Team: BENDIS

Kategori: 1. plads - ESA's medlemslande 1. plads - ESA's medlemsstater Timisoara - Rumænien  Den nationale højskole "Constantin Diaconovici Loga"

Projektbeskrivelse

2.1.a. Hvor ville du placere dit shelter på Månens overflade? 
Tæt på Månens poler

2.1.b. Forklar dit valg fra spørgsmål 2.1. 
Efter at have studeret forskellige oplysninger om Månen besluttede team Bendis, at det mest velegnede sted til at placere vores måne-lejr skulle være Månens nordpol. Valget af placering blev foretaget under hensyntagen til to vigtige ressourcer, som er uundværlige for at basen kan fungere godt, og som er tilgængelige i store mængder på denne position. Desuden er temperaturerne på Månen ret ekstreme på grund af den manglende atmosfære. På nordpolen ligger temperaturerne i intervallet (-50 grader C, 0 grader C), hvilket giver en mere effektiv forvaltning. Den første ressource er ICE. Isen kan opsamles og smeltes og analyseres, og forskerne håber, at den kan være drikkelig. På denne måde kan vi sikre et vigtigt element til støtte for livet på Månen. På den anden side kan vandet ved hjælp af elektrolyse adskilles til ilt (til livsopretholdelse) og brint (som kan bruges som brændstof). Den anden værdifulde ressource er SOLLYSET. På nordpolen er sollyset permanent, så installerede solpaneler kan producere energi uden afbrydelser. Andre aspekter blev overvejet. I dette område af Månen har tidligere missioner vist tilstedeværelsen af lava-rør, der optrådte i de tidlige stadier af Månens liv. Disse tunneler kan bruges af astronauter som et midlertidigt skjul, der sikrer beskyttelse mod meteoritter og en næsten konstant temperatur på -20 grader C, indtil månebasen er bygget. Herefter kan tunnellerne stadig bruges som lagerrum.

2.2.a. Hvor ville du bygge beskyttelsesrummet: på overfladen eller under jorden? 
På overfladen

2.2.b. Forklar dit valg til spørgsmål 2.2.
Basen vil blive placeret på Månens overflade for at undgå store udgravninger. Ved at placere den på Månens overflade vil byggetiden også blive væsentligt reduceret. Det bedste sted kunne f.eks. være et tilstrækkeligt stort krater. På denne måde er basen på en måde beskyttet af kraterets vægge. Der skal bygges en indgang til krateret. En anden fordel ved at placere lejren i et krater er, at den giver et minimalt beskyttelsesskjold mod månens forhold. Desuden giver den relativt små temperaturudsving, da den er placeret i skyggen af kratervæggene. Et sådant sted på Månens nordpol er en perfekt kandidat, da det giver permanent adgang til sollys, som kan ledes gennem et spejlsystem gennem krateret.

3.1. Hvor stor skal din Moon Camp være?
Lejren består af fem moduler, der er forbundet af tunneler, som gør det muligt for astronauterne at gå fra et modul til et andet. Vi har bestræbt os på at designe basen så kompakt som muligt og samtidig give komfort. Atomreaktoren er 10 meter i diameter og er placeret uden for selve lejren for at beskytte beboerne mest muligt mod bestråling. Drivhuset er det største af modulerne med en diameter på 20 meter. Soveværelset, et af de mindste moduler, er kun 13 meter i diameter, men er stadig rummeligt nok til 4 astronauter. Opbevaringsmodulet er også lidt mindre rummeligt end de andre med en diameter på 15 meter, mens kommandocentret har en diameter på 10 meter. Den tunnel, der sikrer indgangen til basen, og den med indgangen til reaktoren er 8 meter lang, fordi de omfatter et trykaflastningskammer. De andre tunneler har en længde på 4,75 meter. Det faktiske fodaftryk på basen uden generatoren (som er placeret uden for basen) er ca. 1056 kvadratmeter (svarende til et kvadrat med en side på 32,5 meter). Et separat område, også uden for basen, er fyldt med solpaneler, og det dækker et kvadrat med en side på 31 meter, dvs. ca. 960 kvadratmeter. Vi har anslået 496 solpaneler.

3.2.a. Hvor mange personer vil der være plads til i jeres Moon Camp? 
3 - 4 astronauter

3.2.b. Forklar dit valg til spørgsmål 3.2. 
Vores beregninger viser, at hvis vi skal have mere end 4 personer, vil det kræve flere drivhuse, boligmoduler og meget mere elektricitet, som blot er en udvidelse af en enklere lejr, der kan rumme 4 personer. Vi skal også huske på forbruget af mad, vand og ilt pr. person og affaldshåndteringen. Som sådan har vi kun lavet den første fase af vores koloniseringsbestræbelser på Månen. Der kan altid bygges nye moduler og forbindes med ældre moduler, hvilket giver mulighed for ubegrænset udvidelse.

3.3.a Hvilke lokale Moon-ressourcer ville du bruge? 
Vandis
Regolith (Månens jord)
Sollys

3.3.b. Forklar dit valg til spørgsmål 3.3.
Vi foreslår, at du bruger alle former for lokale ressourcer, mens du bor i månelejren. Regolit vil blive brugt i de fleste af bygningerne som det vigtigste byggemateriale. Det kan udvindes ved hjælp af en Lunar Blade og derefter opbevares og bruges som råmateriale til 3D-printning. Senere kan Regolith bruges til at indvinde små mængder vand og vil blive brugt til at lappe revner og huller i bygningerne. Det kan også bruges til at udvinde metaller og mineraler. Vandis er et andet materiale, der vil blive udvundet ved hjælp af Lunar Blade. Da basen er placeret på Månens nordpol, er det en tilgængelig ressource. De tynde isstykker, der udvindes ved hjælp af denne teknik, kan smeltes til vand og derefter bruges enten som det er, eller underkastes elektrolyse for at opnå ilt (nødvendigt for at trække vejret) og brint (meget potent brændstof). Sollys vil være den vigtigste energikilde for basen. Denne energikilde bliver næsten aldrig afbrudt (undtagen hvis der er en formørkelse). Spejlsystemer kombineret med solpaneler kan bruges til at opfange mere lys og øge mængden af produceret energi.

3.4. Forklar, hvordan du planlægger at bygge dit projekt på Månen. Du bør medtage oplysninger om de materialer og byggeteknikker, du planlægger at bruge. Fremhæv de unikke træk ved dit design. 
Vores månelejr vil blive bygget helt af månens jord. Det er vanskeligt at grave på grund af den lave tyngdeacceleration på månen. Ifølge NASA's specialister er en anordning, der med succes kan anvendes på Månen, en månegravningsklinge. Med en sådan anordning kan vi terrænformere til lejrens bygninger. Det er også nyttigt til at fjerne månestøvet fra hele lejrområdet, forberede miljøet til placering af solpanelerne, landingszonerne og skubbe det gennem basens grænser. Den opgravede regolit skal bruges af en 3D-printer med store foldbare dimensioner til at konstruere modulerne og forbindelseskanalerne. Vi besluttede at bruge en modulopbygning, fordi det er let at udvide den, og fordi det minimerer tab af materialer og ressourcer i tilfælde af ydre påvirkninger over lejren. Den geodætiske kuppelstruktur, som vi har valgt til hvert modul, er holdbar og selvbærende, og dens trekantede flader kan let udskiftes i tilfælde af skader. Vi har været meget opmærksomme på lejrens livsunderstøttelse. Omkring drivhuset har vi designet et vandrensningssystem. Rundt omkring basen har vi dampopsamlere. Vand, ilt og elektricitet transporteres gennem et net af kabler og rør rundt om modulerne. En del af vandet kombineres med næringsstoffer, og det bruges til plantevækst i drivhuset.

3.5. Beskriv og forklar hvordan indgangen til din Moon Camp er udformet.
Indgangen til månelejren vil bestå af en sekskantet kanal med to kamre. Ilten fra det første kammer vil blive suget ind i resten af basen for at undgå tab og maksimere den mængde vand, vi kan producere. Derefter vil astronauten åbne den ubådslignende dør for at komme ind i det første kammer. Når de er kommet ind i kammeret, vil de lukke døren, og trykstabiliseringsprocessen vil begynde. Når trykket er stabiliseret, åbnes den anden dør til det andet kammer, så astronauten får adgang til Moon camp. Det samme system med et trykaflastningskammer anvendes til indgangen til det nukleare batteri.

3.6. Forklar, hvordan månelejren beskytter astronauterne.
Hvert modul i vores design vil have en geodætisk kuppelform. De trekantede elementer i kuplen er strukturelt stive og fordeler spændingen i hele strukturen, hvilket gør kuplerne i stand til at modstå meget store belastninger og påvirkninger. Modulernes geodætiske kupler vil have en gennemsnitlig tykkelse på en meter, så små asteroider ikke let kan slå igennem. Alle moduler undtagen drivhuset vil også være dækket af månens jord for at beskytte dem ekstra godt mod temperaturudsving, solstråling og mekaniske påvirkninger. Tykkelsen og jorddækket skulle give en stærk struktur, der næppe kan kollapse eller blive beskadiget i det hele taget. De sekskantede forbindelseskanaler vil have døre i begge ender, så begge døre lukkes, hvis den ene beskadiges, og ilttabet reduceres. Som nævnt i et tidligere afsnit skal hele området omkring månelejren renses for månestøv, fordi de mindste bevægelser sætter støvet i bevægelse. Dette er en reel fare, hvis de fine måne støvkorn sætter sig på solpanelerne (hvilket reducerer panelernes modtagerflade) eller trænger ind i basen (hvilket bl.a. giver astronauterne problemer med luftvejene).

3.7. Beskriv placering og indretning af sove- og arbejdsområder.
Boligmodulet er opdelt i to halvdele. Den første har 4 rum med opbevaringsrum, skriveborde og plads til soveposer. Hvert rum har ca. 10 kvadratmeter, baseret på undersøgelser, der viste, at dette er nok plads til en person. I den anden halvdel har vi placeret badeværelset, flere opbevaringsrum, en vanddispenser, en elektrisk ovn, en motionsmaskine, et førstehjælpssæt, et backup livredningssystem og et spiseområde med et bord og stole, der også kan bruges til opbevaring. Astronauterne vil udføre de fleste af deres aktiviteter i drivhuset, ved arbejdsbænken i kommandocentret til reparation af beskadigede dele, mens de bruger motionsmaskinen og udfører forskning eller forskellige vedligeholdelsesopgaver.

4.1. Beskriv, hvad der skal være strømkilden til beskyttelsesrummet. 
Solpanelerne vil være den vigtigste energikilde (med en effektivitet på 22%, der genererer ca. 270 kW/h elektricitet). Men der er øjeblikke, hvor sollyset ikke opfylder receptorerne (solformørkelser), og vi kan også få brug for ekstra energi. Det er her, at reserveenergikilden, det nukleare batteri, kommer i aktion. Batteriet er en levedygtig energikilde, men det producerer stråling, så det er bedre kun at bruge det, når det er nødvendigt. En del af den smeltede is kan underkastes elektrolyse, og vi kan få en anden energikilde, nemlig brint, som bruges som brændstof til maskiner. Vi anslår, at strømforbruget vil være ca. 220 kW/h, og på grund af placeringen i et område med konstant sollys har vi brug for en mindre mængde batterier (ca. 30 kubikmeter lithium-ion-batterier, som burde holde i mindst tre dage), som kun skal bruges i nødsituationer.

4.2. Beskriv, hvor vandet skal komme fra. 
Vand er et uundværligt element, ikke kun på Månen, men også på Jorden, da det er et afgørende element for biologisk liv. Vores base er ikke tilfældigt placeret på en af Månens poler, idet tidligere udforskninger har vist, at der findes store mængder frosset vand i jorden. Isen skal opgraves, smeltes, bundfældes, filtreres og behandles kemisk i et særligt anlæg uden for lejren, så astronauterne kan bruge det ikke kun til drikkevand, men også til den daglige hygiejne (vask, brusebad, toilet). Små mængder vand kan udvindes fra menneskers sved og urin. Brugt vand kan genbruges, filtreres og genbruges til brug for både mennesker og planter.

4.3. Beskriv, hvad der vil være fødekilden. 
En af fødevarekilderne vil være den mad, der er bragt fra Jorden, til de tidlige faser af bosættelsen i månelejren. Den vil bestå af dåsemad og dehydreret mad. En anden fødevarekilde vil være det drivhus, der bygges på månelejren, så snart den begynder at producere varer. Drivhuset er designet til at dyrke alle slags planter under de rette betingelser. Et modul i lejren er dedikeret til drivhuset. Det er bygget på tre niveauer, der er forbundet med vandrør. Rørene er støtte til dyrkning af planter, der kun kræver vand med næringsstoffer (salat, aromatiske urter). På niveauernes platforme vokser planter, der også har brug for jord (tomater, kartofler, rødbeder). Det mellemliggende niveau vil også omfatte en tank til dyrkning af spirulina (som en værdifuld næringsstofkilde).

5.1. Hvad kunne du tænke dig at undersøge på Månen? 
Som forventet er vi meget nysgerrige på Månens hemmeligheder. Derfor har vi planlagt en række forslag til eksperimenter, som skal udføres af det astronauthold, der skal bo på månen. I den indledende periode, indtil basen er bygget, kan der udføres eksperimenter med vand for at identificere dets egenskaber og kontrollere, om det er drikkeligt. Der kan foretages analyser af regolit, der er indsamlet fra forskellige områder, for at kontrollere dets egenskaber som byggemateriale. Senere kan der foretages udforskninger for at finde områder, hvor der kan udvindes metaller eller andre værdifulde mineraler til støtte for konstruktioner på Månen. Når basen er bygget, vil der blive lagt særlig vægt på planternes vækst for at studere deres adfærd og udvikling under rumbetingelser, fra frø til modenhed og høst. Vi er interesserede i, hvordan planter vokser i kunstigt lys, fodret med næringsstoffer og genbrugsvand uden eller med en lille mængde jord. I drivhusets design anvendes platforme til at dyrke planter i en lille mængde jord, der er fremstillet ved kompostering af menneskeligt affald. Der er også placeret en særlig tank til dyrkning af spirulina. Der anvendes særlige ophængte potter, der er forbundet med vandrørene, til at dyrke planter direkte i næringsvand. Andre aspekter, der skal tages i betragtning, vedrører affaldshåndtering og omdannelse af affaldet til næringsstoffer eller materialer, der kan genbruges. Et andet vigtigt aspekt er den energi, der produceres for at opretholde livet i lejren. Solpanelsystemer skal overvåges nøje. Mængden af produceret energi skal undersøges for at kunne lagre denne energi korrekt til senere brug. Alternative energikilder skal identificeres og undersøges. Observationen skal orienteres mod meteoritfaldet og mod miljøforholdene på månen, herunder strålingen. Dette vil bidrage til at forbedre udformningen af lejren og til at identificere de mest hensigtsmæssige materialer, der skal anvendes, for at sikre maksimal beskyttelse af astronauternes, planternes og udstyrets integritet. Naturligvis skal der også foretages undersøgelser af de mennesker, der skal bo i månelejren. Astronauternes adfærd skal analyseres i tilfælde af længere tids ophold på Månen. Der skal tages hensyn til både fysiske og mentale aspekter. Der kan opstilles et net af rovere, som kan dække store områder i nærheden af lejren for at studere miljøet.

Projekterne oprettes af holdene, og de tager det fulde ansvar for det fælles indhold.