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: I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRID)    Spanje 16, 15

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Ons Maankamp is een uitbreidbare basis, ontworpen om te worden uitgebreid als de bemanning toeneemt of de ecosystemen in de kas groeien. 

Water is de kritische hulpbron voor onze menselijke habitat, dus wordt het kamp gevestigd naast een kleine krater waar waterijs voorkomt door permanente schaduwzones binnenin. In deze donkere zones zal waterijs worden gewonnen en door middel van een gecontroleerd sublimatieproces in vloeistof worden omgezet.

De nederzetting is verdeeld in verschillende modules, elk met zijn eigen doel, ontwerp en materialen, deze ontwerpen zijn gebaseerd op drie verschillende structuren:

Ten eerste, een opvouwbare structuur voor de kas, die het mogelijk maakt de afmetingen ervan mechanisch te veranderen om ecosystemen van verschillende grootte te herbergen.

Ten tweede, opblaasbare habitats voor de woonverblijven, het magazijn, de eetzaal of de fitnessruimte die ter plaatse kunnen worden opgeblazen om het volume ervan aan de bemanning aan te passen.

Ten derde, stijve structuren voor de energiemodule, het shuttleplatform of de zuurstoftanks.

Wij beschouwen de kas als de kerneenheid, een opvouwbare structuur met drie koepels in het centrum, met drie verschillende omgevingen die zuurstof en kooldioxide leveren via fotosynthese van planten, voedsel via aquaponics en globale temperatuurregeling. Deze kernunit verbindt de andere modules met elkaar door middel van opvouwbare doorgangen.

De energie wordt verkregen via zonnepanelen die over een groot oppervlak van de camping zijn verspreid; de ruimte die voor dit doel is gereserveerd is vrij groot vanwege de grote invalshoek van de zonnestralen met het oppervlak, zodat de zonnestralen weinig energie opleveren en er veel panelen nodig zijn om een redelijke hoeveelheid energie te produceren.

Een recycling module helpt astronauten om water en stikstof uit hun urine en uitwerpselen te halen.

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Ons maankamp is gevestigd in het noorden van de Ibn Bajja-krater, ongeveer 200 km van de zuidpool, waar de temperaturen niet zo extreem zijn door de grotere invalshoek van de zonnestralen.

De heuvelrug van Ibn Bajja is bijna constant verlichteen voordeel om de basis te verlichten en zonnepanelen te plaatsen om de apparatuur aan te drijven. Op dezelfde manier concentreert het waterijs zich op permanent beschaduwde plekken op de bodem van de krater.

De kratergrootte, ongeveer 2000 m diep, is voldoende om waterijs uit schaduwrijke gebieden binnenin te halen en het om te zetten in vloeibaar water door gecontroleerde sublimatie met behulp van pijpleidingen. Na de extractie wordt een elektrolyseproces uitgevoerd om zuurstof voor de ademhaling en waterstof als brandstof voor de shuttle te verkrijgen.

Op de kraterrand, 450 m hoog, is de communicatie met de aarde voldoende, er is geen extra satelliet nodig zoals aan de donkere kant van de maan.

 

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

Om het kamp op te bouwen, sturen wij modulaire onderdelen die ter plaatse in elkaar worden gezet en opgeblazen, waarbij de verschillende structuren worden opgebouwd.

We moeten zo weinig mogelijk ruimte gebruiken, om energie te besparen voor het koelen van ruimtes en om efficiënte drukkend .

Aan de kerneenheid zijn via flexibele doorgangen stijve structuren verbonden, zoals de oorlogshuismodule, de shuttle-lanceerder of de energiecentrale. Alle andere modules zoals de woonruimte, de sportzaal en de communicatieruimte zijn opblaasbare habitats.

Deze habitats worden naar buiten toe uitgebreid, waardoor alleen de nodige ruimte voor de bemanning ontstaat en de astronauten en instrumenten binnenin worden ondergebracht. De vorm van deze modules is cilindrisch als gevolg van het verschil in druk tussen het vacuüm buiten en de druk binnen.

Het materiaal voor deze opblaasbare structuren zijn verweven lagen kevlar en mylar.

De kas is gebouwd met het expanderende geodetische koepelsysteem van Hoberman, zodat de structuur uitzet naarmate de ecosystemen binnenin groeien. Deze kern is ontworpen als een drievoudige koepelmodule die het Double Bubble Theorem toepast om met het minste materiaal de maximale ruimte te bedekken.

Voor de bekleding van de buitenkant van de kern gebruiken wij pneumatische panelen van ETFE (Ethyleen tetrafluorethyleen) transparant en gevuld met water. De zwaartekracht op de maan is een zesde van die op aarde, dus het gewicht is geen kritiek probleem voor de stabiliteit van de structuur.  

Deze kern wordt beschermd door een dubbele grafeenlaag, waardoor de structuur weerstand krijgt. 

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

De belangrijkste bedreigingen zijn de extreme temperaturen, de straling uit de ruimte en de mogelijkheid om door een micrometeoriet te worden getroffen.

Het gebied waar het kamp wordt gevestigd kent geen drastische temperatuurschommelingen, maar voor het geval dat, kunnen wij de temperatuur in de vouwhabitats wijzigen door hun volume te veranderen, aangezien de druk binnenin constant is en de thermische energie over het hele kamp wordt verdeeld.

Om de buitenkant van de kern te bedekken gebruiken wij een dubbele dunne laag grafeen om de afdekkende pneumatische panelen van ETFE (Ethyleen tetrafluorethyleen) gevuld met water. Dit water absorbeert kosmische straling en de dubbele grafeenlaag beschermt de structuur tegen schokken. De materialen die voor de opblaasbare modules worden gebruikt, kevlar en mylar, voorkomen dat straling de bemanning treft.

De lagen van de opblaasbare habitats zijn gemaakt van resistente materialen zoals kevlar en mylar, zodat de verschillende opblaasbare modules van het kamp beschermd zijn tegen straling en micrometeorieten.

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

Zoals reeds vermeld, hebben wij besloten het waterijs van de bodem in de krater te halen met behulp van een pijpleiding die een gecontroleerd sublimatieproces uitvoert.
Als gevolg van de nuldruk bestaat water alleen in ijs- of dampvorm. Het waterijs in de krater is ongeveer -240 ºC, maar wanneer de temperatuur stijgt tot -70 ºC sublimeert het water in dampvorm.
Wij lanceren een kleine pijpleiding naar de bodem van de krater, verhitten het uiterste dat in contact komt met het ijs met een kleine verwarmer in de pijpleiding, waardoor de plaatselijke temperatuur van het ijs stijgt tot -70 ºC, waardoor de sublimatie plaatsvindt en de damp in de krater wordt opgevangen.
Als het water eenmaal op is, wordt het verdeeld naar gelang van het gebruik, afhankelijk van de vraag of het naar de kas, naar de huizen of naar een andere module van het kamp gaat.
In het Maankamp kan ook water worden verkregen uit de recyclagemodule waar urine en uitwerpselen van de bemanning worden gerecycleerd.

Zoals gezegd zal er een kasmodule worden gebouwd om voedsel te verbouwen voor de bewoners van de basis. Het idee is om de gewassen te verdelen over de verschillende secties in de kas, afhankelijk van het water dat zij nodig hebben voor hun groei.
We zullen een aquaponics uniti gebruiken om kruiden en groenten te kweken en vissen te kweken met behulp van, eveneens, hydrocultuur.

Als hernieuwbare energiebron hebben wij het zonlicht, dat wij verkrijgen dankzij de zonnepanelen die wij in de buurt van het kamp zullen plaatsen, om het van energie te voorzien.
Wij hebben elektriciteitsgeneratoren die de watersublimatie gebruiken om een turbine te laten draaien voor het opwekken van elektriciteit, deze energie wordt gebruikt en opgeslagen in batterijen.
Voor de periodes waarin de zonnestralen het maanoppervlak niet bereiken, bijvoorbeeld bij een zonsverduistering op de maan, gebruiken we de energie die in batterijen is opgeslagen.

Een bepaald percentage van het water van het kamp zal bestemd zijn voor de energiecentrale, waar het zal worden behandeld en via een elektrolyseproces zal worden omgezet om het kamp van zuurstof te voorzien.
De lucht in de atmosfeer van de aarde bestaat voor ongeveer 75 procent uit stikstof en voor 20 procent uit zuurstof.
Ecosystemen in de kas zullen zuurstof en kooldioxide produceren, de stikstof zal worden verkregen uit het recyclen van de urine en de uitwerpselen in de recyclagemodule.

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

Het hoofddoel van ons project is het bouwen van een maankamp dat moet dienen als een buitenpost voor wetenschappelijke ontwikkeling en verkenning, waar de bemanning kan verkennen en onderzoeken vanuit een veilige plaats die hen voorziet van alles wat zij nodig hebben.

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

Organisatie is van fundamenteel belang om de bemanning in leven te houden, dus moeten de controletaken worden georganiseerd om veilig te blijven. 

Ten eerste is het noodzakelijk de druk in de habitats te controleren; als er drukverlies optreedt doordat er lucht uit de habitats komt, kunnen mensen binnen enkele minuten sterven.

Een ander belangrijk proces om te verzorgen is elektrolyse, omdat dit proces zuurstof genereert als aanvulling op de zuurstof die afkomstig is van de planten in de kas.

Wat energie betreft, hoewel we gedurende een korte periode batterijen kunnen gebruiken, zijn zonnepanelen belangrijk om energie op te wekken om apparatuur aan te drijven en de drukpompen draaiende te houden.

De bemanning zal worden verdeeld in ploegen om alle voorgaande aspecten te controleren, er zal een nachtploeg moeten zijn zodat iemand wakker is voor het geval er een storing of een probleem in het systeem is en het moet worden gerepareerd.

Dan is er de dagdienst waarin iedereen een andere taak heeft in verschillende delen van het kamp.

Elke ploeg krijgt pauzes om te eten en in de gemeenschappelijke ruimten met andere kampbewoners om te gaan, zich te ontspannen of bijvoorbeeld gebruik te maken van de fitnessruimte, zonder de slaapuren te vergeten.



← Alle projecten