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: Vrouwelijke Space Jam

IES Cervantes  Madrid    Spanje 17, 16

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Het gebruik van in situ hulpbronnen (ISRU) zal worden gebruikt om het risico en de kosten van de bouw en de exploitatie van een maanbasis te beperken.
Onze Moon camp omvat diverse modules voor het dagelijks leven, communicatie, voedselproductie, brandstof- en waterproductie, opslag en andere voorzieningen, waaronder een recreatieruimte.
Verschillende halfbolvormige gebouwen, bedekt met regoliet, zullen de verschillende onderling verbonden modules vormen. Dit is gedaan om de astronauten, die beschermd zullen zijn tegen zonnestraling, gemakkelijker te laten bewegen. Deze gebouwen vormen geometrische structuren, gelaagd over ondergrondse plaatsen waar de mensen zeer beschermd zullen slapen. Sommige water- en voedselvoorraden zullen ook ondergronds liggen.
Voor de exploitatie op lange termijn zullen autonome of door de aarde gecontroleerde bouwsystemen nodig zijn, waaronder rovers en robots. Deze apparaten kunnen werken in omstandigheden met verminderde zwaartekracht (1/10 van die op aarde). Grootschalige 3D-printers zullen worden gebruikt voor diverse bouwwerken, evenals autonome elektrolysesystemen om zuurstof te produceren en andere systemen voor communicatie en brandstofproductie.
Het dagelijks leven op de maan vereist voedselproductie in situ. Dit impliceert een kas om groenten te kweken op verrijkte maangrond. Verschillende procedures kunnen worden gecombineerd om water en voedingsstoffen te produceren uit regoliet, menselijke urine en afval. Communicatie met de aarde zal gemakkelijk verlopen, dankzij de expertise en achtergrond van de ruimtevaartorganisaties. Dit zal mogelijk zijn dankzij diverse sondes die reeds gelanceerd zijn en momenteel in de ruimte reizen.

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

De zon schijnt het meest op het verborgen vlak van de maan. Als we ons kamp op dit gebied vestigen, krijgen we door de grote hoeveelheid zonlicht elektriciteit met zonnepanelen. Bovendien willen we het op de zuidpool plaatsen. Daar zijn diepe donkere kraters gevuld met ijs en chemische elementen, waaruit we zuurstof, waterstof, water, brandstof kunnen halen... Bovendien zouden we water uit het ijs kunnen halen zonder dat het opraakt.

Wat ons betreft is de beste optie om ons kamp op de zuidpool en op het verborgen oppervlak van de maan te plaatsen. Op die manier zouden we meer licht en ijs hebben en zouden we dooi kunnen voorkomen. Aangezien deze satelliet geen atmosfeer heeft, zullen we, hoe dichter we bij de zuidpool zijn, minder last hebben van temperatuurschommelingen, omdat we ijsblokken om ons heen zouden hebben.

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

De bouw van een maankamp vereist het gebruik van materialen die daar kunnen worden verkregen, ook wel ISRU genoemd. Een van deze grondstoffen die in overvloed te vinden is, is regoliet. Het heeft vele toepassingen, zoals het winnen van zuurstof, maar het maakt ook de vorming van stenen voor de maanbasis mogelijk. Het bestaat uit stof, aarde, stukken basaltgesteente en meer materialen die op elk planeetoppervlak te vinden zijn. Het is een hard en compact materiaal.
De basis zal worden gebouwd met bakstenen, gemaakt door regoliet en astronautenurine te mengen, waarmee beton wordt gemaakt. De regoliet zal de bakstenen vormen in specifieke 3D-zonneprinters die worden ontworpen door de DIR, ESA-ESTEC en DIR.
De maanbasis zal bolvormig zijn. Dit komt door de luchtdruk die naar buiten zal worden uitgeoefend, zodat de basis de structuur van een hyperbare kamer moet simuleren, die grote drukniveaus verdraagt. De plafonds moeten laag zijn, vanwege de grote seismische bewegingen die zich op het maanoppervlak voordoen, en om materiaal en tijd te besparen, die kunnen worden gebruikt om de verschillende modules waaruit de basis bestaat, te maken. Een deel van de basis zal ondergronds worden gebouwd voor een betere bescherming tegen schadelijke zonnestraling (slaapkamers, voedsel- en wateropslagplaatsen).

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

De maan bevindt zich in de heliosfeer van de zon, die haar beschermt tegen de meeste kosmische straling. Maar omdat zij zich buiten de magnetosfeer bevindt, het beschermende magnetische veld van de aarde dat de meeste zonnedeeltjes afbuigt, ontvangt zij wel hoogenergetische zonnestraling. Deze ioniserende straling veroorzaakt verschillende vormen van biologische schade aan biomoleculen, cellen en weefsels, die schadelijk kunnen zijn voor de geestelijke gezondheid van astronauten en kunnen leiden tot gedragsveranderingen, vermoeidheid of hoge stressniveaus bij hen, of zelfs kanker kunnen veroorzaken. Om dit negatieve effect op astronauten te voorkomen, zouden we voornamelijk werken met de natuurlijke hulpbronnen van de maan. We zouden regolith gebruiken om de infrastructuur te bouwen, vanwege de bewezen beschermende werking tegen straling. Daarnaast zouden we de slaapmodule, alle voorraden en een voedselopslagplaats plaatsen in de ondergrondse grotten van de maan, die fungeren als natuurlijke stralingsbeperkers.

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

De basis wordt gevestigd op de zuidpool van de maan om water uit ijs te halen. Het zal in de basis worden opgevangen en gefilterd voor later gebruik. Bovendien zullen we meer water halen uit kraters in de buurt van de nederzetting. Deze kraters bevatten ijs en chemische elementen. We kunnen er waterstof- en zuurstofatomen uithalen om watermoleculen te vormen. Het ijs zal in de basis worden verzameld en gefilterd voor later gebruik. Water zal ook worden verkregen uit regoliet, methaan en uit menselijk afval.

Groenten en fruit worden gekweekt in een kas. De bodem bestaat uit regolith, water en menselijk afval. Hij moet ook rijk zijn aan stikstof. De druk in de kas zal vergelijkbaar zijn met de druk van de aardatmosfeer. Er komt een cirkelvormig watercircuit in het kamp dat het teveel aan water naar de kas zal leiden. Het doel is om de planten in de kas water te geven. Voedsel zal worden opgeslagen in een opslagplaats bij de keuken. Naast het voedsel van het grenhouse zullen de astronauten verwerkte voedselpakketten van de aarde meenemen.

Elektriciteit kan worden verkregen uit zonnepanelen, omdat op de Maan meer energie wordt verkregen door het ontbreken van een atmosfeer of ionosfeer. De straling is er echter 1000 keer groter dan op aarde, waardoor zonnepanelen beschadigd of minder efficiënt kunnen worden.
Uit regoliet verkregen brandstof zou ook kunnen worden gebruikt, aangezien er enkele methoden zijn om die te verkrijgen. De meest doeltreffende methode is het gebruik van niet-radioactief helium-3 dat op de maan voorkomt om splijtingsreacties te maken.
De energie wordt opgeslagen in supergeleidende batterijen en is beschikbaar tijdens de maannacht, wanneer die het hardst nodig is.

Om zuurstof te verkrijgen is het gebruik van de maanregoliet een van de beste opties, aangezien deze 45% zuurstof in zijn samenstelling bevat. Het is chemisch gebonden aan metalen, zodat het moeilijk is er zuurstofatomen aan te onttrekken. Het proces vereist een kamer waarin het regoliet wordt ondergedompeld in gesmolten zoutverbindingen bij 950ºC, en een luchtstroom passeert. Hierdoor wordt het zuurstofextractieproces in gang gezet. Recent onderzoek verbetert de temperatuursvereisten voor het verkrijgen van zuurstof. Uiteraard moet dit worden aangevuld met methoden voor zuurstofrecycling. De meest effectieve die momenteel beschikbaar is, staat bekend als roxin.

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

Het hoofddoel is wetenschappelijk, gericht op het verkennen van het maanoppervlak en zijn materialen. Het zal wetenschappers ook in staat stellen te experimenteren onder andere druk-, stralings-, zwaartekracht- en vochtigheidsomstandigheden dan op aarde. Er is nog een ander wetenschappelijk doel, namelijk het creëren van een shuttle naar Mars of andere missies. Aangezien er op de maan geen zwaartekracht is, is het lanceren van raketten gemakkelijker te realiseren. Bovendien kan de maan worden gebruikt als transitruimte voor astronauten om naar Mars te reizen wanneer het optimale tijdstip daarvoor is bereikt.

Er is een technologisch-industrieel doel, aangezien de maan rijk is aan materialen en mineralen die interessant zijn voor verschillende toepassingen, zoals titanium en andere zeldzame metalen. Er zijn verschillende bedrijven die zich reeds richten op de exploitatie van deze hulpbronnen. Daarnaast zijn er enkele bedrijven die zich richten op de mogelijkheden van toeristisch gebruik, maar dit is een idee voor de lange termijn.

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

Aangezien een lichtdag op de maan 14 aardse dagen bedraagt, en het menselijk lichaam niet in staat is zoveel uren zonder slaap te verdragen, zullen wij als referentie een aardse dag (24 uur) nemen die vergelijkbaar is met een dag in het internationale ruimtestation.

Wij verdelen de dag in drie verschillende delen: werkperiode (ongeveer 12 uur), rustperiode (4 uur) en slaapperiode (8 uur).

Om te beginnen krijgen de astronauten een uur (het eerste van de rustperiode) na het ontwaken, om hun lichaam op te warmen door lichaamsbeweging. Aangezien de zwaartekracht van de maan tien keer lager is dan die van de aarde, worden de spieren en organen door de verandering van de bloeddruk veranderd en verzwakt. Daarom is een volledige fysieke voorbereiding aan het begin van de dag van cruciaal belang. Na de training verzamelen alle bemanningsleden zich in de keuken om te ontbijten. Daarna vergaderen zij in de telecommunicatiemodule om de dagelijkse taken te verdelen.
Op dat moment begint de werkperiode. Tot de taken in verband met het onderhoud van het station behoren: herziening van het water- en brandstofniveau in de depots. Het licht-, vochtigheids-, druk- en temperatuurniveau in de broeikas moet worden gecontroleerd. Maanstof moet van de zonnepanelen worden verwijderd om ervoor te zorgen dat ze goed werken, en ook moeten de drones en rovers worden schoongemaakt, waarbij stof en resten regoliet worden verwijderd met behulp van ultrasoon wassen, voor het geval dat nodig is. De rest van de activiteiten die tijdens de werkdag moeten worden verricht, houden verband met de doeleinden van vestiging op de maan die reeds in een ander hoofdstuk zijn genoemd.

Tussen de taken door is er een lunch- en rustperiode van de eerste helft van de dag, waarin iedereen ongeveer een uur bijeenkomt in de eetzaal. Wanneer alle taken zijn voltooid, rond het midden van de dag, zullen zij ongeveer 2 uur vrije tijd hebben alvorens te dineren en weer te gaan slapen, zodat de astronauten een passende hoeveelheid slaap kunnen krijgen (8 uur).



← Alle projecten