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: Project ZLE

King Kekaulike High School  Pukalani    Verenigde Staten 16, 17

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Wij hebben een maankamp ontworpen met de bedoeling een uiterst veilige, grotendeels modulaire en ultramoderne faciliteit te hebben die een nieuw tijdperk van maanexperimenten zou kunnen inluiden. We hebben een basis ontworpen met veiligheid als eerste prioriteit. Bijna elk systeem is drievoudig redundant, zodat als er één aspect fout gaat, zoals vaak gebeurt bij de verkenning van de nieuwe ruimte, het hele systeem foutloos kan blijven functioneren. Vervolgens wilden we dat het hele systeem, niet alleen de habs, volledig modulair, maar ook veilig zou zijn. We hebben hier rekening mee gehouden en alles zo ontworpen dat het gemakkelijk uitwisselbaar is in de binnen- en buitenindeling, en dat het met een eenvoudige boormachine kan worden gemonteerd en gedemonteerd. Ten slotte hebben we enkele van de meest geavanceerde ontwerpen van de ruimtevaartindustrie in de energie- en waterproductie verwerkt, en enkele van onze eigen technologieën ontwikkeld om het harde oppervlak van de maan aan te pakken.

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Wij kozen ervoor ons maankamp te bouwen in de zuidelijke poolrand, in de Shackleton krater. We kozen deze locatie omdat:

1) Het ligt ver genoeg van de echte pool om de milieu-effecten van de vestiging van een basis op de pool, zoals straling, winden, temperatuurschommelingen en maanbevingen, te verminderen. 

2) De randen van deze krater hebben vrijwel constant zonlicht, zodat onze zonneboerderij zo lang mogelijk op maximale capaciteit kan werken en alleen op andere reserve-energiebronnen kan terugvallen als dat absoluut noodzakelijk is.

3) De kraterbodem heeft een extreem lage temperatuur, waar zich onder het oppervlak bevroren water kan bevinden, als een van de weinige mogelijke waterbronnen voor onze basis.

4) Exploratie in het "eeuwig donkere" gebied in het centrum van de krater zou belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen kunnen opleveren.

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

Wij zijn van plan ons maankamp samen te stellen door onderdelen vanaf de aarde te lanceren en ze eenmaal op het maanoppervlak in elkaar te zetten. De stalen zeshoekige basisplaten, steunen en wanden van lood en koolstofvezelcomposiet voor elke hab zouden worden verpakt in hittebestendig filament en samen worden gelanceerd, los van ruimtevaartuigen die rond de maan draaien. Hun afdaling zou worden vertraagd met behulp van stuwraketten die vergelijkbaar zijn met die welke in de SkyCrane van de NASA worden gebruikt. Zodra het pakket stevig op het maanoppervlak staat, markeert het zijn plaats, ten teken dat het klaar is voor menselijke interactie en assemblage. Een lander met de astronauten zou dan binnen 50 meter van de locatie landen, zodat een ondersteuningsteam van astronauten, bijgestaan door robots en elektrisch gereedschap, de wanden van de basis in elkaar kan zetten en ten minste één module onder druk kan zetten en van zuurstof kan voorzien, waar ze zich dan kunnen hergroeperen en voorbereiden op verdere uitbreiding van de basis, zoals de missie vereist.

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

Voor ons stond veiligheid voorop in het ontwerpproces. In bijna elk aspect van ons ontwerp hebben we minstens twee back-ups, voor het geval een eerste aspect faalt. We creëerden, vanaf nul, een coilover-achtig ophangsysteem om de hele basis te ondersteunen. Het belangrijkste doel achter dit ontwerp is het dempen van maanbevingen, maar ook het creëren van een vlakke ondergrond in de cabine, voor het geval de basis enigszins op een helling moet worden geplaatst. We hebben ook gekozen voor een composietwand, met voornamelijk lichte materialen zoals koolstofvezel en glasvezel, met een buitenlaag van lood, om de straling te reflecteren. Aangezien wij ons niet direct op de pool bevinden, voorspellen wij dat dit voldoende zal zijn om te voorkomen dat eventuele maanstraling de hab binnendringt, en als bij praktische tests blijkt dat dit niet het geval is, kunnen aan de buitenkant van de basis extra lagen loodhoudende verf of gloeidraad worden toegevoegd.

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

Om onze onderzoekers van water te voorzien, moet onze basis om te beginnen een waterreserve van de aarde halen. Met deze reserve willen we een destillatieproces en ontvochtiging van de atmosfeer gebruiken om water terug te winnen. Net als het proces dat in het ruimtestation wordt gebruikt, zou dit proces 99% efficiënt moeten zijn, zodat slechts kleine hoeveelheden water van de aarde hoeven te worden gestuurd. Bovendien zal maanijs worden verzameld en teruggewonnen, zodat het maanijs kan worden gefilterd en gebruikt als alternatieve waterbron. Eén waterrecuperator kan genoeg water filteren voor 6 mensen per dag en er zijn 3 recuperatoren voor drievoudige redundantie.

Aangezien het $10.000 per pond lading kost om naar de ruimte te sturen, was het voor ons noodzakelijk om de hoeveelheid te verschepen producten te beperken. Om onze fondsen optimaal te benutten, moeten we zoveel mogelijk voedsel op de basis verbouwen. Een van de gemakkelijkste voedingsmiddelen die de meeste calorieën oplevert, is de aardappel, dus hebben we een speciale afdeling voor het verbouwen van gewassen in onze hab, waar alle vereisten voor het verbouwen van voedsel zullen staan.

Energie is een van de belangrijkste onderdelen van een ruimtehabitat, en om dit belangrijke probleem op te lossen, hebben wij onderzocht welke opties met zo weinig mogelijk ruimte de meeste energie zouden opleveren. De twee methoden die we kozen waren zonne-energie en kernenergie, samen met lithiumbatterijen met hoge capaciteit zoals die in het internationale ruimtestation worden gebruikt. Om uit te vinden hoeveel van elk productieproces we nodig hebben, hebben we vervolgens berekend hoeveel energie de basis nodig heeft in een standaardconfiguratie van 7 HAB. Als onze basis ongeveer twee keer zo groot is als het ISS, moet hij twee keer zoveel energie kunnen produceren. Als het ISS bij volle belasting 120 kilowatt kan produceren, moet onze basis 240 kilowatt kunnen produceren. We hebben uiteindelijk 24 nucleaire generatoren (8 reactoren) en 32 zonnegeneratoren (8 panelen) nodig, samen met 48 batterijen (16 groepen).

Om de hut van zuurstof te voorzien hebben we een driedubbele redundante zuurstofmachine die 12 pond zuurstof per machine produceert. Deze opstelling kan comfortabel 6 mensen ondersteunen. De zuurstofinatoren maken zuurstof door CO2 op te nemen en om te zetten in O2.

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

Ons maankamp is modulair ontworpen, wat betekent dat het kan kan worden opgezet voor verschillende omstandigheden of doeleinden. Zoals het nu is opgezet, is het maankamp uitsluitend bedoeld voor wetenschappelijk gebruik, aangezien veel van de apparatuur aan boord uiterst gevoelig is en een speciale opleiding vereist om veilig te kunnen werken.

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

Om een dag in ons kamp te beginnen, worden de drie onderzoekers in elke slaapcyclus (groep) wakker, en op weg naar de keuken controleren zij cruciale levensinstandhoudings- en zuurstofvoorzieningsapparatuur. Zodra zij hun maaltijden hebben gehad, gaat elke onderzoeker naar zijn toegewezen taak, in de eerste plaats ervoor zorgen dat alle cruciale systemen normaal functioneren, maar ook gewassen verbouwen, specimens onderzoeken, kapotte apparatuur repareren, of elke andere taak die de dag met zich meebrengt. Nadat de eerste groep klaar is en de tweede groep ontwaakt, praten beide teams over de successen en uitdagingen van de dag, en op basis van deze informatie maakt het tweede team alles af wat de eerste ploeg niet heeft kunnen doen, en zet deze cyclus voort.



← Alle projecten