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: Cebullion

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Polen 14 of jonger, 16, 18

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Onze basis bevindt zich op de bodem van Shackleton Crater, nabij de zuidpool van de maan. Zij zal bestaan uit een opblaasbare bolvormige koepel van Kevlar 29, die voor de helft in het maanoppervlak wordt ingegraven en voor de andere helft wordt bedekt met regoliet. Het volgende deel wordt een boog van maanstenen, die als garage en ruimte buiten de basis zal fungeren en tegelijkertijd tegen straling zal worden beschermd. Het doel van onze basis is de maan te bestuderen voor een beter begrip van de wereld om ons heen, de effecten van een langdurig menselijk verblijf in de ruimte na te gaan en de mogelijkheid te bestuderen om He-3 uit het maanregoliet te winnen. De basis moet zo licht mogelijk zijn, daarom zullen de koepels (bollen) worden opgeblazen en zal de geplande garage uitsluitend uit maanmaterialen bestaan. De basis zal onderdak bieden aan 4 astronauten en zal bestaan uit vijf verdiepingen. Elke verdieping zal een andere functie hebben. Het interieur van de basis zal zodanig worden vormgegeven dat de astronauten het grootst mogelijke psychologische comfort hebben en tegelijkertijd de laagst mogelijke massa die van de aarde komt, b.v. plastic gestileerd op hout. In de toekomst moet de basis zelfvoorzienend zijn, om dit mogelijk te maken kan de basis gemakkelijk worden uitgebreid (met behulp van rovers die zich al op het maanoppervlak bevinden) met segmenten met meer hydrocultuur.

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Wij zijn van plan een basis te bouwen op de zuidpool van de maan in de Shackelton-inslagkrater. Aangezien de baan van de maan slechts 5 graden van de ecliptica is gekanteld, bevindt het binnenste van deze krater zich in eeuwige duisternis, waardoor de astronauten door de schaduw van de kraters zullen worden beschermd tegen kosmische straling en radicale temperatuurschommelingen. Bovendien is in de schaduwrijke krater water in de vorm van ijs te vinden. De grote vlakke ruimte binnenin de krater is zeer nuttig voor landingsplaatsen, toekomstige wegen en uitbreiding van de basis. De toppen langs de rand van de krater worden bijna continu verlicht door zonlicht en brengen ongeveer 80-90% van elke maanomloop door in de zon, zodat we een zonnepark kunnen aanleggen om de basis continu van elektriciteit te voorzien.

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

In de eerste fase zullen twee soorten rovers naar het maanoppervlak worden gebracht. Eén voor het opgraven van het oppervlak en één voor het egaliseren/bedrukken met regoliet. De graafmachines zullen zorgen voor het graven van een kuil voor de opblaasbare basis of het aanpassen van een van de kleinere kraters om onder de bolstructuren te passen. Tegelijkertijd zal worden begonnen met de bouw van de boog (garage). De boog zal worden gebouwd van maanregolietstenen die in speciale zonneprinters worden gebrand. Deze stenen worden zodanig op het opblaasbare oppervlak geplaatst dat zij een ondersteunende boog vormen (zoals Romeinse aquaducten). Als alle stenen gelegd zijn, wordt het opgeblazen oppervlak verwijderd, waardoor we een grote ruimte onder de boog krijgen, die we vrij kunnen gebruiken. Het terrein onder de boog zal ook worden verlaagd om de beschikbare ruimte te vergroten. De basis zelf zal gemaakt worden van Kevlar 29 en geplaatst worden in een gegraven halve cirkel, en dan opgeblazen worden om de hele ruimte van de kuil te vullen. De bol wordt zo geplaatst dat men bij het verlaten van de basis (woongedeelte) onmiddellijk in de boog komt. In de volgende fase van de bouw worden de basis en de boog begraven met een laag regoliet ter bescherming tegen straling. Ze zullen worden begraven met een rover met een printer die langzaam laag voor laag de beschermende structuur legt. De bewegende printers zullen worden geholpen door de eerder benodigde graafmachines.

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

De grootste bedreiging op het maanoppervlak is kosmische straling en micrometeorieten. Het eerste veiligheidskenmerk is de locatie van de basis zelf, die in een diepe krater komt te liggen. De volgende beschermingsfase is een dikke laag regoliet op het woongedeelte en de garage. De basis is ontworpen met minder kans op blootstelling van astronauten aan straling, zodat zij, wanneer zij het woongedeelte verlaten, onmiddellijk worden beschermd door het grote garagedak. Een garage is een plaats waar onze astronauten werkzaamheden zullen kunnen verrichten die veel ruimte vergen of die buiten de basis moeten worden uitgevoerd, b.v. onderhoud van rovers, uitpakken van voorraden van de aarde. In geval van nood zullen onze astronauten afdalen naar het laagste niveau van de basis, waar ze het best beschermd zijn tegen straling. Zonnevlammen moeten in de gaten worden gehouden voor maximale veiligheid van de astronauten.

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

In de Shackleton krater kan de bemanning water vinden in de vorm van ijs. Om drinkwater te krijgen moet ijs gesmolten worden. Water moet bereid worden in een waterverwerkingsfabriek, omdat water vervuild kan zijn. Tot de andere taken van het waterverwerkingsbedrijf behoort het bewaken van het water en het leveren van een geschatte hoeveelheid water. Het zal helpen bij het beheer van de basisvoorraden. Water wordt gerecycleerd uit de urine en de atmosfeer van de basis, waardoor de waterkringloop wordt gesloten en bijna al het water opnieuw wordt gebruikt.

In het begin van de oprichting van de basis zal het voedsel worden geleverd door diensten van de grond. Maar na verloop van tijd moet de hoeveelheid voedsel die in de basis wordt geproduceerd, worden verhoogd om zelfvoorzienend te worden. De voedselbron is de hydrocultuur op het basisdek. Het voordeel van deze oplossing is de grote verscheidenheid aan beschikbare planten. Zij kunnen specifiek worden geselecteerd voor het specifieke dieet van de astronauten om hun de nodige voedingswaarde te bieden. De basis zal ook worden uitgerust met insectenkwekerijen waar insecten zullen worden gehouden om het dieet van de bemanning te diversifiëren en een gemakkelijk te onderhouden bron van eiwitten toe te voegen. De samenstelling van het dieet zal worden overlegd met diëtisten op aarde om het dieet aan te passen aan de behoeften van de bemanning. Dit zal de astronauten gezond houden.

De elektriciteit zal hoofdzakelijk afkomstig zijn van zonnepanelen. De panelen zullen op de top van de krater worden geplaatst, waar ze bijna altijd verlicht zijn (omdat de krater op de zuidpool ligt) en met de basis worden verbonden door een kabel die door rovers over de hele lengte met een laag regoliet zal worden bedekt (ter bescherming tegen micrometeoroïden) . Apparaten zoals rovers zullen worden aangedreven door radio-isotopen thermo-elektrische generatoren (voornamelijk rovers die werden geplaatst voordat het zonnepark werd gebouwd). Tijdens een maannacht zullen we energie halen uit batterijen; waterstof die door het mijnvoertuig wordt geaccumuleerd en waterstof die door elektrolyse van water wordt geproduceerd wanneer we te veel energie hebben (bv. uit zonnepanelen overdag).

Lucht is een essentieel onderdeel van LSS (Life Support System). De lucht bestaat voornamelijk uit zuurstof en stikstof, waarvan de verhouding zo dicht mogelijk bij de aardatmosfeer moet liggen. Om de verhouding van het luchtmengsel te handhaven zal de basis worden uitgerust met sensoren om de samenstelling van de basisatmosfeer te meten en te corrigeren. Aanvankelijk zal de lucht van de aarde worden aangevoerd. In de volgende stappen zal de basis lucht produceren uit waterelektrolyse. Het Life Support System zal niet alleen zuurstof leveren en kooldioxide uit de atmosfeer van de basis verwijderen, maar ook voorkomen dat gassen zoals ammoniak en aceton, die mensen in kleine hoeveelheden uitstoten, zich ophopen.

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

Het doel van onze basis is de maan te bestuderen om de effecten van een langdurig menselijk verblijf in de ruimte na te gaan en de mogelijkheid te bestuderen om de zeldzame heliumisotoop (He-3) van het oppervlak te winnen. Helium-3 is een potentiële brandstof van de toekomst die kan worden gebruikt in geavanceerde fusiereactoren om op aarde elektriciteit op te wekken. We gaan deze isotoop oogsten met een maanmijnvoertuig. Het voertuig onttrekt en verwerkt maanregoliet en beweegt langzaam over de maangrond langs een aangewezen pad. Een mijnvoertuig kan in één jaar ongeveer 66 kg He-3 winnen. Het werkt alleen op maandagen, omdat het veel energie nodig heeft die onze basis van de zon krijgt. Het voertuig haalt veel chemische verbindingen uit regolith, waaronder H2O (voor direct gebruik in de basis) en H2 (als energieopslag op een maanverlichte nacht).

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

De dag van de astronaut begint met het ochtendtoilet. Gedurende deze tijd kan hij gebruik maken van de rijke sanitaire voorzieningen van onze basis. Zo kan hij schoon en fris aan zijn werk beginnen. Zijn dagelijkse taken omvatten het inspecteren van de basis op eventuele gebreken, bv. lekken, daarna zal hij kunnen beginnen met zijn werk aan het wetenschappelijk onderzoek dat hem op dat moment wordt toegewezen. Zijn volgende taken zijn het aanvullen van de ontbrekende technische en wetenschappelijke documentatie, waardoor de basis efficiënt kan functioneren en toekomstige reparaties en verbeteringen gemakkelijker kunnen worden uitgevoerd. Tot de taken van de bemanning zal ook het verzorgen van het voedsel op de basis behoren. Zorgen voor de conditie van de planten, planten en klaarmaken voor consumptie. Aan de andere kant moet de voedingsoplossing in insectenkwekerijen worden aangevuld, zodat het dieet van de astronauten goed uitgebalanceerd is en de bemanning vers voedsel krijgt. Tijdens de pauzes zal de kosmonaut kunnen rusten in een speciaal daarvoor ingerichte ruimte in de basis. Hij zal ook kunnen eten en gebruik maken van de fitnessruimte op de bovenste verdieping van de basis. Dit zal hem in staat stellen de juiste vorm en conditie te handhaven in de omstandigheden van verminderde zwaartekracht. Tijdens het verblijf zal het ook verplicht zijn de gezondheidstoestand in de gaten te houden om eventuele ongewenste effecten van het verblijf buiten de grond tegen te gaan. Het schema van de bemanning zal onregelmatig zijn, omdat de taken voor de bemanning niet van dag tot dag gelijk zullen zijn. De bemanning zal wetenschappelijke experimenten uitvoeren op vele gebieden, waaronder de geologische structuur van de maan, de impact van de lage zwaartekracht, de mogelijkheid om He-3 aan het oppervlak te onttrekken, het bestuderen van de zonnewind, enz. Een 3D-printer zal ook beschikbaar zijn voor de kolonisten. Hiermee kunnen de benodigde gereedschappen en voorwerpen in real time worden geprint. Voor het functioneren zullen ruimtewandelingen van de bemanning heel belangrijk zijn. Die zullen helpen om de basis en de infrastructuur buiten de basis te onderhouden, zoals tanks, mijnrobots en fotovoltaïsche panelen. De meeste werkzaamheden van de bemanning zullen plaatsvinden onder het dak om hen te beschermen tegen straling. Voor de eerste astronauten is de belangrijkste taak om zich te vestigen, technologie te controleren en onderzoek te doen. Onderzoek op He-3 kan investeerders aanmoedigen, waardoor de volgende missies onze nederzetting alleen maar zullen uitbreiden om van de maan ons nieuwe thuis te maken.



← Alle projecten