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: Moon_Squad

Gymnasium am Muur  Verden    Duitsland 16, 17

Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Onze maankampen  hoofddoel is een veilige en verantwoorde buitenpost voor de mens op de maan. Wij willen de mensheid een nieuwe inspiratie geven om de belangstelling voor de gebieden ver weg van onze aarde te vergroten en nieuwe technische mogelijkheden te tonen. Wij moeten jonge mensen betrekken die enthousiast zijn over de ontwikkeling van de ruimtevaart om nieuwe grote mijlpalen te bereiken.

In het algemeen bestaat onze Moon camp uit losse honingraat gevormde modules om de modulariteit van de basis te waarborgen en de mogelijkheid te creëren om ons kamp uit te breiden. De ontwikkeling van het kamp is zeer flexibel omdat een 3d printing rover de mogelijkheid biedt modulen te printen als ze nodig zijn.

Verder krijgen wij een parkeerplaats voor onze rovers en een lanceerplaats voor bevoorradings- en evacuatieraketten, die op een afstand van het kamp is geplaatst om de veiligheid van onze astronauten te waarborgen.

We beschermen het kamp en de bemanning tegen gevaren terwijl we de vitale modules in de maanbodem plaatsen, om een natuurlijke bescherming tegen micrometeorieten en straling te garanderen.

Bovendien zijn de afzonderlijke modules van elkaar gescheiden met speciale poorten die in een gevaarlijke situatie kunnen worden gesloten.

In het begin van de bouw van het kamp is slechts een kleine hoeveelheid grondstoffen beschikbaar. Daarom is het kamp de eerste jaren afhankelijk van aardse voorraden. Uiteindelijk willen we een volledig zelfvoorzienend kamp ontwikkelen, dat in de toekomst onafhankelijker wordt. 

Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Wij besloten het kamp te bouwen in het gebied van de Noordpool, vanwege de beschikbaarheid van waterijs in de diepe kratergebieden.

Bovendien zijn de temperaturen op de noordpool van de maan buiten de kraters zeer mild en schijnt de zon bijna de hele dag, wat zorgt voor een deel van de energieproductie.

Tegelijkertijd bouwen we ons kamp aan de rand van een krater om de kans op meteorietinslagen en straling te verkleinen. Toch bouwen we het kamp net aan de rand van de krater om te voorkomen dat de basis volledig donker wordt en om elk belangrijk technisch apparaat dat buiten de krater is geplaatst te kunnen bereiken. Uiteindelijk plaatsen we een deel van het Maankamp in de wand van de krater, om de veiligheid te vergroten.

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

Een autonome rover wordt in eerste instantie naar de maan gestuurd om maanaarde te ontginnen. Met een speciaal productieproces, dat momenteel op aarde wordt ontwikkeld, maken we de grond bruikbaar voor een 3d printing rover, waarmee we een omhulsel bouwen voor de modules. Deze methode bespaart veel tijd en kosten en voorkomt dat astronauten straling ondervinden als ze een kamp moeten bouwen.

Verder ontgint de rover in de wand van de krater een grot waarin de meest vitale modules zullen worden geplaatst.

Binnen de geprinte schelpen zal de Rover een speciale en zeer duurzame plastic bel met een aluminium frame bouwen, om een veilige omgeving te creëren voor de eerste astronauten.

Na de bouw van een opslagplaats voor de astronauten wordt de uitrusting voor de vitale modules naar het maankamp gestuurd, waaronder de levensinstandhoudingssystemen, alsmede een eerste voorziening van lucht en voedsel.

In het begin zal de Moon camp een bemanning van 5 personen hebben, om ervoor te zorgen dat er een specialist is voor elk belangrijk vakgebied, zoals techniek of geneeskunde.

In de toekomst zal het kamp groter worden om meer dan 10 personen te ondersteunen.

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

Een grote uitdaging is de straling van de ruimte en meteorietinslagen, die vitale modules kunnen vernietigen en de bemanning in gevaar kunnen brengen. Daarom bouwen we de belangrijkste modules in een grot in de wand van de krater. 

Tegelijkertijd wordt de rest van de modulus die niet in de wand van de krater is geplaatst, beschermd door een laag van  maangrond (76 centimeter is voldoende om de modules tegen straling te beschermen) boven de modules. 

Afgezien van de gevaren die door de ruimtevaart worden veroorzaakt, gaat de bemanning gebukt onder het isolement van de mensen op aarde; daarom hebben zij voortdurend contact met hun vrienden en familie op aarde via VR-vergaderingen. Om de bemanning te beschermen tegen spiervermindering, hebben ze elke dag vaste trainingstijden.

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

De locatie van ons maankamp is bewust gekozen, omdat in de diepe delen van de krater waterijs voorkomt. Daarom konden we naar de bodem van de krater rijden met een autonome rover, die met een speciale versterkte boor waterijs ontgint en het ijs naar het kamp transporteert. In de delen van de krater is geen licht en daarom moet de rover worden aangedreven door batterijen. Het waterijs zal worden gesmolten met behulp van de afvalwarmte van de atoomreactor en gericht zonlicht.
Tegelijk met de productie van water maken we een methanatie om de Co2 in de ademlucht om te zetten in water. Een ander reactieproduct is methaan, dat gebruikt zou kunnen worden als raketbrandstof voor het Starship van SpaceX.
Het ontstane water heeft geen voedingsstoffen en daarom krijgen wij de voedingsoplossing voor het water en de planten uit de aarde.

De voedselvoorziening in het begin van het kamp moet standaard astronautenvoedsel zijn, maar in de toekomst zal het worden geproduceerd in een broeikas. Deze kas heeft geen ramen omdat er een zeer dikke glaslaag nodig zou zijn vanwege de straling.

Het principe van onze voedselproductie is gebaseerd op de "Underground farming", waarbij het zonlicht wordt nagebootst door LED-licht en de grond bestaat uit een groeimedium. De voedingsoplossing maakt een hoge gewasopbrengst mogelijk. Uitwerpselen worden gebruikt als meststof.

Het groeimedium bestaat uit houtvezel en is zeer licht, daarom kan het heel gemakkelijk naar de maan worden gestuurd. De irrigatie is autonoom. Het voedsel wordt ook geproduceerd volgens hetzelfde principe dat werd ontwikkeld op het Neumayer-station in Antarctica.

Maar bepaalde eiwitten die nodig zijn om te leven worden van de aarde gestuurd. Vandaar dat volledige onafhankelijkheid niet kan worden bereikt.

Op het oppervlak van de maan is veel zonlicht beschikbaar, dat door zonnecollectoren wordt omgezet in energie. Toch zouden we veel zonnecollectoren nodig hebben om voldoende energie te produceren, vooral voor de mijnbouw- en bouwprocessen van de rover. Verder denken wij dat een secundaire energiebron noodzakelijk is, bijvoorbeeld in het geval van een meteorietinslag in het zonnecollectorveld, die een levensbedreigende stroomuitval zou kunnen veroorzaken.

Daarom wordt de belangrijkste energie geproduceerd uit atoomenergie, die gebaseerd is op een onderzeese drukwaterreactor. De afvalwarmte wordt gebruikt om het kamp te verwarmen en om de nodige thermische warmte te leveren bij de methanatie. Later gebruiken we de warmte om het waterijs te smelten.

Verder zijn de waterstof die bij de elektrolyse wordt geproduceerd en het methaan van de methanitatie energieopslagplaatsen en we zullen batterijpakketten nodig hebben voor mobiele apparatuur (rovers, enz.).

Om het transport van lucht vanaf de aarde te minimaliseren, produceerden we de belangrijkste zuurstof op de maan.
Met de elektrolyses scheiden we het gewonnen waterijs tot waterstof en zuurstof. De zuurstof kan gebruikt worden om te ademen.
Verder scheiden we de ertsen uit de maanbodem tot zuurstof en metaalpoeder, dat gebruikt wordt voor het 3d printen.

Wij willen een groot deel van de gebruikte lucht hergebruiken en daarom wordt de lucht naar de kas geleid waar de CO2 door fotosynthese met de planten reageert en zuurstof genereert.

Bovendien planten we planten die giftige gassen zoals "formaldehyde" filteren. Wij willen bijvoorbeeld groene lelies gebruiken die een hoog filterend effect hebben (volgens "clean air study" van NASA).

Om op het kamp een soortgelijke ademlucht te creëren als op de aarde sturen we in het begin stikstof naar het kamp.

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

In het begin wordt het maankamp alleen gebruikt voor wetenschappelijke aspecten. Een essentieel onderzoek is de documentatie van de gevolgen op lange termijn van het verblijf in het kamp. De missies op het ISS duurden niet langer dan een jaar. Daarom zijn de gevolgen van langdurige isolatie voor toekomstige missies naar bijvoorbeeld Mars niet bekend. Tegelijkertijd is er niet veel kennis over hoe astronauten van voedsel en energie kunnen worden voorzien die nodig zijn voor de kolonisatie van Mars. 

Verder moet ons maankamp worden getest om een vrachtplaats te zijn voor toekomstige missies. 

Daarnaast willen we een radiotelescoop bouwen, die nieuwe ontdekkingen in de ruimte kan vinden en informatie kan verschaffen voor natuurkundige problemen. 

De kosten voor het kamp zijn hoog en daarom zouden sommige toeristen het kamp kunnen bezoeken. Uiteindelijk moet het kamp ook jongeren inspireren tot STEM-klassen en industrieën. 

Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

Om het beste wetenschappelijke onderzoek en de best geregelde zorg en veiligheid mogelijk te maken, zal de bemanning van het Maankamp bestaan uit astronauten met een grote bandbreedte aan kennis op veel verschillende gebieden. De astronauten zullen in ploegendienst werken, zodat er voldoende personen wakker zijn om in noodgevallen op mogelijke gevaren te reageren. De verschillende ploegen overlappen elkaar een uur, zodat de astronauten van de ploegen alle gebeurtenissen samen kunnen evalueren. We zullen ons aanpassen aan een normale aarddag van 24 uur met ploegen van 13 uur. 

Als de dienst begint worden de astronauten wakker, ontbijten en maken zich klaar voor het werk. Elke dag werken de astronauten in het laboratorium, om experimenten uit te voeren. Daarna stellen ze een protocol op om alle resultaten veilig te stellen. 

Tegelijkertijd moet de bemanning minstens 2 uur per dag sporten om het verlies van spieren en botdichtheid, veroorzaakt door de lage zwaartekracht, te beperken.

Later hebben de astronauten vrije tijd, waarin zij de mogelijkheid hebben om contact op te nemen met personen op aarde, om de psychologische stress van isolatie te minimaliseren. 

Bovendien wordt elk systeem in het kamp elke dag gecontroleerd door de ingenieurs, met als doel het vermogen van de reactoren te regelen en de splijtstofstaven te koelen.

Bovendien moet de werking van de vitale systemen worden bewaard en moet het zuurstofgehalte worden gecontroleerd, om bij een hoog CO2-gehalte de methanisering te activeren. De planten zijn ook bewezen en kunnen worden geoogst als ze groot genoeg zijn.

De astronauten zijn ook verplicht de stationsarts 2 keer per week te bezoeken voor routinecontroles.

Om in geval van nood het kamp te kunnen evacueren of een gewond bemanningslid naar de aarde te brengen, moet een evacuatieraket worden gecontroleerd en voorbereid. In het algemeen moeten de raketten die het kamp bevoorraden of experimenten naar de aarde terugbrengen, worden voorbereid.

Alle rovers en modulen zijn gecontroleerd om alle systemen in gang te houden.

In geval van nood geeft een waarschuwingssirene in de missiecontrolemodules in het kamp een probleem aan, dat onmiddellijk moet worden opgelost. 

Deze dagelijkse routine maakt een verantwoorde werking van ons Maankamp mogelijk en omvat alle belangrijke aspecten om de bemanning veilig te houden. Het normale ritme van de aarde wordt op het Kamp aangenomen om de astronauten een normale dag te bezorgen.



← Alle projecten