ontdekking interactief beeld

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projectgalerij

 

In Moon Camp Pioneers moet elk team een volledig Maankamp in 3D ontwerpen met behulp van software naar keuze. Ze moeten ook uitleggen hoe ze lokale middelen zullen gebruiken, astronauten zullen beschermen tegen de gevaren van de ruimte en de woon- en werkfaciliteiten in hun Maankamp beschrijven.

Zenith

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turkije    Turkije 15, 16   6 / 3 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

1.2 - Waarom wil je een Maankamp bouwen? Leg het hoofddoel van je Maankamp uit (bijvoorbeeld wetenschappelijke, commerciële en/of toeristische doeleinden).

Ons belangrijkste doel is om ons maankamp te gebruiken als basis voor wetenschappelijk onderzoek. In het verlengde van dit onderzoek verkennen we de Maan. Met onze bemande en onbemande maanrovers zijn we van plan missies uit te voeren waarbij we monsters van de maanbodem, rotsen enz. verzamelen en terugbrengen naar onze basis en deze monsters uitgebreid laten bestuderen door onze getrainde astronauten. Omdat we, zoals wetenschappers zeggen, geloven dat de maan een bron van waardevolle grondstoffen kan zijn. Om deze doelen te ondersteunen hebben we, zoals gezegd, laboratoria voor onze astronauten ingericht waar ze actief zullen werken. De laboratoria bieden ook een plaats waar onze astronauten onderzoek kunnen doen op het gebied van astronomie. Met dit als ons belangrijkste doel, denken we ook dat in de volgende fasen van het bouwen van dit maankamp, dat dient als een eerste stap, het zal leiden tot het vestigen van een permanente aanwezigheid op de Maan.

2.1 - Waar wil je je Maankamp bouwen? Leg je keuze uit.

We zijn van plan om onze hoofdbasis (Alpha) te vestigen in de Archimedes Krater (39,7° N, 4,2° W), die in het zuidwesten van de Maan ligt. De vlakke bodem van de krater biedt een relatief stabiel oppervlak voor de bouw van een maanbasis en landingsplaats voor ruimteraketten, en de stabiele temperatuur maakt het een geschikte plek voor astronauten om te wonen en onderzoek te doen. Daarnaast heeft de krater ondergrondse waterbronnen die essentieel zijn voor het in stand houden van leven en het opwekken van energie.

Omdat zonlicht meestal 14 dagen per maan de De Gerlache Crater (88,71°S, 68,7°W) richel bereikt, hebben we besloten om EGEC te vestigen op de richel, die slechts 220 kilometer (136 mijl) verwijderd is van de Archimedes Crater. De heuvelrug is ideaal voor het opwekken van energie met waterstofzonnepanelen omdat er 98% van de dag zonlicht is.

2.2 - Hoe wil je je maankamp bouwen? Bedenk hoe je de natuurlijke hulpbronnen van de Maan kunt gebruiken en welke materialen je van de Aarde zou moeten meebrengen. Beschrijf de technieken, materialen en je ontwerpkeuzes.

Om de hoofdstructuren van onze basis te maken, gebruiken we onze grote 3D-printers. Na het bouwen van onze hoofdstructuur zijn we van plan om een beschermlaag te maken, die zal bestaan uit maanregoliet, zodat we de meest beschermde maanbasis kunnen bouwen.

We zullen de regoliet van de maan gebruiken om de bases te bouwen omdat;

  • Omdat de Maan een dunne atmosfeer heeft en een harde plek is om te leven, kan het regoliet van de Maan een beschermlaag vormen en een schild zijn voor straling en meteorieten.
  • Door regolith van de Maan en het onderzoek ernaar kunnen wetenschappers specifieke informatie over de Maan leren en begrijpen, zoals de vorming van de Maan. Daarnaast kunnen wetenschappers het regoliet onderzoeken om meer te leren over de geologie en geschiedenis van de maan.
  • Maanregoliet kan nuttig zijn voor landbouw in broeikassen. Het kan gemengd worden met andere mineralen en water voor een hoog rendement.
  • Maanregoliet is een goede bron van mineralen, zoals ; oxiden, sulfiden, fosfaten en inheemse metalen die we willen ontginnen met onze mijnbouwrover.

Concluderend: als er regolith op de Maan wordt gevonden, zou het gemakkelijk zijn om snel bases te bouwen nadat astronauten zijn geland.

2.3 - Hoe beschermt en beschermt jullie maankamp de astronauten tegen de harde omgeving van de maan?

Maanregoliet, dat ijzer, aluminium en silicium bevat, is een beschermer en absorber van straling en heeft een hoog reflectievermogen.

Het is ook een goed materiaal om beschermd te worden tegen meteorieten door te fungeren als een barrière tegen meteorieten en schade aan de basis en apparatuur te voorkomen. Bovendien kan het de inslag van meteorieten absorberen, wat gevaarlijk zou zijn voor de maanhabitat.

Bovendien biedt het thermische isolatie voor de basis en de apparatuur op het maanoppervlak. Met behulp van de laag die het biedt, kan het warmte absorberen en afgeven en helpt het in feite bij het reguleren van de temperatuur.

Als het gaat om bescherming tegen mogelijk gevaar, hebben we twee manieren en één noodplan dat we gaan overeenkomen.

Allereerst gaan we een waarschuwingssysteem gebruiken dat meteorieten detecteert die op de maan en de basis afkomen. Afhankelijk van de snelheid en grootte van de meteoriet en de locatie waar hij gevonden wordt, gaan astronauten zich verplaatsen afhankelijk van de omstandigheden:

Plan 1: Als de meteoriet klein genoeg is om onze basis niet te beschadigen, worden de astronauten van de basis naar de schuilkelder onder onze basis gebracht, zodat deze wordt omringd door dik maanregoliet dat veiligheid biedt. Nadat het gevaar is geweken, zullen astronauten de schade aan de basis ontdekken en dan zullen ze beginnen met het repareren van de basis via rovers.

Plan 2: Als de meteoriet groot en dicht bij onze basis is, activeren we ons noodplan om zo snel mogelijk na onze evacuatie via rovers naar onze Bravo-basis te gaan.

3.1 - Hoe zal uw maankamp de astronauten voorzien van duurzame toegang tot basisbehoeften als water, voedsel, lucht en elektriciteit?

Om voor water te zorgen, zijn we van plan om ijswater te verzamelen rond de plaatsen die in de schaduw liggen. Om infecties te voorkomen, wordt dit ijswater gesmolten en gefilterd. Het laatste product, gefilterd water, zal worden opgeslagen in watertanks voor toekomstige behoeften. Daarnaast zal het Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELISSA) worden gebruikt om schoon water te hebben voor dagelijks gebruik (urine, hygiënisch gebruik enz.).

 

Om te voorzien in voedselbronnen gebruiken we grondloze landbouw (hydrocultuur). In dit systeem, dat zelfs onder ongunstige landbouwomstandigheden producten garandeert, wordt op een gecontroleerde manier voldaan aan de water- en voedingsbehoeften van de planten. In grondloze landbouw wordt het risico op ziektes die voortkomen uit de grond direct geëlimineerd, is er minder behoefte aan extra arbeid en worden er meer producten verkregen door het proces. Een van de belangrijkste voordelen is dat hydroponische systemen slechts 10% van het water gebruiken dat in normale landbouw wordt gebruikt. Bovendien zijn er plannen om voedingssupplementen met veel eiwitten, vitaminen en mineralen te produceren met behulp van een bepaald soort groene algen genaamd "Chlorella" in onze biodome.

 

Als het nodig is, wordt de zuurstof geleverd door waterstofpanelen op zonne-energie en een biodome. Naast het zuiveren van water via MELISSA, zijn we van plan om Co2 om te zetten in O2 via microalgen. Volgens sommige schattingen kan 1 kg algen tussen de 1 en 2,5 kg zuurstof produceren. Als je bedenkt dat het dagelijks zuurstofverbruik van een mens gemiddeld 0,75 kg is, is deze methode, hoewel ze op dit moment niet als tweede wordt gebruikt, een bijzonder efficiënte manier om zuurstof te produceren.

Als energiebronnen gaan we drie verschillende manieren gebruiken: waterstofpanelen op zonne-energie, fusiereactoren en de energie die we winnen door afval te verbranden. Gedetailleerde uitleg van deze methoden wordt gegeven in het gedeelte over de externe viewer.

3.2 - Hoe zal uw maankamp omgaan met het afval dat de astronauten op de maan produceren?

We zijn van plan om afval op verschillende manieren aan te pakken:

De eerste manier om hiermee om te gaan is composteren. Organisch afval op de Maan kan worden omgezet in grond door compostering en het kan worden gebruikt voor het kweken van planten en landbouw.

De tweede manier om met afval om te gaan is door het te verbranden met zuurstof. Tijdens dit proces wordt organisch afval in het afval verbrand en als gevolg van dit proces komt er energie vrij die gebruikt kan worden als grondstof voor onze basis, naast waterstofzonnepanelen en fusiereactoren. Aan de andere kant, hoewel deze optie ons energie oplevert, kan het ook een aantal nadelen met zich meebrengen. Om deze mogelijke gevolgen te voorkomen, moet er aandacht worden besteed aan de inhoud van de materialen die worden gecomposteerd en moeten de gassen die na de verwerking kunnen ontstaan onder controle worden gehouden, zodat ze niet schadelijk zijn voor de atmosfeer.

3.3 - Hoe zal je maankamp communicatie onderhouden met de aarde en andere maanbasissen?

Om communicatie met andere basissen mogelijk te maken, worden satellieten gebruikt die werken in de VHF-band van het radiogolvenspectrum. De satelliet die is ontworpen om deze communicatie te verzorgen, heeft een mastontwerp om de satelliet aan de grond vast te maken en het verlies van signaalsterkte te beperken. Bovenop deze structuur is er de rompstructuur, die het elektronische circuit en de beweegbare satellietschotel bevat, die ook het verlies van signaalsterkte zal verminderen door de schotel naar een andere satelliet te richten.

Daarnaast wilden we voor de communicatie met de aarde ook de satelliet in onze hoofdbasis gebruiken om te communiceren met een satelliet die in een baan om de aarde draait. De belangrijkste reden waarom we een satelliet buiten de atmosfeer hebben gekozen om de communicatie te verzorgen, is om mogelijk signaalverlies te voorkomen.

4.1 - Op welk(e) wetenschappelijk(e) onderwerp(en) zou het onderzoek in jouw Maankamp gericht zijn? Leg uit welke experimenten je van plan bent te doen op de Maan (bijvoorbeeld op het gebied van geologie, lage zwaartekracht, biologie, technologie, robotica, astronomie enz.)

In onze wereld worden veel wetenschappelijke studies uitgevoerd. Het overbrengen van deze onderzoeken naar de Maan kan ons veel voordelen opleveren. We geloven ook dat sommige onderzoeken uitgebreider kunnen worden gedaan op de Maan. Bijvoorbeeld:

Astronomie: Het lege land geeft ons ook de mogelijkheid om grote telescopen en laboratoria te bouwen om mee te werken. Met onze hightech telescopen kunnen we de sterren, sterrenstelsels en nog veel meer beter bekijken.

Geochemie: Deze tak van wetenschap biedt ons de kans om de chemische processen waaruit de Maan en de mineralen in de ondergrondse bronnen bestaan van dichtbij te observeren. Deze informatie kan de bron zijn voor toekomstig onderzoek en experimenten.

Proeftuin voor toekomstige technologie: Met braakliggend land en een gebrek aan menselijke activiteit kunnen toekomstige projecten worden getest zonder nare gevolgen. Dit kan ons helpen om vrij te experimenteren met onze technologie en ze sneller te ontwikkelen met de resultaten in ons achterhoofd.

Nieuwe hulpbronnen: Het is een algemeen bekend feit dat de grondstoffen op aarde beperkt zijn, wat ons brengt tot een nieuw probleem: "Waar kunnen we nieuwe grondstoffen vinden om te gebruiken? Dit is waar het oppervlak van de maan, rijk aan elementen en verbindingen, van pas komt. We kunnen deze grondstoffen verzamelen, opslaan en gebruiken voor onze andere experimenten of behoeften.

Maanseismologie: Maanseismologie kan gedefinieerd worden als beweging van de grond, zoals maanbevingen en bewegingen aan het maanoppervlak. Hoewel er al verschillende seismografische meetsystemen zijn geïnstalleerd, zijn er nog steeds beperkingen en is er nog steeds te weinig informatie beschikbaar. Nieuwe bevindingen kunnen leiden tot nieuwe manieren om energie te verkrijgen met behulp van maanbevingen.

En er kan meer onderzoek worden gedaan.

5.1 - Wat zou u in uw astronautenopleidingsprogramma opnemen om de astronauten op een maanmissie voor te bereiden?

Na de selectie van astronauten zullen ze een trainingsprogramma van minstens drie tot vier jaar doorlopen, zoals dat wordt geïmplementeerd bij ESA, voordat ze voor het eerst de ruimte in gaan.

Als eerste stap krijgen ze een basistraining die 12 maanden duurt. Gedurende deze tijd leren de astronauten alle systemen van het ruimtestation, transportvoertuigen en de principes van robotoperaties. Bovendien leren ze hoe ze een maankamp moeten opzetten, waterstofpanelen op zonne-energie, zuurstof in een biodome enz. Ze worden geïnformeerd over de principes van het systeem dat ze nodig hebben. Ook zullen ze wennen aan het leven zonder zwaartekracht en hun lichaam besturen in een omgeving zonder zwaartekracht.

Na de basistraining krijgen ze pre-assignment training waarin ze meer leren en hun kennis over ruimtestationsystemen ontwikkelen en speciale trainingen volgen op verschillende plaatsen zoals Houston in de VS, Star City in Rusland, JAXA's Tsukuba Center in Japan en Saint-Hubert/Montreal in Canada.

Na deze voorbereidingsstappen zijn de astronauten klaar om aan een missie te worden toegewezen en begint de training over de missie die ze toegewezen krijgen. Tijdens dit proces worden ze getraind met hun bemanning om ze aan elkaar te laten wennen. Bovendien leren ze hun verantwoordelijkheden en hoe ze moeten samenwerken. Daarnaast worden ze geïnformeerd over wat ze moeten doen in een noodsituatie en over evacuatieplannen.

Na hun aankomst in het ruimtestation of op de maan zullen ze hun training voortzetten door middel van live communicatie tussen de aarde en video's. Ook zullen ze nog steeds robot- en ruimtevaartoperaties leren door deze live en op simulatie uit te proberen. Ook zullen ze nog steeds robot- en ruimtevaartuigoperaties leren door ze live en in simulatie uit te proberen.

5.2 - Welke ruimtevaartuigen heeft jouw toekomstige maanmissie nodig? Beschrijf de voertuigen in je Moon camp en bedenk hoe je van en naar de aarde zult reizen en nieuwe bestemmingen op het maanoppervlak zult verkennen.

Er zijn 3 rovers ontworpen voor astronauten om hun missies op de maan tot een goed einde te brengen. De belangrijkste taken van deze rovers zijn constructie, boren, opslag en vervoer van astronauten. Een van de belangrijkste elementen in de ontwerpen waren de wielen van de rovers. De wielen van de rovers zijn geïnspireerd op het mecanumwiel en de wielen van de Mars Volharding Rover. De belangrijkste kenmerken van deze wielen zijn dat ze bestand zijn tegen de moeilijkheden die zich kunnen voordoen op het maanoppervlak en dat ze het transport vergemakkelijken. Specifiek is het kenmerk van Mecanum wielen dat ze op elke manier kunnen bewegen. Tegelijkertijd heeft de inspiratie van de Mars Volharding Rover ervoor gezorgd dat het voertuig 360 graden kan draaien. Aan de andere kant, gezien het transport van en naar de aarde, gebruikten we de biomimicry van sprinkhaanpoten op de maanmodule om de landing te vergemakkelijken en sneller op te stijgen.