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.
DOUKAS SCHOOL Marousi-ATHENS Griekenland 15 2 / 0 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360
Onze missie is om een kamp te installeren in een lavabuis op de maan in overeenstemming met het VN-Maanakkoord. De naam van het kamp is "PETRALONA"Dit is een van de oudste grotten in Europa die door de prehistorische mens zijn gebruikt.
Fase 1- VOORBEREIDING. In eerste instantie zou een orbiter (mogelijk de Gateway) rond de maan een basis vormen voor bemande reizen van meerdere weken naar het maanoppervlak in een rover onder druk om gedetailleerde kaarten van het oppervlak en de ondergrond te maken. Een robotische sonde zal de ingang, wanden en tunnel van de Marius Hills buis onderzoeken op geschiktheid voor menselijke bewoning, de aanwezigheid van ijs en om logistiek te ontwikkelen.
Fase 2- BASE SETTLEMENT. Drie onbemande vrachtvluchten met de Ariane 6-raket en één bemande vlucht met het recycleerbare ruimtevaartuig van ESA zullen de lavabuis voorbereiden en primaire systemen installeren: lift, drukhabitat, energie-, communicatie- en levensvoorzieningssystemen.
Fase 3 - ZELFONTSPANNEND CAMP. In situ fabricage en assemblage van habitat- en infrastructuurconstructies. In situ life support en energieopwekking, winning van regolith, zuurstofextractie, waterproductie, zonnepanelen en andere energiecentrales, broeikas en brandstofproductie. Een op afstand bediende robotplantage voor de extractie van ijs en vluchtige elementen (N, H, C) zal worden gevestigd op het Aristarchus-plateau en een 300 km lange pijpleiding zal het met ons kamp verbinden.
Fase 4- BASE UITBREIDING. Fabricage en reparatie in situ. Maanverkenning en experimenten. Verkenning van de diepe ruimte, ondersteuning van reizen naar Mars en commerciële activiteiten.
De eerste buitenaardse menselijke nederzetting vestigen als een eerste stap om de activiteiten van de mens in het zonnestelsel uit te breiden en vooral als een tussenstation voor reizen naar Mars. Het zal dienen als een langetermijnexperiment om de permanente bewoning van een andere planeet met onvriendelijke leefomstandigheden ver weg van de aarde te bestuderen. Het is een geweldige kans om nieuwe technologieën uit te proberen in echte situaties, de logistiek van zo'n poging, de medische en psychologische problemen van de astronauten. De maan biedt een uniek wetenschappelijk laboratorium voor experimenten in natuurkunde, scheikunde, biologie, geologie en sociologie die niet op aarde kunnen worden uitgevoerd, met betrekking tot het ontstaan van de aarde en de maan, onze bescherming tegen bedreigingen vanuit de ruimte en voor geavanceerde observatie in de diepe ruimte met nieuwe telescopen. Daarnaast zal de winning van waardevolle grondstoffen van de maan (waaronder zeldzame aardmetalen, nieuwe mineralen en Helium-3), de productie van verhandelbare ruimteproducten en het toerisme de technologie bevorderen, de economische groei stimuleren en lonende vooruitzichten op werk creëren.
In een grottenbuis in het gebied van de Mariusheuvels met een dakraam (58 × 49 m en 40 m diep) en een dakdikte van 20-25 m, op coördinaten 14,2°N, 303,3°E. Zo'n habitat zou volledig beschermd zijn tegen straling, extreme temperatuurschommelingen, meteorietenbombardementen, statische elektriciteit en regolietstof. Door de extreem lage temperaturen bij de polen te vermijden, kan bijna 30% van de benodigde energie worden bespaard. Zo zijn grote reducties in gewicht, complexiteit, speciale protocollen en afscherming in vergelijking met oppervlaktehabitats haalbaar, waardoor de doelstellingen en de duur van wetenschappelijke missies kunnen worden uitgebreid, een groter aantal bemanningsleden (die onder routineomstandigheden en met verbeterde psychologie werken) en meer massa voor wetenschappelijke doeleinden kan worden geland. De evenaar is de gemakkelijkste plek om te landen en er is constante communicatie met de aarde, hoewel de maannachten een uitdaging vormen voor het vermogen. De rijpe bodem van het nabijgelegen Maria is rijk aan metalen. Water (>500-700 ppm), N, H en C in de vorm van pyroclastische afzettingen zijn belangrijk op het Aristarchus-plateau. De meest recente gegevens toonden een overvloed aan water opgeslagen in inslagglasparels.
Tijdens de voorbereiding zal er terrestrisch materiaal worden meegenomen, waaronder zelfontplooibare schuilplaatsen, zuurstof- en waterproductie/recycling-eenheden, voedsel voor één maand, zonnepanelen en opgeladen batterijen voor de nachtperiode, luchtsluismodules, aluminium, koolstofvezels, mijnkraan, twee robotrovers, antennes, 3D-printer, ruimtepakken, kleine hoeveelheden zuurstof, stikstof en waterstof.
Na het egaliseren van de tunnelvloer wordt het geselecteerde segment afgeschermd van het oppervlak door het dakraam ondoordringbaar af te dichten en vervolgens het onderliggende lumen aan weerszijden te blokkeren met luchtdichte muren. Openingen in het dak worden afgeschermd met doorzichtig keramiek van aluminiumoxynitride voor natuurlijke verlichting, samen met lampen die zichtbaar en infrarood, UV-A en UV-B licht uitstralen om zonlicht beter na te bootsen. Er wordt een ruimte onder druk gecreëerd gevuld met ademlucht van 1 atm.
Permanente habitats zullen worden gebouwd met behulp van afgietsels van regolith en 3D-printing met behulp van maanaarde. Kamp Petralona bestaat uit een centrale toren met één lift voor zware lasten en één voor personeel, die begint bij de tunnelvloer en zich uitbreidt via het afgeschermde dakraam naar het maanoppervlak in een koepelstructuur die beschermd is tegen straling door een 2 meter dikke regolietbedekking en keramische ramen heeft. Het is de hoofdingang voor bemanning en voertuigen via een luchtsluismodule. Rovers kunnen er ook luchtdicht aanmeren. Op het oppervlak bevinden zich ook het lanceerplatform, zonnepanelen en een beschermend omhulsel met een raket voor noodontsnapping.
Habitats die gebruik maken van een eenvoudig, goedkoop orthogonaal ontwerp zullen gemaakt worden van duurzame lichtgewicht materialen, met elkaar verbonden en met de basis van de toren parallel aan de grond via luchtsluismodules. Deze omvatten een gemeenschappelijke ontspannings- en activiteitenruimte, privékamers voor elke persoon (aangezien de behoefte aan persoonlijke ruimte van het grootste belang is), een controle- en communicatiecentrum, laboratoria, medische faciliteiten, broeikas, gebouwen voor recyclingsystemen, regolith-verwerking, elektrolyser, energieopslag, onderhoudsgarage en magazijn.
Een helling van het oppervlak naar de tunnelvloer zal een alternatieve toegang vormen. In de tunnel buiten de muren bevinden zich de brandstoftanks, de kerncentrale en paleoregolietmijnen.
Op het maanoppervlak zullen stof, zonnewind en statische elektriciteit van honderden volt, zoals in poolkraters, samen met extreme wisselende temperaturen tussen 127 C en min 173 C de gezondheid van de bemanning, elektronische apparaten, zonnepanelen en andere machines verslijten. Het bouwen van een maanbasis in een lavabuis levert aanzienlijke operationele, technologische en economische voordelen op. Ons kamp zal luchtdicht worden afgeschermd van de omgeving aan de oppervlakte, zodat er binnenin leefbare omstandigheden zijn met constante milde temperaturen rond 17 Celsius in vergelijking met de sterk wisselende dag/nacht temperaturen op het maanoppervlak. Bovendien wordt de hele binnenpost gevuld met ademlucht die onder een druk van 1 atm staat en via een pijpleiding verbonden is met een gebied dat rijk is aan water en vluchtige stoffen. Het dak van de geselecteerde lavabuis is bijna 25 meter hoog en biedt dus absolute bescherming tegen micrometeoroïden, meteorieten en kosmische straling, aangezien het conventionele stralingsschild slechts gedeeltelijk effectief is. Het is ook veilig tegen maanbevingen en heeft stevige eigenschappen. De overvloed aan ruimte maakt stapsgewijze uitbreiding van de basis mogelijk door extra habitats aan te sluiten via luchtsluismodules en in het geval van een beschadigd deel kan het eenvoudig van de rest worden geïsoleerd door de gedeelde luiken te sluiten. Bovendien is de communicatie met de aarde onbelemmerd doordat de basis dicht bij de aarde op het niveau van de evenaar ligt, waardoor de bemanning beschermd is tegen noodsituaties, vooral medische noodsituaties die onmiddellijke robotchirurgische interventie vereisen die op afstand wordt bestuurd door een gespecialiseerd team op aarde. Dankzij de beschermde omgeving en maximale thermische isolatie is er minder energie nodig, is de productie van voedsel eenvoudiger, zijn experimentele landbouw en regolithteelt haalbaar en is de behoefte aan water, lucht en elektriciteit kleiner en zuiniger. Werken in handige, gezonde, grote leefomgevingen, zonder zware ruimtepakken maakt het dagelijks leven dichter bij dat op aarde en verbetert hun psychologie en veiligheid.
WATER
Waterstof (uit maanregoliet, dat constant 40-50ppm door de zonnewind wordt geïmplanteerd of na elke landing uit de brandstofcellen van de landers wordt opgeschept) en zuurstof samenvoegen.
Water afkomstig van de zonnewind opgeslagen in glazen bolletjes over het hele maanoppervlak (7 × 1014 kg).
Pyroklastische afzettingen van water gewonnen uit nabijgelegen Aristarchus-plateau (>500-700ppm)
IJs vermengd met aarde in permanent beschaduwde gebieden of in het paleoregoliet van de lavabuis
Na de combinatie van waterstof met door de bemanning uitgeademde CO2 of met dat verkregen uit koude vallen op de maan (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Sabatier-reactie)
Door een streng recyclingsysteem
LUCHT
Productiefaciliteiten voor ademlucht (20% O2 en 80% Stikstof) creëren zuurstof
uit water met elektrolyse
van planten in de kas door fotosynthese
uit maanregoliet (als oxiden 40-45% zuurstof per massa) door reductie van regoliet met pyrolyse (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) of via een elektrolytisch proces met gesmolten zout.
Stikstof kan na verhitting samen met H2 en CO uit het marebasalt worden geëxtraheerd en via recyclingsystemen worden teruggewonnen.
FOOD
Snelgroeiende planten zoals boerenkool, zoete aardappel, tarwe, sla, komkommers, tomaten, sojabonen, quinoa, radijs, tuinkers, schimmels en aardappelen kunnen hydroponisch worden gekweekt in de kas die door LED's wordt verlicht.
Een aquacultuur met soorten met een bescheiden O2-behoefte, lage CO2-uitstoot, korte broedtijd en minimale energiebehoefte (5 tot 20 keer lager dan die van zoogdieren) zoals zeebaars en schartong waarvan de eieren van de aarde worden gestuurd. Mosselen en garnalen zijn echter superieure oplossingen in termen van ruimtebeslag en calorie-inname per massa.
Pluimveehouderij-eieren
Vleesproductie met behulp van gentechnologie in vitro celculturen
KRACHT
Een kernsplijtingssysteem van 40KW
Zonne-energie. De lange nacht kan worden tegengegaan door fotovoltaïsche array-centrales te bouwen op verspreide locaties, zodat ten minste één ervan altijd in daglicht staat, of een energiecentrale waar constant of bijna constant zonlicht is. Lasers kunnen energie van zonverlichte gebieden naar schaduwgebieden stralen. Of energie opslaan tijdens de 15 dagen met zonlicht.
Door zonne-energie aangedreven elektrolysers splitsen water in zuurstof en waterstof om drijfgas te vormen of om te worden gerecombineerd in regeneratieve brandstofcellen als opgeslagen energie.
Methaan uit de Sabatier-reactie en uit pyrolyse van plastic afval en bemanningsafval met zuurstof in situ.
Niet-herbruikbare spullen zullen worden gemaakt van fotochemisch afbreekbare materialen na blootstelling aan UV-straling van de zon, terwijl kleine stukken afval zullen worden verwerkt in een verbrandingsoven onder gebruik van zuurstof, waardoor het afvalvolume drastisch wordt verminderd. Alle overblijfselen kunnen worden begraven in een nabijgelegen basiskrater of een lavabuis met verzegelde ingang, die als stortplaats wordt gebruikt.
Verpakt afval kan worden weggeblazen van de Maan, bijvoorbeeld in de richting van de Zon (vooral voor giftige of radioactieve afvalstoffen) of in de atmosfeer van de Aarde voor een geplande destructieve terugkeer boven een onbewoond gebied.
In bioregeneratieve levensondersteuning verwerken planten en bacteriën al het oneetbare afval van voedsel, menselijke uitwerpselen en ander biologisch afval tot een soort meststof. Hygiënisch water, ongevoelige transpiratie, toiletspoeling gemengd met fecaliën en urine worden gerecycled met ultrafiltratie tot water om in de broeikas te gieten. Uitgeademde kooldioxide in de cabine in combinatie met waterstof zal water terugwinnen en methaan produceren (Sabatier-reactie).
Op de maan hebben radiogolfantennes altijd direct zichtcontact nodig. Satellieten in een baan om de maan maken dat gemakkelijker en ze werken ook samen voor het GPS-navigatiesysteem. Geavanceerde systemen die gebruik maken van Klystrons aan de kant van de evenaar zullen voortdurend communiceren met het aardse systeem van grondstations, waaronder de Deep Space Antennes. Lang-
Bereikcommunicatie met rovers of andere kampen wordt ook bereikt via de satellieten, terwijl korte communicatie mogelijk is met kleine dipoolantennes die tot tien kilometer ver kunnen zenden. Interne basiscommunicatie kan worden bereikt via ethernetkabels.
LTE/4G- of 5G-technologie zal worden getest voor communicatie op het maanoppervlak omdat het maanlandschap over het algemeen een open terrein is en elektromagnetische golven zich zelfs zonder atmosfeer voortplanten.
Lasergebaseerde optische communicatie tussen de aarde en de maan of tussen satellieten zal tot stand worden gebracht met optische telescopen als bundelverbreders, waardoor de overdracht van meer gegevens in minder tijd mogelijk wordt, zoals 4k-video-overdracht of tijdgevoelige robotchirurgie op afstand bestuurd vanaf de aarde.
TOPICS:
Astronomie, Ruimtewetenschappen, Biologie, Biotechnologie, Seismologie, Vulkanologie, Techniek, Robotica, Informatica, Sociologie
EXPERIMENTEN:
Telescopen geïntegreerd met geavanceerde prognostische algoritmen met hoge complexiteit voor vroegtijdige detectie van een botsing van een asteroïde met de aarde.
Radiotelescoop die de verre kant gebruikt als stabiel platform om straling uit het vroege heelal te bestuderen, beschermd tegen aardse radio-emissies en andere atmosferische storingen (bijv. wolken, maanlicht, vochtigheid).
Vloeibare spiegeltelescopen met lage temperatuur op beide polen observeren, vrij van thermische achtergrond, het heelal in het infraroodgebied om de oorsprong, evolutie en eigenschappen van het heelal te bestuderen.
Astrodeeltjesfysica (bijv. hoogenergetische netrino's, antideeltjes enz.)
Lunar laser ranging test algemene relativiteit en zoekt naar de aard van donkere materie.
Bemonstering van oude kraters op de maan om te bestuderen hoe het maan-aarde-systeem is gevormd
Zonnewind gebruiken voor energieproductie
Statische elektriciteitsvreters in de poolkraters gebruiken als energiebanken
Robotchirurgie op afstand onder microzwaartekracht voor noodsituaties, met onmiddellijke respons in realtime van het medisch centrum op aarde en overdracht van big data
Ultralichte materialen voor ruimtevaarttoepassingen
Gedrag en mechanismen van materialen in extreme omgevingen, lage zwaartekracht en in een omgeving met veel elektrostatisch stof
Geavanceerde robotica voor detectie van extreme omgevingen, mobiliteit, manipulatie en automatische en autonome detectie, kalibratie en reparatie.
Fabricage in de ruimte en autonome assemblage van constructies en ruimtevaartuigen
Elektrostatische levitatie met ionische-vloeistof ionenbronnen
Ontwikkeling van multi-megawatt ionenmotoren en antimaterievoortstuwing voor Mars
Vlees produceren in een laboratorium met behulp van vitrocelculturen afgeleid van dierlijke eiwitten.
Seismologie, vulkanologie van lavabuizen
Schadebestendige en zelfhelende materialen
Regolith-procestechnieken voor zuurstof-, water- en andere elementenextractie
Biosignaturen van buitenaards leven, vooral in lavabuizen
Experimentontwerp om gegevens te creëren die AI/ML-klaar zijn voor het kwantificeren van onzekerheid tegen misleidende correlaties, als oplossingsgids voor interplanetaire reizen en nieuwe ontdekkingsruimtes.
Hoe microzwaartekracht weefselgroei en wondgenezing beïnvloedt
Synthetisch bloed en huidproductie
Testen van technieken voor hoge afscherming om thermische of luchtverliezen en vluchtige verliezen tijdens het uitgraven te elimineren
Alle bemanningsleden, zowel de eerste als de reservebemanning, die geselecteerd zijn voor de Moon camp zullen samen trainen, omdat ze elkaar moeten leren kennen en ook moeten leren efficiënt samen te werken volgens de verdeelde rollen en verantwoordelijkheden die aan hen zijn toegewezen. Alle nieuwe astronautkandidaten, die verschillende professionele achtergronden en expertise hebben, moeten een gemeenschappelijke minimale kennisbasis bereiken. Ze moeten geneeskunde, talen, robotica en besturing, ruimtevluchten en ruimtesysteemtechniek, de organisatie van ruimtesystemen, landbouw en geavanceerde computerwetenschappen leren.
Ze zullen getraind worden in zwaartekrachtloze omgevingen, terwijl ze hun ruimtepak dragen, om klaar te zijn voor het maanwandelen.
Ze zullen zich bezighouden met technische disciplines, zoals elektrotechniek, aerodynamica, voortstuwing, baanmechanica, materialen en structuren, naast een introductie in wetenschappelijke disciplines, zoals onderzoek onder microzwaartekracht (in menselijke fysiologie, biologie en materiaalwetenschappen), aardobservatie, astronomie, en ruimterecht en intergouvernementele overeenkomsten betreffende de wereldwijde samenwerking in de ruimte.
Ze moeten worden geïnstrueerd om te leven, werken en wetenschappelijke experimenten uit te voeren in de extreme omgeving van de Maan door middel van een gedetailleerd hands on en augmented virtual reality overzicht van alle systemen van het kamp (bv. structuur en ontwerp van de habitat, opgravingsplaatsen, navigatie en besturing, thermische besturing, opwekking en distributie van elektrische energie, commando en volgen, levensinstandhoudingssystemen, algemene robotoperaties, rendez-vous en koppeling, systemen voor extra-vehiculaire activiteiten, nuttige ladingssystemen), evenals op de belangrijkste systemen van de ruimtevaartuigen en rovers die het kamp bedienen. Astronauten die zich voorbereiden op het verkennen van lavabuizen zouden training nodig hebben in het doorkruisen van verticaal ontwikkelde omgevingen en het verkennen van grotten met oneffen terrein, scherpe rotsen en rotsvallen, terwijl het lopen op de Maan gepaard gaat met stofophoping en elektrificatie.
Training omvat ook het leren omgaan met afwijkende situaties, storingsanalyse en herstel/herstelactiviteiten. Deze missies zijn niet volledig onafhankelijk zonder de aanwezigheid van robots. Dit opent een nieuwe weg naar interactie tussen mens en robot.
REIZEN VAN EN NAAR DE AARDE
Herbruikbare lander voor verticale landing voor bemanning en koppeling aan het ISS
Onbemande vrachtraket
Recyclebare lander
Stand-by raket voor noodevacuatie.
Vervoer tussen aarde en maan zonder raketten met behulp van een kabel gemaakt van koolstofnanobuisjes
VOERTUIGEN OP DE MAAN
Zwervers onder druk die aan de basis of aan een andere Rover koppelen.
All-terrain trekkers met aan de voorkant een aanbouwbaar bulldozerblad, die een watertank, laadbak of afvalbak vervoeren en een robotarm hebben die is uitgerust met een graafmachine/schop.
Telebediende kraan voor zwaar hijswerk,
Telebediend boor- en regolithgraafvoertuig.
Spoorbanen met magnetische levitatie
Kabelbanen onder druk die kunnen aanmeren op de basis.
MAANVERKENNING
Multi-Mission Exploration Vehicle met autonome levensinstandhoudingssystemen voor 4-8 astronauten en een bereik van 200 km, onafhankelijke telecommunicatie met de aarde, een drone aan boord, zuurstof- en waterrecyclingsmogelijkheden die de levensinstandhouding tot 14 dagen verhogen, een zonnepaneel en RFC. Kan ook worden gebruikt als toevluchtsoord totdat hulp van de aarde arriveert.
Telegestuurde DRONES, met waterstofperoxide-aandrijving of CO2-gasstralen of elektrostatische levitatie met een ionenstuwraket
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 