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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    Frankrijk 16, 17   4 / 2   Eerste plaats - Lidstaten van het ESA


Externe viewer voor 3d project

Beschrijving van het project

Konstantin Tsiolkovsky schreef in 1911: "De aarde is de wieg van de mensheid, maar men kan niet eeuwig in een wieg leven." Wat de mensheid in de afgelopen 60 jaar heeft bereikt is volkomen ongelooflijk, dankzij mensen die hun hele leven hebben gewijd aan de verkenning van de ruimte. En nu willen we de "wieg" opnieuw verlaten, voor iets groters: maandenlang onafgebroken op de maan blijven.

Het belangrijkste doel van onze missie genaamd "Here We Are Back !" ( HWAB-I ) is om de meest voorzorgsmaatregelen te nemen, volgens de bevindingen van wetenschappers en onderzoekers, om onze astronauten te allen tijde veilig te houden. Onze basis zal bestaan uit 5 ruimten waaronder een serre die op een kleine berg wordt geplaatst om een grote hoeveelheid licht terug te winnen, en zal uiteraard in alle vitale behoeften van de astronauten voorzien. We plannen deze missie voor een periode van 8 jaar met een bemanning die elke 145 aardse dagen wisselt. Bovendien is de ambitie van onze missie gebaseerd op in-situ hulpbronnen te gebruiken. Het zou inderdaad erg duur zijn om alle benodigde hulpbronnen vanaf de aarde te sturen en er zouden te veel vluchten voor nodig zijn, nog afgezien van het percentage mislukkingen bij het opstijgen.

Daarnaast zullen wij ten volle gebruik maken van de spectaculaire technologische vooruitgang, bijvoorbeeld door astronauten met Ariane 6 aan boord van de Orion-module te sturen, door de Lunar Gateway ( LOP-G ) te gebruiken omdat deze een grote rol speelt bij missies, en door veel rovers te sturen plus ultrageavanceerde luchtondersteunde structuren.

2.1 Waar wilt u uw Maankamp bouwen?

Wij besloten onze basis op de zuidpool van de maan te plaatsen naast een kleine berg in de buurt van de Shackleton Krater om vele redenen :

Om te profiteren van het aanwezige zonlicht ongeveer 90% per lunatie. Inderdaad, we zullen genoeg zonne-energie in elektriciteit kunnen omzetten om de hele basis en de rovers te voorzien. Door onze kas op de berg te plaatsen, zullen we nog langer energie terugwinnen.

Temperatuurschommelingen zijn correct, en het oppervlak stelt ons in staat om een paar Permanently Shadowed Regions ( PSRs ) in de buurt te vinden.

Toen de sonde LCROSS in 2009 neerstortte op de PSR van de Cabeus-krater, niet ver van onze basislocatie, werd in het uitgeworpen stof een interessante hoeveelheid watermoleculen gedetecteerd. Het maanregolith bevat ook een grote hoeveelheid zuurstof. De Zuidpool is voor ons dus de beste plaats om de levensnoodzakelijke hulpbronnen te exploiteren, zowel in kraters als op het oppervlak.

2.2 Hoe ben je van plan je Maankamp te bouwen? Beschrijf de technieken, materialen en je ontwerpkeuzes.
  • Eerste fase "αlpha" :

Een eerste rover zal worden gestuurd om in een kleine berg te graven om de installatie van de vitale ruimte in zijn binnenste voor te bereiden. Bovendien zal het uitgegraven regolith worden gewonnen, geborgen en gebruikt om de rest van de basis te bedekken.

Op dit punt zullen 4 opvouwbare luchtondersteunde structuurmodules worden geleverd. Astronauten aan boord van de LOP-G zullen tijdens een reeks missies de basislocatie bereiken om de structuren aan elkaar te koppelen met tunnelconnectoren, en om alle vitale systemen te installeren ( eerder overgebracht vanaf de Gateway tijdens de missies met behulp van de Europese Large Logistics Lander ( EL3 )). Deze zelfde astronauten zullen ook ontegenzeggelijk van groot belang zijn vanaf het Station door een groot deel van de rover installaties te volgen en te controleren.

Aan boord van de toekomstige Heracles-lander zal ook een 3D-printende rover worden gestuurd. Deze rover zal het uit de bergen gewonnen regolith in combinatie met urine omzetten in een 3D-printbaar vast materiaal, om zo een beschermende laag op de basisstructuren te printen.

Wij gaan ervan uit dat er vooralsnog geen voldoende krachtige robot-arm rover is ontworpen om onze kas te plaatsen, maar de haalbaarheid daarvan is in de komende jaren volledig verzekerd.

  • Tweede fase "βêta" :

Onze ijsdelver "Neptune" zal landen en beginnen met zijn extractie proces om de aankomst van de astronauten voor te bereiden.

Zodra het kamp volledig operationeel is, na het opstijgen met de Ariane 6 aan boord van de Orion-module en het aankoppelen aan de LOP-G, zullen de astronauten op de basis landen en met de missie beginnen.

2.3 De omgeving op de maan is erg gevaarlijk voor de astronauten. Leg uit hoe jouw Maankamp hen zal beschermen. (maximaal 150 woorden)
  • Een 1,5 meter dikke laag van een uiterst resistent materiaal, gemaakt van een combinatie van urine en regolith, zal de basis bedekken en de astronauten beschermen tegen micrometeorieten en kosmische plus zonnestraling. Ook de vitale ruimtekoepel zal in de kleine berg staan en een veel hogere bescherming bieden.
  • De luchtledigheid van de maan is een ander groot probleem. Daarom zal de basis worden verdeeld in 2 compartimenten dankzij 1 luchtsluis in de vitale ruimteconnector, die de mogelijkheid biedt om te schuilen in geval van luchtlek in één compartiment. Om een stabiele en leefbare temperatuur te behouden, wordt de basis thermisch geïsoleerd met silica-aerogel. Het isolerend vermogen ervan is uitstekend, maar bovenal kan het worden gemaakt met het silicium en de zuurstof die in de regolith aanwezig zijn.
  • Astronauten zullen 29,5/29,5 in telecommunicatie met de aarde zijn waardoor uitzonderlijke steun en samenwerking met de bemanningen van de missie en hun familie mogelijk is, maar ook om hen te waarschuwen in geval van dreigend gevaar.
2.4 Leg uit hoe jouw Maankamp de astronauten zal voorzien van:

Water
Voedsel
Vermogen
Air

Astronauten zullen water nodig hebben voor velerlei gebruik : drinken, verbouwen van groenten, produceren van raketergols dankzij de elektrolyse ervan voor toekomstige missies, en meer te weten komen over de geschiedenis van de maan.
Dus, onze rover "Neptune" zal het ijswater exploiteren in permanent beschaduwde gebieden in de buurt van de basis ( Shackleton, de Gerlache en de krater tussen deze twee ), en zal dit ijs terugbrengen om te worden opgeslagen nadat het is gesmolten tot vloeistof en gefilterd. Om dit te doen, zal de rover worden verbonden met een zonnestralen reflectie toren eerder geïnstalleerd op de rand van expeditie kraters : Neptunus en de toren zijn met elkaar verbonden dankzij hun antenne, en de spiegel beweegt automatisch om de zonnestralen te reflecteren in de baan van het zonnepaneel.
We zullen ook het Micro-Ecological Life Support System Alternative ( MELiSSA ) gebruiken om water uit het dagelijkse leven te recycleren en te zuiveren : urine, hygiënisch gebruik, transpiratie...

Wij zijn van plan om op de berg een serre te installeren, verdeeld in 2 ruimtes. In de eerste zullen groenten groeien in vruchtbare grond ( geproduceerd door anaerobe compostering ). We hebben gekozen voor microtomaten omdat ze zo snel groeien, en voor komkommers (die niet gekookt hoeven te worden). De tweede is het hydroponische compartiment waar zoete aardappelen zullen groeien vanwege hun hoge gehalte aan vitaminen en koolhydraten. We zullen de hydrocultuur verbeteren omdat we weten dat het de perfecte manier is om groenten te telen gedurende een lange tijd, met gebruik van veel minder water.
De kas stelt planten in staat hun dagelijkse cyclus te respecteren : 9 uur blootstelling aan de zon, 15 uur "nacht" door gebruik te maken van een systeem van origamipanelen. Het glas van de serre vermindert de ontvangen zonne-energie, en laat alleen de golflengtes door die nodig zijn voor de fotosynthese. Bovendien zullen tijdens de maannachten LED's met reflectoren de continuïteit van de plantengroei bewaren.

Aangezien de zonnestralen bijna de hele tijd op onze locatie aanwezig zijn, is dit de beste energiebron om elektriciteit op te wekken voor de basis en de zwervers.
Een groot aantal fotovoltaïsche panelen zal worden geïnstalleerd rond de basis, op de kas (systeem voor het plaatsen van panelen), en op de berg. Het zal meer dan 80% van onze elektriciteitsbronnen vertegenwoordigen.
Wij zullen ook de elektrolyse van water gebruiken om de molecule in zuurstof en waterstof te splitsen, om elektriciteit te produceren met behulp van een brandstofcel. Maar dit zal niet de belangrijkste energieproductie zijn, aangezien water zeer kostbaar zal zijn.
Omdat het ongeveer 3,5 dagen nacht is op de maan, gaan we de elektriciteit opslaan in supercapacitorbatterijen om ze indirect te gebruiken en de basis van stroom te voorzien zelfs als het zonlicht de panelen niet bereikt. Bovendien zou dit de astronauten kunnen beschermen tegen een onvoorziene disfunctie van een stroomvoorzieningssysteem.

Lucht is ongetwijfeld de belangrijkste hulpbron. Het Micro-Ecological Life Support System Alternative zal niet alleen water recycleren, maar ook de CO2 die door de astronauten wordt uitgestoten, omzetten in O2 dankzij micro-algen, zodat zij een permanente lus van autonomie kunnen krijgen. Ook al zal de volledige toepassing van dit systeem nog jaren op zich laten wachten, het is voor ons de meest efficiënte manier om een bemande ruimtemissie van lange duur mogelijk te maken.
Bovendien zullen wij een luchtventilatie installeren om de lucht af te voeren en de astronauten te beschermen tegen de afwezigheid van luchtconvectiefenomenen in microzwaartekracht. De astronauten zouden immers kunnen omkomen als zij steeds hun eigen uitgestoten CO2 zouden inademen.
Namelijk dat de missieteams op aarde ook aan de astronauten op elk moment een abnormale verandering van de luchtdruk kunnen melden.
(We blijven de evolutie van het roverproject van Thales Alenia Space volgen over de extractie/raffinage van zuurstof uit de regolith).

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

HWAB-I zal vooral een wetenschappelijke missie zijn, de hele tijd ondersteund door missiebemanningen op Aarde en astronauten aan boord van de LOP-G. Het zal een volledige voorbereiding zijn voor toekomstige missies naar Mars, omdat we het psychologische effect van een missie op zo'n afstand van de Aarde zullen beseffen, en omdat we over een lange periode elk systeem zullen kunnen aanpassen om het zo handig mogelijk te maken voor de toekomst. Bovendien zullen wij de haalbaarheid testen van de productie van raketergols door gebruik te maken van in-situ grondstoffen : waarom zou de Maan niet het vertrekpunt zijn van toekomstige missies ?

Wij zullen ook toestaan dat journalistieke reizen worden voorbereid ( 2 of 3 ) om publiekelijk verslag uit te brengen over hoe de astronauten leven, wat zij in het dagelijks leven doen, en om de wereld te tonen dat deze missie een reëel nut heeft.

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

Het is waar dat een voortdurend actieve basis productiever zou zijn, maar de samenwerking tussen de 2 astronauten is het belangrijkste punt voor de geestelijke gezondheid en veiligheid. Zij zullen daarom een tijdsverschil van slechts 2,5 uur in hun dag hebben.

Na het ontwaken controleert de eerste astronaut op het dashboard of alles naar behoren werkt ( luchtdruk en ventilatie, elektriciteitsvoorraad, reserve waterhoeveelheid... ). Als alles operationeel is, gaat hij naar de serre om de plantengroei te inspecteren en de dagelijkse groenten te verzamelen. Daarna kan hij naar de werkkoepel gaan om te experimenteren met ergolproductie uit regolith.

Het is tijd voor de andere astronaut om wakker te worden. Beide teamgenoten wassen zich gelijktijdig, en ontbijten samen : het moment voor hen om een nieuwe samenwerkingsdag te bespreken en te appreciëren.

Een uur later maken ze zich klaar voor een Extra Base Activity ( EBA ) : de tweede astronaut wordt door zijn maat geholpen om zijn EBA pak aan te trekken en naar buiten te gaan via de luchtsluis aan de ingang. Steeds in radiocontact met de andere astronaut dankzij de antenne, zal hij : regolith stalen nemen op strategische plaatsen, de basissystemen inspecteren en herstellen indien nodig, de door Neptunus meegebrachte ijs tank recupereren en omwisselen met een andere lege tank om de rover terug op missie te laten gaan. Als alles klaar is, keert hij terug naar de basis via de luchtsluis, en de beide astronauten plaatsen de ijstank in het automatische smelt- en filterproces.

Na het eten wordt 2 uur gewijd aan een sportsessie die verplicht is in de routine van de astronauten. Vanwege de microzwaartekracht is het gewicht sterk verschillend, zodat de uitrusting speciaal is ontworpen om in deze omstandigheden te worden gebruikt. Na afloop van hun sessie komen ze voor het scherm bijeen om een videogesprek te voeren met de teams en hun familie. Ook al zijn zij de meest voorbereide astronauten uit de geschiedenis, we mogen niet vergeten dat zij bovenal mensen zijn en contact moeten houden met de mensen die dicht bij hen staan.

Dan, terwijl de tweede astronaut verder werkt, met inachtneming van de 2,5 uur vertraging, valt de eerste in slaap terwijl hij toekijkt De Bleke Blauwe Stip foto om hem eraan te herinneren dat zelfs als onze wieg de Aarde een quark in het heelal is, op de Maan Ze verschijnt als een tweede zon die nog steeds dicht bij hem blijft en de ogen van de astronauten doet glinsteren.

Andere projecten:

  Laten we een kop thee drinken.

 

  Shanghai QingPu Senior High School
    China
  Conatur Lunar

 

  Oldham Hulme Grammar School
    Verenigd Koninkrijk
  nul

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  Stars Align

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China