblanding kendt som "Lunarcrete", der primært består af månens regolit, som vil blive udgravet takket være LEB (Lunar Excavation Blade). Den unikke blanding af silica og jernholdige mineraler i månens jord kan også smeltes sammen til et glaslignende fast stof ved hjælp af mikrobølger.

Til de underjordiske bygninger som lager og drivhus vil astronauterne bruge LEB, der kan grave store huller, som senere vil blive færdiggjort med 3D-print-robotarmen til at bygge væggene. Lunar Excavation Blade kan også bruges til at rydde op og terraforme jorden omkring basen til andre byggeprojekter, såsom et landingsområde og et solpanelfelt.

Vand
Fødevarer
Elektricitet
Luft

Takket være den praktiske placering af basen på månens poler, som indeholder 600 millioner tons næsten ren is, kan den være den vigtigste kilde til vand. Fusionsfilteranlægget i udkanten af vores base vil modtage den udgravede is og gøre den drikkelig (gennem flere fysiske og kemiske processer), hvilket giver astronauterne adgang til en meget stor mængde af denne livsvigtige ressource, som ikke kun kan bruges til at drikke, men også til andre hygiejneopgaver som brusebad og toiletter.

Den vigtigste fødekilde for de første astronauter på basen vil være den mad, der medbringes fra Jorden i form af dåser og dehydreret mad. For de første astronauter bør den mad, der medbringes på den første tur, være nok, indtil maden kan begynde at blive produceret fra drivhuset (et dedikeret underjordisk modul). Drivhuset vil ikke kun producere livsvigtig ilt, men det vil også være i stand til at dyrke fødevarer som kartofler, tomater, rødbeder osv. Senere kan drivhuset udvides til at producere flere varer afhængigt af antallet af tilstedeværende astronauter eller lagerkapaciteten.

Der vil først være solpaneler, som vil være meget effektive på månens poler på grund af den store og konstante mængde sollys. To batterier, der er placeret ved siden af solpanelerne, lagrer den opfangede strøm.
Derefter vil der være et atombatteri, som er placeret i sikker afstand fra hovedbasen. Helium-3 findes i rigelige mængder i månens jord (hvor det er blevet genereret over milliarder af år af solvinden) og er en nøgleingrediens i en levedygtig fusionsreaktor. Det efterlader intet strålingsaffald og har et højt energiudbytte pr. kg.

Den ilt, som astronauterne har brug for til at trække vejret, vil i første omgang blive brugt i form af et kunstigt livsstøttesystem, som vil give dem ilt nok, indtil drivhuset er funktionelt nok til at producere ilt og blive den vigtigste kilde. Drivhuset vil indeholde et dedikeret område til iltproducerende planter som arekapalme, neemtræ og Sansevieria Trifasciata Zeylanica (slangeplante).
Månejorden består af 40-45% ilt i masse, hvilket betyder, at den kan opvarmes til 2500 Kelvin ved hjælp af solenergi og frigøre mineraler for at generere 100 gram ilt til indånding for hvert kilo jord.

Hvordan planlægger du at bygge din Moon Camp? Hvilke materialer vil du bruge?

[54]

Miljøet på Månen er meget farligt for astronauterne. Forklar, hvordan jeres Moon Camp vil beskytte dem.

Når alle vitale ressourcer er dækket af vores faciliteter og specialiserede moduler, er de største tilbageværende trusler stråling, meteoritter og temperatur.

De geodætiske kuppelformede moduler er designet til at sprede sig og minimere eventuelle stød, og den gennemsnitlige tykkelse af de stive vægge ligger på omkring 0,5 meter, hvilket er nok til at beskytte mod små asteroider og solstråling samt isolere mod de kolde månetemperaturer. Omkring månens poler ligger der også mange lava-rør, som for længe siden blev dannet af basaltisk lava, der flød på månen. De kan være helt op til 300 meter brede og har en stabil temperatur på -20 °C. Disse lavarør kan bruges i en fremtidig udvidelse af månebasen eller som en sekundær mulighed, hvis det første sted bliver beskadiget eller simpelthen ude af stand til at fungere.

Beskriv en dag på Månen for dit Moon Camp-astronauthold.

For at forblive sunde skal astronauterne holde en regelmæssig søvnrytme, hvor de får 8-9 timers søvn og er vågne i 16 timer ad gangen.

Når astronauterne er vågnet, spiser de i et af opholdsrummene og får en briefing om dagen. De skal træne mindst 2 timer om dagen for at opretholde stærke muskler og knogler, da Månens svage tyngdekraft kan have negative effekter på deres tilbagevenden til Jorden.

Astronauterne ville dog i første omgang være helt dedikeret til opførelsen af lejren. Astronauterne skulle først udgrave månejorden/regolitten i store mængder takket være Lunar Excavation Blade (LEB) og derefter gennemgå de kemiske procedurer for at teste dens egenskaber og omdanne den til brugbar "Lunarcrete" til at bygge basen med 3D-print-robotarmen.

Efter at lejren var afsluttet, ville astronauternes dag hovedsageligt bestå af forskning og eksperimenter. De ville enten arbejde som teams eller forske individuelt, afhængigt af deres uafhængige ekspertise og betingelserne eller kravene i selve eksperimentet.

For eksempel kunne en astronaut fokusere på de fysiologiske virkninger på mennesker og planter af at leve i rummet, teste og eksperimentere på astronauter og i drivhuset på forskellige tidspunkter af dagen. En anden astronaut kunne forske i selve månen, udforske og analysere miljøet (landskab, meteoritter, polaris) og eksperimentere med månejord/regolit i laboratoriefaciliteten. Endnu en astronaut ville være helt engageret i lejrens velbefindende. Han/hun skal overvåge funktionaliteten og de forskellige mekanismer i lejren, såsom solpanelerne, atombatteriet, drivhuset, opbevaringsfaciliteten, kommunikationsfaciliteten osv. Hvis der kun skulle være to astronauter til stede, ville de begge regelmæssigt overvåge basens ydeevne og komponenter.

Det er nødvendigt konstant at kontrollere lejrens tilstand på grund af dens størrelse, kompleksitet og betydning. Sidst på dagen og under det sidste måltid skulle alle astronauter mødes i opholdsrummet og debriefe. De skal også foretage et sidste tjek af hele lejren, inden de går i seng.

Den 16 timer lange "vågne periode" består hovedsageligt af 3 måltider, hvor astronauterne skal mødes, 2 timers fysisk træning, forskning og eksperimenter samt konstant vedligeholdelse af månebasen.



← Alle projekter