maan_kamp

Moon Camp Pioneers Galerij 2021-2022

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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Roemenië 17   2 / 0


Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Het project dat we hebben ontworpen voor de Moon Camp Challenge is een maanbasismodule, met een cilindrische vorm en een externe diameter van 5,2 m, die ontworpen is om in de volgende generatie Ariane 6 draagraket te passen die door Arianespace namens ESA wordt gebouwd. De module heeft een bruikbare leefruimte van 34 m^2, met een grotendeels houten, comfortabel interieur, en bevat alle noodzakelijke levensondersteunende systemen: stroomopwekking en -opslag met behulp van respectievelijk zonnepanelen en batterijen, O2-opslag en CO2-gasreiniging, wateropslag en -recycling, voedselopslag en elektrisch aangedreven verwarmings-/koelingssystemen. Een andere module, los van de hoofdmodule, kan worden gebruikt voor het kweken van planten - de aquaponics-module. Hiermee kunnen vissen en planten op duurzame wijze worden gekweekt. De basis bevat ook een communicatiesysteem met twee modi: een 2,2 GHz microgolfverbinding met lage bandbreedte voor telemetrie, spraak en noodcommunicatie, en een optische verbinding via satelliet voor toepassingen met hoge bandbreedte (videostreaming) die een downlink-snelheid van 600 Mbit/s kan bereiken.

2.1 Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Wij willen het Maankamp bouwen op een vlak terrein, waar geen kraters en andere kleine vervormingen zijn, maar waar wel een natuurlijke grot in de buurt is, aan de nabije kant van de Maan. Bouwen op een vlak terrein is gemakkelijker en biedt ruimte voor toekomstige uitbreiding. In de natuurlijke grot zal een noodmodule worden geplaatst voor gebruik als schuilplaats in geval van meteorieten. De voorkant van de maan is gekozen omdat die door de zon wordt verlicht en naar de aarde is gericht. Zonlicht wordt door de fotovoltaïsche panelen gebruikt om energie op te wekken, en de activiteiten van de astronauten worden versterkt door de aanwezigheid van licht. Het feit dat de basis naar de aarde gericht is, komt ook de communicatie ten goede, aangezien de antennes rechtstreeks op de planeet gericht zijn (of op een satelliet in het geval van de optische verbinding).

2.2 Hoe ben je van plan je Maankamp te bouwen? Beschrijf de technieken, materialen en je ontwerpkeuzes.

Wij zijn van plan ons maankamp te bouwen met behulp van vooraf gebouwde modules die met Ariane 64-raketten vanaf de aarde worden getransporteerd. De maximummassa van een module zal 8,6 ton bedragen, het maximale laadvermogen van A64 tot aan Lunar Transfer Orbit (LTO). Naast de hoofdmodule kunnen meerdere andere modules worden toegevoegd om het maankamp te vormen. De zonnepanelen, antennes en andere externe apparatuur zullen op het maanoppervlak, naast de basis, worden gemonteerd. Het belangrijkste materiaal is aluminiumlegering 6061 met enkele ABS- en koolstofvezelonderdelen, naast andere materialen in kleine hoeveelheden, zoals stalen bouten, rubberen pakkingen, enz. De modules worden geplaatst in een 1,2 m diepe uitgraving in het maanoppervlak, om ongewenste bewegingen of rotaties te voorkomen. Ze zullen worden gemanipuleerd en geplaatst door kranen en kunnen ook worden verplaatst door ze op hun plaats te rollen. De kranen en andere voor de manipulatie benodigde machines kunnen in een afzonderlijke voormissie of met een secundaire raket in dezelfde missie worden gebracht. Een slagmoersleutel is ook nodig om twee modules met elkaar en de uiteinden van de modules te verbinden. De modules zullen onder druk worden gezet na voltooiing en onder druk worden gezet vóór elke wijziging. Het vensterpaneel wordt ongemonteerd vervoerd in een veilige container om het niet te beschadigen tijdens de assemblage en het vervoer.

2.3 De omgeving op de maan is erg gevaarlijk voor de astronauten. Leg uit hoe jouw Maankamp hen zal beschermen. (maximaal 150 woorden)

Het verwarmings- en koelsysteem van de maanbasismodules zorgt voor een goede temperatuur om te leven. Het O2-opslagsysteem en de CO2-wasser zorgen ervoor dat er zuurstof door de modules blijft stromen en vangen overtollige CO2 op. De wanden van de modules zullen de astronauten tot op zekere hoogte beschermen tegen kosmische straling; dit kan worden verbeterd door aarde op de wanden van de modules aan te brengen, en de aluminiumlegering 6061 van luchtvaartkwaliteit kan de basis beschermen tegen kleine schokken. Het lichaam van de modules kan een druk van 3 atm aan, gebaseerd op een simulatie. De basis is ook uitgerust met een aquaponics-systeem dat een voedselvoorraad kan handhaven, zelfs als de herbevoorradingsmissies ernstig worden verstoord. Het hoofdraam is een glas/kunststof ruit die de bemanning beschermt tegen het eventueel versplinteren van het glas.

2.4 Leg uit hoe jouw Maankamp de astronauten zal voorzien van:

Water
Voedsel
Vermogen
Air

De basis zal de bemanning van water voorzien met behulp van het waterrecirculatiesysteem (een soortgelijk systeem als in het ISS) door het gebruikte water te filteren met behulp van een speciaal assortiment filters, waardoor het zelfvoorzienend wordt. Het kan ook urine omzetten in drinkbaar water. Het watersysteem bestaat uit een hoofdtank onder de badkamer van de module en een noodwatervoorziening, bestaande in de vistank van de aquaponics-module. Water kan ook worden onttrokken als condenswater uit het airconditioningsysteem, met de bijgeleverde collectoren van de AC.

Het voedsel zal hoofdzakelijk worden opgeslagen in de buurt van de zuurstoftanks onder de vloer van elke module. Het voedsel zal voornamelijk bestaan uit gedroogde producten die met water kunnen worden gehydrateerd. De belangrijkste manier om voedsel te produceren zal bestaan uit het aquaponics-systeem dat vissen, zeevruchten en algen zal kweken naast andere groenten en kruiden op een symbiotische manier. Het afval van de vistank zal worden gebruikt als natuurlijke meststof voor de teelt van de groenten; de door de planten geleverde voedingsstoffen en zuurstof zullen worden gebruikt voor het aquarium.

Het energiesysteem bestaat uit fotovoltaïsche panelen, oplaadbare batterijen en de bijbehorende elektronica. Het systeem maakt gebruik van 22 panelen van 455 watt die in totaal tot 10 kWp kunnen opwekken, en 16 lithium-gebaseerde LiFePO4-cellen, die in een beveiligde container zijn geplaatst. De batterijtechnologie werd gekozen omdat deze zeer veilig is in vergelijking met de andere chemistoffen, maar wel ten koste gaat van het gewicht. De cellen hebben een nominale spanning van 3,2 V en hebben samen een energie van 48 kWh. Daarnaast heeft het systeem ook verschillende conversie- en beheerelektronica, zoals de omvormer en het BMS, die respectievelijk worden gebruikt voor de omzetting van gelijkstroom naar wisselstroom en de bescherming van de batterijen.

De basis heeft een elektrisch aangedreven airconditioningsysteem dat de lucht ook ontdoet van CO2. De filters zijn allemaal vervangbaar en gemakkelijk te verwijderen, zonder gereedschap. Onder de vloer van elke module bevinden zich zes zuurstoftanks die worden gecontroleerd door de elektronische regeleenheid (ECU) van de module, die het zuurstofniveau detecteert en indien nodig compenseert. Ook controleert de regeleenheid de interne druk van de module. Het systeem zorgt ervoor dat het optimale O2-niveau in de basis wordt gehandhaafd, waardoor de gezondheid van de astronauten wordt beschermd.

2.5 Leg uit wat het hoofddoel van je Maankamp zou zijn.

Ons Maankamp kan alle drie de doelen dienen: commercieel, wetenschappelijk en toeristisch, omdat het modulair is en naar behoefte kan worden bevoorraad. In de standaardconfiguratie zal het Maankamp aanvankelijk worden uitgerust voor wetenschappelijke doeleinden.

Met behulp van een maanrover, een multifunctioneel bouw- en wetenschappelijk instrument, kunnen we materialen vervoeren en manipuleren voor verdere uitbreiding van de maanbasis voor alle benodigde doeleinden.

3.1 Beschrijf een dag op de maan voor je Maankamp astronautenbemanning.

De astronauten worden wakker op hun houten stapelbedden en doen hun ochtendroutine, waaronder eten, hygiëne en gezondheidscontrole, waarbij het houten interieur van de basis hen hopelijk een gevoel van comfort en huiselijkheid geeft. Daarna controleren ze de status van de kernsystemen die nodig zijn voor de werking van het Maankamp, zoals het elektriciteitssysteem, het luchtsysteem, het watersysteem en het aquaponics-systeem. Deze controles omvatten het schoonmaken van de zonnepanelen (onderdeel van het energiesysteem), het controleren van het zuurstofgehalte, het CO2-niveau en de druk in de basis, het controleren van de PH van het water en het zuurstofgehalte van het aquaponics-systeem, alsmede het gehalte aan voedingsstoffen in de bodem.

Elk bemanningslid moet minstens 30 minuten binnen trainen, of een wandeling van dezelfde duur buiten de basis maken, om spieratrofie te voorkomen.

          Na de eerste controles zal het team van de maanbasis contact opnemen met het commandocentrum op aarde om de situatie aan boord te rapporteren en informatie te vragen over de onderzoeksmissies die zij moeten uitvoeren.

Ten minste 2 bemanningsleden zullen te allen tijde aan boord blijven om toezicht te houden op de werking van kritieke systemen en de veiligheid van de basis te waarborgen. De rest van de astronauten kan verschillende taken uitvoeren, zoals het verkennen van de maanbodem, het creëren van nieuwe bases met behulp van 3D-printing, het uitvoeren van experimenten met het kweken van planten en dieren op het maanoppervlak met behulp van het aquaponics-systeem, het uitvoeren van experimenten op de maanbodem zelf, het uitvoeren van mijnbouwactiviteiten voor industriële redenen of onderzoek, en in de toekomst zelfs het uitvoeren van rondleidingen en het fungeren als basis voor toekomstige missies verder in het zonnestelsel.

Aan het einde van de dag keert al het personeel terug naar de basis, pakt alle gereedschap of instrumenten in die buiten de basis zijn achtergelaten, eet en geniet van wat vrije tijd. Ze kunnen praten met hun familie of vrienden op aarde, video's of media bekijken die vooraf zijn gedownload op de interne server, documentatie zoeken en publiceren en nog veel meer via het communicatiesysteem met hoge bandbreedte.

Andere projecten:

  Selene

 

  Nicolaus Copernicus High School No. 1
    Polen
  Apollo Project

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  Ster Explorers

 

  lycée COSTEBELLE
    Frankrijk
  Maan Gezant

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China