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: Donkere kant van de kaas

UTC Portsmouth  Portsmouth    Verenigd Koninkrijk 16

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Onze maanbasismissie wordt opgesplitst in 4 fasen:

In fase 0 wordt een klein team naar boven gestuurd om een geautomatiseerde laser-sintering 3D-printer op te zetten alvorens naar huis terug te keren, om stenen te produceren die nodig zijn voor de bouw van de basis en in een aparte missie om de kleine kernreactor op te zetten met een paar specialisten.

Fase 1 omvat 2 raketten, waarvan er 1 bouwmaterialen (geraamtes, tenten en luchtsluizen) omhoog stuurt en de andere de initiële bemanning meebrengt - met behulp van de gemakkelijk te bouwen geraamtes en geprinte stenen (die voortdurend tussen de missies door worden geproduceerd) kunnen zij de 3 initiële centrumkoepels bouwen. 

Fase 2 zal meer bouwmaterialen bevatten om 3 grotere buitenkoepels te produceren om de basis uit te breiden, ook middelen om de bemanning te onderhouden en voor onderzoek zoals - meer mensen zullen komen in de 3e en laatste raket van Fase 2 om de volledige bemanning te voltooien. 

In fase 3 wordt een aflossingsploeg naar boven gestuurd om de oorspronkelijke bemanning die in fase 1 naar boven ging te vervangen, alsmede alle apparatuur of materialen die door de bemanning worden gevraagd. 

Alle nuttige ladingen zullen worden afgeleverd door Arian 5-raketten, omdat deze een ideale capaciteit hebben en de functionaliteit van dubbele nuttige ladingen wanneer naast bemanningsleden ook uitrusting wordt verzonden.

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Onze maanbasis komt te liggen bij Stöfler, een krater in de zuidelijke hooglanden. De zuidkant heeft het grootste deel van de dag zonlicht, dit voorziet ons van stroom via de zonnepanelen en licht om de hele dag taken uit te voeren. Door de kraters in constante duisternis is er toegang tot maanijs, wat een belangrijke hulpbron is, vooral in de latere stadia van de werking van de basis (om raketbrandstof te maken). Aangezien het uiteindelijke doel van onze basis is een lanceerbasis voor raketten te worden, kunnen de raketten aan de zuidkant een katapult rond de aarde maken als ze op weg gaan naar het zonnestelsel. Dit geeft het vaartuig een grote snelheidsstoot zonder veel brandstof te gebruiken, wat de lanceringen nog efficiënter maakt.

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

Ons Maankamp zal modulair zijn, zodat nieuwe structuren gemakkelijk kunnen worden toegevoegd als de basis uitbreidt. Elke structuur bestaat uit 3 lagen (zie ons model met de sectie-analyse) en luchtsluizen voor in- en uitgangen. De binnenste laag zal bestaan uit PVC-gecoat polyester (geïnspireerd op bergtenten en luchtdichte kassen), omdat die gemakkelijk aan laag 2 kan worden vastgeklikt en volledig luchtdicht is - dus onder druk kan worden gezet en leefruimte kan worden voor de bemanning. De tweede laag wordt een metalen frame van driehoeken die een koepel vormen, aangezien bogen de sterkste vorm zijn en driehoeken stevig en gemakkelijk te bouwen zijn. Het metalen frame kan door bemanningsleden in ruimtepakken met de hand worden gemaakt van aluminium palen met een diameter van 50 mm. De derde en laatste laag wordt een stenen koepel van bakstenen die met maangrond worden gemaakt, gemakkelijk in elkaar te zetten zijn met in elkaar grijpende vormen en zichzelf ondersteunen buiten het metalen frame - ze zullen worden gemaakt door geautomatiseerde SLS Regolith printing robots die geprogrammeerd zijn om ze te maken terwijl ze na Fase 0 op de maan blijven zodat de bakstenen klaar zijn voor Fase 1. Na de eerste 4 fasen zullen er 6 koepels zijn met een diameter van 6 meter en 3 met een diameter van 12 meter. De kleine 6 zullen zijn voor: Een keuken, stroom en zuurstof controle, woonruimtes, gym, communicatie centrum en med bay. De grotere 3 worden elk in tweeën gedeeld door het polymeer (dus luchtdicht) met de helft voor algen en hydrocultuur en de andere 3 helften als werkplaats, laboratorium en opslagruimte.

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

De eerste prioriteit bij het ontwerp van de maanbasis is de veiligheid van de bemanning. De structuren van de basis zijn gemaakt van koepels die van nature het sterkst zijn om een lange levensduur te garanderen en de bemanningsleden te beschermen tegen eventuele asteroïdenregens of ruimtepuin. Het materiaal van de binnentent is sterk en gecoat polyester, zodat er geen scheuren of lekken ontstaan. Het stralingsniveau van de maan is ongeveer 200 keer zo hoog als dat van de aarde, omdat er geen atmosfeer is die CMBR tegenhoudt - daarom is de buitenste laag van de koepel zo dik (500 mm), omdat die de meeste straling absorbeert en de rest wordt tegengehouden door de tent (die reflecteert). Ten slotte is er het absolute gebrek aan storingen op één punt - alle koepels hebben meerdere toegangswegen, zonne-energie met nucleaire back-up, een zuurstofopwekkingssysteem en algen - geen enkele storing kan het systeem breken.

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

Het meeste water zal afkomstig zijn van het waterrecuperatiesysteem (WRS), dat zowel omgevingswater (condens en vocht) als urine opvangt. Water wordt ook gecreëerd in een Sabatier-systeem; de door de OGS (zie 2.4 D) geproduceerde waterstof wordt gecombineerd met kooldioxide om water (warmte en methaan) te produceren. Dit water kan nu voor allerlei doeleinden worden gebruikt. De warmte kan worden gebruikt om de basis te verwarmen en het opgeslagen methaan kan worden gebruikt als brandstof. Het andere water voor de algenvijvers, een verse voorraad water om in het systeem te mengen en later te gebruiken voor de productie van waterstof en zuurstof voor raketbrandstof, zal afkomstig zijn van de ijsafzettingen op de maan.

Tijdens de eerste fasen van de missie zullen de astronauten leven van rantsoenen die vanaf de aarde worden meegestuurd. Deze voorraden zullen worden aangevuld met de andere landingen die nodig zijn voor de missie. In de eerste fase zal een van de drie "Agro domes" op de maan worden gecreëerd. Deze herbergen onder meer hydrocultuurbaaien waarin het nodige voedsel voor de maanbasis kan worden gekweekt. In de volgende fasen zal de infrastructuur voor de andere twee baaien worden aangelegd. Een regelmatige aanvoer van rantsoenen van de aarde zal echter nog steeds nodig zijn, zowel om de veiligheid te waarborgen als om de mineralen en het zout van de astronauten aan te vullen. Met hydrocultuur kunnen de astronauten en de grondteams de groei van de gewassen bijna volledig controleren, de oogsten timen en voedingsstoffen voor een vruchtbare groei leveren. De geteelde gewassen zullen genetisch worden gemodificeerd om groter en sneller te groeien dan in de natuur voorkomende gewassen, waardoor de voedselproductie wordt gemaximaliseerd.

De meeste ruimteoperaties worden aangedreven door zonnepanelen, die zijn uitstekend. Ze zijn ook effectiever in de ruimte dan op aarde, omdat er geen atmosfeer is die de lichtintensiteit vermindert. Zodra onze maanbasis klaar is, zal zij gebruik maken van drie zonnepanelen naast een kleine kernreactor, een snelle-neutronenreactor (FNR), die een Na-K-C-koelmiddel gebruikt. Aangezien deze betrouwbaar functioneert (in de ruimte) wordt het risico van SCRAM (of meltdown) geëlimineerd. Hij biedt een extra beschermingslaag tegen stroomverlies in geval van een storing, bovenop de drie afzonderlijke zonnepanelen. en voorziet in de basisbehoefte aan energie. Hij wordt opgesteld in een nabijgelegen krater die bij een ongeluk als schild fungeert, maar ook de reactor in de schaduw houdt, wat de koeling bevordert. Tegen de tijd dat de FNR-reactor moet worden vervangen, kunnen opkomende technologieën zoals een kernbatterij-reactor-hybride nog doeltreffender zijn.

Het grootste deel van de lucht wordt gerecycleerd, met behulp van een zuurstofgeneratiesysteem (OGS). Dit systeem gebruikt elektrolyse om water te splitsen in zuurstof en waterstof. De geproduceerde waterstof wordt gebruikt in het WRS (zie 2.4 A). Dit systeem wordt gebruikt in het ISS en wordt al meer dan 50 jaar gebruikt in onderzeeërs. Het is dus beproefd, getest en alle grote gebreken die pas in de praktijk naar voren komen, zijn verholpen. Systemen kunnen nooit perfect zijn en er zal altijd lucht verloren gaan; het ISS vangt dit op door zuurstofleveringen vanaf de aarde. Wij zullen de zuurstof echter aanvullen met algentanks in de basis. Beide systemen werken samen om de bemanning voldoende lucht te geven. Bij een breuk in de basis kunnen de lekkende gebieden worden geïsoleerd omdat alle deuren luchtdicht zijn.

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

Het doel van onze missie is het opzetten van een zelfvoorzienende basis op de maan als voorwaarde voor een ruimtevaart tankstation. In de toekomst zullen we ernaar streven steeds verder in ons melkwegstelsel te reiken om nieuwe hemellichamen in het heelal te onderzoeken, te verkennen en mogelijk te bewonen. Tijdens ruimtereizen (bijvoorbeeld maan- en marslanceringen) wordt het grootste deel van de brandstof gebruikt om aan de aardatmosfeer te ontsnappen en dat verkleint het bereik van het ruimteschip aanzienlijk. Onze basis zal worden gebruikt om te stoppen en bij te tanken nadat we aan de aarde zijn ontsnapt, voordat we opnieuw lanceren en reizen naar waar het vaartuig ook gaat. Daarom is ons basisontwerp zeer modulair, zodat het kan worden uitgebreid tot een grotere haven met bijtankfaciliteiten na de eerste missie van 4 fasen.

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

Ons doel is dat een dag op de maan voor onze bemanning nauw aansluit bij een werkdag op aarde om de bemanning te helpen zich gemakkelijker en sneller aan de nieuwe omgeving aan te passen en het gevoel van abnormaliteit van hun aardse leven te verminderen. De dagen zullen beginnen met oefeningen in de fitnessruimte - die een loopband zal bevatten met een bungee harnas om de sterkere zwaartekracht te simuleren - gevolgd door een ontbijt om de mensen energie te geven voor de dag daarna zal de bemanning bijeenkomen voor een ochtendbriefing van de commandant en eventuele mededelingen van de bemanning of de missiecontrole. Daarna volgen de ochtendtaken van de bemanningsleden, afhankelijk van hun individuele rol. In de eerste fase van de missie zijn er 4 bemanningsleden: Een commandant die ook gespecialiseerd is in plantkunde, een medicus en 2 ingenieurs - bijvoorbeeld taken als het opzetten van nieuwe structuren voor de volgende fasen, onderhoud van de basis of apparatuur of toezicht op de hydrocultuur (in latere fasen). In fase 2 zal de bemanning worden aangevuld met een andere (meer gespecialiseerde) botanicus (aangezien de leidersrol van de commandant zijn belangrijkste prioriteit is), een onderzoekswetenschapper en nog een ingenieur, aangezien bouw en onderhoud van de uitrusting zo essentieel zijn voor de missie. Na de ochtendtaken komt er een lunchperiode en wat vrije tijd, afhankelijk van hoeveel /hoe dringend de taken die dag zijn. Dan komen de middagtaken die (net als 's ochtends) afhangen van de individuele rol van de bemanningsleden. Onderzoekstaken zouden belangrijk zijn omdat onze basis uitgebreide tests zal moeten uitvoeren om zijn doel te bereiken als voorwaarde voor een ruimteschipstop, maar ook groepen over de hele wereld die geïnteresseerd zijn in maanonderzoek, zoals universiteiten, zouden verzoeken kunnen indienen voor tests en monsters, vergelijkbaar met hoe het ISS wereldwijd onderzoek ondersteunt en een secundaire financieringsbron vormt voor het maanbasisproject. Het is de bedoeling dat de dag consistent blijft, maar we zijn er vast van overtuigd dat planningsbesluiten per geval moeten worden genomen, omdat het reageren op nieuwe en onvoorziene ontwikkelingen zo essentieel is om van de planeet af te komen. Nadat de taken van de dag zijn voltooid, krijgen de bemanningsleden een diner en vrije tijd om te ontspannen en te genieten voordat zij gaan slapen.



← Alle projecten