maan_kamp

Moon Camp Pioneers Galerij 2020-2021

In Moon Camp Pioneers heeft elk team de opdracht om een compleet Maankamp in 3D te ontwerpen met behulp van Fusion 360. Ze moeten ook uitleggen hoe ze lokale middelen zullen gebruiken, astronauten zullen beschermen tegen het gevaar van de ruimte en de woon- en werkfaciliteiten beschrijven.

Team: Ruimte Bijenkorf

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Polen 16, 15

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Onze basis is de basis van een echte zelfvoorzienende kolonie op de maan. Bij het ontwerp hebben we ons gericht op de grootst mogelijke zelfvoorziening en functionaliteit van elk element, zonder het belangrijkste uit het oog te verliezen, namelijk het comfort van de astronauten die erin verblijven. Toevoegingen, zoals een kunstmatig gecontroleerde dag- en nachtcyclus of de aanwezigheid van planten in de kamers, moeten stress bij de astronauten verminderen en zorgen voor hun mentale gezondheid. De basis is ontworpen voor minimaal 4 personen, maar met een groter aantal kan de verdeling in vierpersoons woonmodules bijdragen aan de ontwikkeling van een gevoel van kleine gemeenschappen, wat het werk en de taakverdeling zal vergemakkelijken. Zowel de locatie als de uitrusting van de basis maken het mogelijk om talrijke experimenten uit te voeren en de ruimte efficiënt verder uit te breiden.

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

We hebben besloten om onze maanbasis te bouwen op de zuidpool van de maan, op de rand van de Shackleton krater. Volgens onze beste kennis bevinden zich daar waterijs en andere vluchtige stoffen. De mogelijke aanwezigheid van water zou het probleem van het verkrijgen ervan oplossen en zou geen dure levering vanaf de aarde vereisen. Het plaatsen van onze basis op de rand zou ook het probleem om de basis van elektriciteit te voorzien enorm vereenvoudigen. Aan de rand van de krater komt zonne-energie bijna continu binnen, dus er zou een mogelijkheid zijn om zonne-energie vrijwel continu om te zetten in elektrische energie met behulp van zonnepanelen. Het betekent ook dat er minder temperatuurvariatie zal zijn, wat gevaarlijk zou kunnen zijn voor onderdelen die gevoelig zijn voor thermische uitzetting. Volgens topografische kaarten van het gebied heeft het een helling van ongeveer 6-7 graden, wat wordt weerspiegeld in ons model.

Hoe ben je van plan je Maankamp te bouwen? Beschrijf de technieken en materialen die je zou gebruiken.

Eerst wordt een verkenningsrover ingezet. Zodra deze een geschikte locatie heeft gevonden, zal hij een vlak gebied voorbereiden waarop het werkplaatspaneel met de rovers, zonnepanelen en 3D-printers zal landen. De rovers zouden autonoom zijn, maar de communicatievertraging tussen de aarde en de maan is kort genoeg voor een mens om een rover effectief te besturen in geval van een probleem. In eerste instantie zal de Werkplaats dienen als uitvalsbasis, uitgerust worden met batterijen en in staat zijn om reserveonderdelen voor de robots te produceren. We zijn van plan om het dak, de muren en het meeste meubilair van de basis te 3D-printen met behulp van maanbeton, waarvan maanregoliet het hoofdbestanddeel is, een grondstof die overvloedig aanwezig is op het maanoppervlak. De basis zal bestaan uit zeshoekige kamers om de efficiëntie van het materiaalgebruik te maximaliseren en gemakkelijk uit te kunnen breiden. De binnenkant van de kamers wordt bekleed met een laag synthetisch rubber, waardoor ze gevuld kunnen worden met een atmosfeer. De druk van de lucht binnenin zou voldoende zijn om het gewicht van een ~4 meter dik stralingsschild van regolith te dragen. Om de hoeveelheid stof te minimaliseren die de inwoners mee naar binnen zouden kunnen nemen, zouden de ruimtepakken nooit direct de basis ingaan, maar zou de bemanning ze kunnen betreden via luiken aan de achterkant. Nadat het printproces is voltooid, kan andere benodigde uitrusting samen met de arriverende astronauten van de aarde worden meegenomen en op het maanoppervlak worden opgesteld.

De omgeving op de maan is erg gevaarlijk voor de astronauten. Leg uit hoe jullie Maankamp hen zal beschermen.

De omgeving op de maan is erg gevaarlijk, dus een van onze prioriteiten is om de veiligheid van de astronauten op de basis te garanderen. Een van de grootste gevaren voor de mensen op de maan is de kosmische straling, die tot 200 keer sterker is dan op aarde. Het is echter bewezen dat er lagere stralingsniveaus zijn in de buurt van grote kraters, dus de locatie van onze basis in Shackleton Crater zal dit probleem gedeeltelijk oplossen. Extra bescherming wordt ook geboden door de wanden van de basis, die ongeveer 4 meter dik zijn en gemaakt zijn van maanaarde. Deze muren zullen ook bescherming bieden tegen micrometeorieten en de extreem lage temperaturen op de maan.

Leg uit hoe je Maankamp de astronauten zal voorzien van:
Water
Voedsel
Elektriciteit
Air

Als basis heeft het ISS een watertank van 2000 liter voor een bemanning van zes personen. Onze basis zal echter ook water gebruiken voor het kweken van planten, dieren en microben en voor waterelektrolyse. Om aan deze vraag te voldoen zal onze basis een maximale wateropslagcapaciteit van ongeveer 30 000 liter hebben - dit zal ook verdere uitbreiding van de basis vergemakkelijken. Astronauten zullen wat water meenemen, maar het meeste water zal door rovers worden gehaald uit nabijgelegen vluchtige afzettingen in de Shackleton krater. Uitgeademd water wordt opgevangen door de luchtbehandelingseenheid en teruggevoerd in de watervoorraad. Urine wordt gefilterd en teruggevoerd naar de tanks. Al het bioafval wordt gerecycled voor gebruik als meststof voor planten en waar mogelijk als voedsel voor dieren of microben.

Hydrocultuur zal een sleutelrol spelen bij het verkrijgen van voedsel op het station. De hydrocultuurtuinen gebruiken LED's met geselecteerde lichtgolflengten (voornamelijk rood) om energieverspilling te minimaliseren. Elke persoon die naar de maan gaat, krijgt een vooraf bepaald, individueel dieet dat voorziet in zijn totale caloriebehoefte en in macro- en micro-elementen. Op basis van deze gegevens is het mogelijk om de verhoudingen van gekweekte planten van tevoren te plannen. Daarnaast zijn we van plan om eiwitten aan te schaffen in de vorm van zogenaamd "kweekvlees". Deze technologie wordt steeds geavanceerder, dus we willen het graag gebruiken in onze basis. In eerste instantie zou de voorraad stamcellen van de aarde komen, maar na verloop van tijd, wanneer het fokken van dieren in de basis onder de knie is, zouden de cellen rechtstreeks van hen worden genomen. Door astronauten toegang te geven tot gezonde maaltijden die zoveel mogelijk lijken op de maaltijden op aarde, zorgen we voor zowel hun fysieke als mentale gezondheid.

Omdat onze basis zich op het deel van Shackletons rand bevindt dat een "piek van eeuwig licht" is, zal ze bijna continu zonnestraling ontvangen. Daardoor kan de basis het grootste deel van de tijd alleen op zonne-energie draaien. Energieopslag is echter cruciaal voor bewerkingen waarbij veel energie wordt verbruikt, zoals waterelektrolyse of in situ metaalraffinage, en er zijn nog steeds nachten die tot zeven aarddagen kunnen duren. Om deze problemen aan te pakken zal de basis een aantal oplossingen voor energieopslag bezitten. In eerste instantie zal het gebruik maken van lichte lithium-ion batterijen en zonnepanelen die vanaf de aarde worden verscheept, later uit te breiden met zonnepanelen en vloeibaar metalen batterijen die ter plaatse worden gebouwd. Als het bouwen van batterijen niet haalbaar blijkt, kan de basis worden uitgerust met grote vliegwielen gemaakt van samengeperst regolith, opgehangen via spingestabiliseerde maglev (het gebrek aan atmosfeer en de lage zwaartekracht maken ze veel gemakkelijker te bedienen dan op aarde).

Zuurstof is afkomstig van een aantal processen. Het zal een product zijn van fotosynthese in de hydrocultuurtuinen en een bijproduct van metaaloxideraffinage via elektrolyse. Het kan ook worden verkregen uit waterelektrolyse, maar zonder oxidatiemiddel zou de geproduceerde waterstof nutteloos zijn als brandstof. Omdat koolstof een beperkte bron is op de Maan, zullen we proberen zoveel mogelijk CO2 te recyclen via fotosynthese. Inerte gassen, zoals stikstof en argon, ondergaan geen reacties en kunnen dus onbeperkt worden gebruikt, op voorwaarde dat er geen lekken ontstaan. Waterdamp die vrijkomt bij het ademen zal worden opgevangen en opnieuw in de watervoorraad worden opgenomen.
In geval van nood kunnen zuurstofkaarsen worden gebruikt om een snelle en betrouwbare bron van ademlucht te bieden.

Leg uit wat het hoofddoel van je Maankamp zou zijn (bijvoorbeeld: commerciële, wetenschappelijke en/of toeristische doeleinden).

De eerste groepen astronauten die naar onze basis worden gestuurd, zullen proberen vertrouwd te raken met de omgeving op de maan en de meest noodzakelijke wetenschappelijke experimenten uitvoeren. Een belangrijke rol in het onderzoek zal het bestuderen van de reactie van mensen en dieren op een langdurig verblijf op de maan zijn, evenals het verbeteren van landbouwtechnologie, telecommunicatie en energieproductie, die later op aarde kunnen worden gebruikt. De basis zal hopelijk ook dienen als een interplanetair knooppunt, dat schepen die naar Mars gaan kan voorzien van voedsel en brandstof. In de toekomst zou het een bron kunnen zijn van goedkoper materiaal voor het bouwen van grote ruimte-installaties en schepen vanwege de lagere zwaartekracht. De flexibiliteit van onze basis biedt ook de mogelijkheid om de basis uit te breiden en af te wijken van de oorspronkelijke doelen, door ons te richten op meer commerciële mogelijkheden, toerisme of de ontwikkeling van grote kolonies.

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

Bij het ontwerpen van onze ruimtebasis ontdekten we dat het meest efficiënte werksysteem zou zijn om het dagschema van elke astronaut te personaliseren. Dit zal het uitvoeren van gespecialiseerde taken vergemakkelijken en ervoor zorgen dat minstens 2 mensen wakker blijven, zelfs in het geval van een kleine bemanning. De plannen voor elke dag zullen in eerste instantie worden verzonden vanuit het controlecentrum op aarde en naarmate de basis zich ontwikkelt, zullen individuele bemanningsleden verantwoordelijk zijn voor het maken ervan voor de rest van de groep.

Aan het begin van de dag, nadat ze zich hebben klaargemaakt voor het werk, gaan de astronauten de laatste informatie bekijken op de monitor, die hen tegelijkertijd informeert over hun huidige taken, afgestemd op hun specialiteit. Sommigen zullen onderzoek doen, experimenten uitvoeren en in het laboratorium werken, anderen zullen zich bezighouden met het verzorgen van dieren en het kweken van planten, terwijl weer anderen het werk van de modules van de basis zullen controleren, huidige schade repareren en de technische staat van de rovers onderhouden.

Nadat ze hun schema's hebben doorgenomen, gaan de astronauten naar de gemeenschapsruimte om een persoonlijk ontbijt te eten, net als alle andere maaltijden.

De astronauten voeren vervolgens de hun toegewezen taken uit. Na het voltooien van hun eerste taken gaan de astronauten naar een fitnessruimte die verbonden is met de medische ruimte en daar krijgen ze hun persoonlijke trainingsplan voor de huidige dag te horen. Na hun training gaan de astronauten weer naar de gemeenschappelijke ruimte voor hun tweede maaltijd. Het is erg belangrijk om de dag zo te plannen dat de maaltijden van de astronauten elkaar zoveel mogelijk overlappen, natuurlijk zullen sommigen lunchen en anderen dineren. Het doel is echter om menselijk contact te garanderen en een gemeenschapsgevoel onder de astronauten op te bouwen.

Na de lunch hebben de astronauten vrije tijd, als de huidige situatie dat toelaat. Ze kunnen zichzelf vermaken met videospelletjes, virtual reality, boeken of muziek. Ze kunnen ook hun familie bellen of wat tijd doorbrengen met andere astronauten of dieren. Daarna gaan ze terug naar hun taken voor een bepaalde tijd tot de avond. Aan het einde van de dag gaan ze eten en naar hun slaapkamers. Zo ziet een gemiddelde, rustige dag op onze maanbasis eruit.



← Alle projecten