Team: Lunar Base Design from Thessaloniki

Kategori: 2. plads - ESA's medlemsstater 2. plads - ESA's medlemsstater Kordelio, Thessaloniki - Grækenland | Kordelio, Thessaloniki - Grækenland | Kordelio, Thessaloniki - Grækenland  2. Højskole Kordelio

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. 
Tæt på Månens poler, nærmere bestemt på den nordlige kant af Peary-krateret. Grunden til, at vi valgte dette sted, er, at det er i næsten konstant sollys, samtidig med at det er tæt på en potentiel vandkilde. Områder med konstant sollys ville give vigtig solenergi til en eventuel fremtidig bebyggelse på Månen. Desuden kunne det nærliggende vand bruges enten til at drikke eller til fremstilling af raketbrændstof. Desuden svinger temperaturerne ikke mellem brændende varme og ufattelig kulde.

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

2.2.b. Forklar dit valg til spørgsmål 2.2..
Under jorden. Fordi vi har brug for afskærmning fra solens skadelige stråling og solvinde, er vi nødt til at beskytte vores base mod de minimeteorer, der falder ned over hele månen, og forblive omkostnings- og vægteffektive.

3.1. Hvor stor skal din Moon Camp være? 
Højeste til laveste punkt har en forskel på 14.786 meter. Hovedstrukturen måler nøjagtigt 21,886 meter i y-z-aksen og 22,927 meter i y-x-aksen. Hele arkitekturen kan let indpasses i et område med et volumen på 7590 m^3 og vil kræve et underjordisk rum på ca. 17,392 meter i længden. Den kugleformede indgang, som også har en beskyttende funktion for astronauterne, har en diameter på 7,40 meter. Mens luftslusekorridorerne er ca. 4,654 meter lange hver. "Det grønne hus" eller ellers fødevarekammeret er 6,135 meter højt og danner et elliptisk tag. Hvert rum i det indvendige design er ca. 4×4×2,20 i dimensioner. Badeværelserne er mindre i størrelse: ca. 1,5×1,5×2,20 i dimensioner.

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.
Vi mener, at 4 astronauter er nok til at udføre de givne opgaver, som f.eks. det daglige arbejde og eksperimenter. Mens det ville være vanskeligt for 5 eller flere personer at kommunikere og forstå hinanden. Desuden betyder flere mennesker, at der er behov for mere mad, mere ilt, mere energi og naturligvis mere plads. På den anden side mangler 2 eller færre personer særlige færdigheder og viden, som en gruppe på 4 personer ville kunne håndtere perfekt.

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

3.3.b. Forklar dit valg til spørgsmål 3.3.
I vores månemission vil vi helt sikkert bruge månens is som vandkilde. Vi vil ikke kun genbruge de allerede eksisterende vandforsyninger fra Jorden, men vi vil også høste isen fra polerne, da der er masser af vand gemt derinde. For det andet kan regolit blive byggestenene i månelagermissionen, da det er muligt at 3d-printe hele basen med en stor 3d-printer. Desuden kunne solen være den største energikilde, da den næsten altid er synlig på polernes himmel. Det giver os den elektricitet, der er nødvendig for at vores robotter, køretøjer og varmesystem kan fungere. Desuden bør Helium-3 undersøges med henblik på fremtidige missioner, da det er en god kilde til kernekraft. Endelig vil vi bruge ethvert andet element på månens overflade til eksperimenter.

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. 
Vi sender et rumskib med robotter og industrimaskiner til at grave området (f.eks. en boremaskine) for at bygge den underjordiske del af vores månelejr inde i det hul, de skaber. Derefter vil vi bruge store 3d-printere til at bygge væggene i månebasen fra bund til top. Den allerede udgravede regolit vil være 3d-printmaterialet, fordi det vil koste mange penge og tid at hente materialer fra jorden i store mængder. Vi vil naturligvis få brug for nogle materialer fra jorden som aluminium, teflon og titanium for at kunne bygge et strålingsbeskyttende skjold omkring indgangen. Et par ture fra Jorden vil være nok til at bringe alle de nødvendige materialer med. Drivhusets yderside vil være lavet af forstærket (om end gennemsigtigt) glas. Vores design har nogle unikke funktioner som f.eks. en luftkonditioneringsspiral, der vil hjælpe ilten med at sprede sig rundt i rummene. Ilten kan produceres inde i drivhuset og spredes mellem rummene gennem rør, og den del af designet, der ligger over overfladen, har en halvkugleform, fordi kanter ville give problemer med det indre og ydre atmosfæriske tryk. Konstruktionen indeholder også en lille "garage" til køretøjer og en 5 meter lang lazertransmissionsanordning, der skal hjælpe astronauterne med at kommunikere med jorden ved virkelig høje hastigheder. Alle ting er designet i deres oprindelige højde, længde, bredde osv. To komponenter, der er værd at nævne, er køretøjet og luftkonditioneringsspiralen (a.c.h.). Astronauterne har brug for et transportmiddel på månen, så vi har designet et månekøretøj med et fungerende mekanisk rat. Den anden (a.c.h.) har en fungerende kegle-gear-mekanisme, som er absolut værd at se.

3.5. Beskriv og forklar hvordan indgangen til din Moon Camp er udformet.
Indgangen til vores månebase er omhyggeligt udvalgt til at have en rund form, så der ikke er nogen kant, der kan skabe problemer med hensyn til det indre og ydre atmosfæriske tryk. Indgangen er som en korridor med to døre. Indgangen er udformet som en luftsluse, så luften bliver fanget indeni og aldrig kommer ud i det indre. Det garanterer, at den dyrebare ilt ikke kommer ind i astronauternes opholdsrum.

3.6. Forklar, hvordan månelejren beskytter astronauterne.
Arbejds- og opholdsstederne vil være under jorden, så den farlige solstråling ikke når frem til astronauternes hud.Desuden vil den halvkugleformede indgang indeholde lag af teflon og aluminium, fordi det er elementer, der ikke tillader skadelig stråling at passere igennem.Desuden vil meteoritter ikke kunne ødelægge den forstærkede øverste del af basen, så astronauterne vil være sikre indeni.

3.7. Beskriv placering og indretning af sove- og arbejdsområder. 
Sove- og arbejdsområderne er placeret nederst i designet, fordi solens stråler ikke når derned. Soveværelset ligger ved siden af mødelokalet, laboratoriet og gymnastiksalen, mens laboratoriet og computerrummet ligger på den anden side af konstruktionen. Soveværelset indeholder 4 senge og en airconditionspiral. Mødelokalet indeholder stole, et bord og en storskærm. gymnastiksalen indeholder mange forskellige faciliteter såsom cykler, vægte og gymnastikbaner. I denne del af indretningen er der også et toilet og et brusebad, og hvert rum har sit eget LED-lys. På den anden side af den underjordiske del (computerrum, laboratorium) er der 4 computere i det ene rum og 2 3d-printere i det andet. Desuden finder du nogle flasker til forsøgsformål i nærheden af printerne. Der er også et toilet. Endelig er der igen nogle led-lamper og airconditionspiraler.

4.1. Beskriv, hvad der skal være strømkilden til beskyttelsesrummet. 
Den energikilde, vi vil bruge, er solenergi - det siger sig selv, og det er en af hovedårsagerne til, at vi har valgt placeringen af vores shelter. Det er overkommeligt, pålideligt og let at opnå. Men vi er ambitiøse med hensyn til fremtiden, og afhængig af status for kernefusion på det tidspunkt kunne vi også forsøge at udnytte den rigelige mængde Helium-3 på månen med senere missioner. (Solpanelerne vil følge solens bevægelser, og vi vil have brændselsceller til at lagre energi til brug under måneformørkelser).

4.2. Beskriv, hvor vandet skal komme fra.
Vi har valgt at placere vores base i nærheden af en vandkilde nær månens poler. Vi vil bruge opvarmede boremaskiner til at bryde den frosne jord og hente vand derfra, og når vi starter vores mission, vil vi også bringe noget vand med fra jorden, og vi vil bruge et vandgenvindingssystem svarende til ISS, så der vil næsten intet gå til spilde.

4.3. Beskriv, hvad der vil være fødekilden.
Vi vil dyrke vores egne fødevarer i månens drivhuse. Vi vil vælge en afbalanceret kost bestående af meget næringsrige planter med alle de næringsstoffer, vi har brug for for at overleve. På første etage af vores drivhus kan vi have almindelige grøntsager, der vokser på jord, der er hentet fra Jorden. På anden etage kan vi anvende aeroponics eller akvatisk dyrkning, da det ikke koster så meget.

5.1. Hvad kunne du tænke dig at undersøge på Månen? 
Jordens overflade bevarer en lillebitte mængde information om dens fjerne fortid.Konstant tektonisk aktivitet har genbrugt jordskorpen og flyttet landmasser. Alvorlige vejrforhold som oversvømmelser, isstorme osv. har gennem milliarder af år fjernet overfladens træk. Men der er et sted, vi kan tage hen for at lære mere om vores egen planets fortid: Månen! Ved at studere den kemiske sammensætning af sten og jordbund på vores naturlige satellit kan vi lære mere om Jordens egen geologiske barndom - herunder om livets opståen. Hvert år fjerner månen sig ifølge målinger ca. 1,5 tommer fra Jorden. Det betyder, at månens indvirkning på vores planet på et tidspunkt vil være meget anderledes end nu, hvilket kræver yderligere undersøgelser for at sikre, at disse ændringer ikke er skadelige for os selv eller planeten. Et andet vigtigt fænomen, som det er vigtigt at studere på månen, er månens virkning på Jordens tidevand. Den største forskel mellem høj- og lavvande er omkring nymåne og fuldmåne. Under disse månefaser falder soltidevandet sammen med månetidevandet, fordi solen og månen er på linje med Jorden, og deres tyngdekræfter kombineres for at trække havets vand i samme retning. Dette er naturligvis vigtigt for os, for når tidevandet er lavt, vil fiskeriet være dårligt i det pågældende område. Hvis vi kan forudsige, hvornår tidevandet vil ændre sig, kan vi videregive disse oplysninger til fiskerne, så de kan udføre deres arbejde effektivt. Desuden er oprettelsen af en koloni i et jordnært himmellegeme et ambitiøst mål for forskellige rumagenturer. Organiseringen af en sådan mission er kompleks, og en af de vigtigste udfordringer, der skal tages op, er den rette ernæring af de personer, der er involveret i missionen og kolonien. En løsning, der foreslås, er oprettelsen af et drivhus, som vil omfatte den rette teknologi til at dyrke grøntsager, der er vigtige for menneskers ernæring. Men for at kunne gennemføre et sådant projekt er vi nødt til at få flere oplysninger om Månen, f.eks. om dens temperatur, lysstyrke, tryk osv. Sammenfattende kan vi sige, at vi ved at studere Månen kan finde en masse oplysninger om de tidlige stadier af Jordens dannelse, dens indvirkning på vores planet og livet på Månen.