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.
INS VILADECAVALLS Terrassa-BARCELONA Spanje 17 3 / 0 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360
https://sites.google.com/iesviladecavalls.cat/tellus-mooncamp-challenge-2223/
Het kamp begint met een eerste ingang die naar een gang leidt waar je kunt ontgiften van de schadelijke deeltjes die op de maan aanwezig zijn. Vervolgens is er de suitekamer, gevolgd door nog een gang die naar de hoofdkamermodule leidt. De hoofdkamermodule heeft hermetische deuren voor de veiligheid en is zeshoekig aan de buitenkant, maar licht cirkelvormig aan de binnenkant om de zuurstofconcentratie en druk te verbeteren. We hebben gekozen voor de zeshoekige vorm omdat deze de ruimte optimaal benut.
Elke zijde van de zeshoek leidt naar een andere ruimte met extra deuren voor zuurstofbeveiliging: de laboratoriummodule, de serremodule, de communicatiemodule, de woonkamermodule (die de slaap-, badkamer-, eetkamer- en keukenmodules omvat) en de constructiewerkplaatsmodule die een ontsmettingsruimte voor voertuigen omvat.
Buiten hebben we een antenne voor communicatie gebouwd en zonnepanelen geïnstalleerd. Je vindt er ook de maanvoertuigen en het ruimteschip dat we gebruikten om van de aarde naar de maan te reizen.
Het doel van onze missie is om een voorloperbasis op te zetten die plaats biedt aan maximaal acht mensen voor toekomstige maanmissies. Tegelijkertijd zal de basis onderzoek vergemakkelijken naar de samenstelling van de maanbodem, inclusief de mogelijke aanwezigheid van bevroren water en mineralen, en verschillende wetenschappelijke experimenten mogelijk maken in de unieke omgeving van de maan met lage zwaartekracht (die een oppervlaktezwaartekracht heeft van 1,62 m/s² vergeleken met de oppervlaktezwaartekracht van de aarde van 9,81 m/s²). Deze onderzoeken zullen ons begrip van materialen, technologieën en biologische systemen in de maanomgeving verdiepen, zodat we informatie krijgen over toekomstige exploratie- en vestigingsinspanningen. De wetenschappelijke doelen sluiten aan bij bredere doelstellingen van maanonderzoek, waaronder het vergroten van ons begrip van het ontstaan van de maan, de geologie en het potentieel om menselijke verkenning en vestiging te ondersteunen.
De locatie die we voorstellen voor het maankamp is de Zee van Rust vanwege het grote, vlakke terrein, dat een geschikt gebied biedt voor de landing van ruimtevaartuigen en de bouw van een basis. We hebben vastgesteld dat deze locatie de beste combinatie biedt van toegankelijkheid, wetenschappelijk potentieel en operationele veiligheid.
Een van de belangrijkste factoren was het stralingsniveau, omdat straling sterk kan variëren afhankelijk van de locatie: het stralingsniveau in de Sea of Tranquility wordt beschouwd als relatief laag vergeleken met andere gebieden op de maan, waardoor het een veilige locatie is voor onze missie.
De keuze van de ideale locatie hangt echter ook af van de missiedoelen. Als het bijvoorbeeld de bedoeling was om naar bevroren water op de maan te zoeken, zou de Nobile- of Clavius-krater, die in de zuidelijke poolgebieden liggen, geschikter kunnen zijn.
De maanbasis bestaat uit vijf modules: een woonmodule waar astronauten kunnen rusten tijdens hun vrije tijd, een pakkenkamer en verschillende buizen die de verschillende modules met elkaar verbinden. De modules worden op aarde gebouwd en naar de maan vervoerd met het ruimteschip Starship van SpaceX. Eenmaal op het oppervlak zal een rover de modules naar de aangewezen locatie voor de basis brengen. Eenmaal gebouwd worden de modules bedekt met maanmateriaal om ze te beschermen tegen ruimtepuin en koude temperaturen.
Het is belangrijk om te weten dat de omgeving van de maan heel anders is dan die van de aarde, met barre temperaturen die kunnen variëren van -173°C (-280°F) tot 127°C (261°F), afhankelijk van de locatie. Bovendien heeft de maan geen atmosfeer die bescherming biedt tegen straling, wat een risico vormt voor de astronauten. Daarom moeten de materialen die worden gebruikt voor de bouw van de maanbasis zorgvuldig worden gekozen om ervoor te zorgen dat ze bestand zijn tegen de extreme omstandigheden op de maan en de astronauten beschermen.
Om ervoor te zorgen dat de basis geschikt is voor de harde maanomgeving, zal deze worden gebouwd van lichtgewicht materialen zoals aluminium voor de muren, met thermische isolatie tussen de muren om warmteverlies te voorkomen. De koepel en sommige deuren van de serremodule worden gemaakt van methacrylaat, een materiaal dat licht en duurzaam genoeg is om de harde maanomgeving te weerstaan.
Onze maanbasis is ontworpen om de astronauten die er verblijven uitgebreide bescherming te bieden in een zeer vijandige omgeving. Op de maan is er geen atmosfeer of bescherming tegen kosmische en zonnestraling, dus de basis zal bescherming moeten bieden tegen deze bedreigingen. Daarom is het grootste deel van de structuur van de basis gemaakt van maanmateriaal, waardoor het bestendiger en minder duur is om te bouwen. Daarnaast heeft de basis een geavanceerd systeem van hermetische deuren die automatisch sluiten in geval van luchtlekkage of in geval van nood.
Om de astronauten te beschermen tegen de lage temperaturen op de maan, zal de basis worden uitgerust met een reeks thermische isolatiematerialen in de muren en in de buitenste coating. Deze materialen helpen de warmte in de basis te behouden en voorkomen dat er maankoude binnendringt. De basis zal ook geavanceerde verwarmings- en koelsystemen hebben om de temperatuur voor de astronauten aangenaam te houden.
Bovendien zal de basis worden ontworpen om maximaal gebruik te maken van zonne-energie, een overvloedige en gratis energiebron op de maan. Aan de buitenkant van de basis worden zonnepanelen geïnstalleerd die de nodige energie leveren om de basis draaiende te houden en de uitrusting van de astronauten van energie te voorzien. De basis zal ook water- en luchtrecyclingsystemen hebben om de duurzaamheid van het leven op de maan te garanderen.
Samengevat is onze maanbasis een robuuste en resistente structuur, ontworpen om volledige bescherming te bieden aan de astronauten die er verblijven in een uitdagende en vijandige omgeving.
Water is een van de meest essentiële dingen om te overleven en daarom zal water op de maan schaars zijn. Om aan water te komen, zal onze basis de urine filteren die door de astronauten wordt geproduceerd en dat water kan worden gebruikt om te drinken en voor gewassen. We kunnen ook water halen uit het bevroren ijs dat in sommige kraters op de maan te vinden is. Maar voordat we kunnen bepalen of het veilig is om te consumeren, zullen we een aantal experimenten uitvoeren om er zeker van te zijn dat consumptie mogelijk is na filtratie.
Om te kunnen overleven hebben de astronauten voedsel nodig, dat gedurende een paar maanden door ESA zal worden verstrekt, maar daarna moeten de astronauten op een andere manier aan voedsel zien te komen. Hiervoor zal onze maanbasis een kweekruimte (kasmodule) hebben, waar verschillende groenten en fruit zoals aardappelen, wortelen, tomaten en maïs zullen worden gekweekt.
Lucht is ongetwijfeld de belangrijkste bron. Daarom kan onze basis niet alleen water filteren, maar ook de CO2 filteren die door de astronauten wordt geproduceerd en deze omzetten in O2 dankzij de microalgen, die tegelijkertijd een kleine hoeveelheid zuurstof kunnen genereren.
Om energie op te wekken en alle elektronische apparaten op de basis te laten werken, zullen we zonne-energie gebruiken om elektriciteit op te wekken via zonnepanelen rond de basis. Deze energie wordt opgeslagen in accu's voor het geval sommige zonnepanelen uitvallen of tijdens lange nachten.
Ons maankamp recyclet alles wat de astronauten produceren om de impact op het milieu op de maan te minimaliseren en de duurzaamheid van het leven op de basis te garanderen.
Het plastic afval zal worden gebruikt om filament te maken voor 3D printen en om gereedschap en reserveonderdelen te maken op de basis.
Voedsel- en afvalresten zullen worden gebruikt om compost te maken, dat zal worden gebruikt om planten te laten groeien. Dit vermindert de noodzaak om grote hoeveelheden voedsel en landbouwvoorraden van de aarde te sturen.
De urine die astronauten produceren wordt gefilterd, omgezet in drinkwater en opgeslagen in tanks voor persoonlijke consumptie en teelt. Daarnaast wordt ook vloeibaar afval verwerkt om schoon en veilig water te verkrijgen.
Naast deze systemen heeft de maanbasis ook een faciliteit voor het behandelen en opslaan van gevaarlijk afval, zoals gebruikte batterijen en andere giftige materialen.
Terwijl we ons voorbereiden op onze komende maankampmissie, is een van de grootste uitdagingen het onderhouden van communicatie met de aarde en andere maanbasissen vanwege de grote afstand. Om deze uitdaging aan te gaan, hebben we een mogelijke oplossing gevonden om de communicatie in stand te houden: het opzetten van een zendstation (met een antenne) in het maankamp om radiosignalen van en naar de aarde en andere maanbasissen te zenden en te ontvangen.
Het is belangrijk om rekening te houden met de tijdvertraging in de communicatie vanwege de grote afstand en dienovereenkomstig te plannen om de invloed op de werking van de maanbasis te minimaliseren. We moeten ook nadenken over redundantie in onze communicatiesystemen om een continue en betrouwbare verbinding te garanderen.
In ons maankamp zou het onderzoek zich richten op verschillende wetenschappelijke onderwerpen, waaronder geologie van de maan, een omgeving met lage zwaartekracht, biologie, technologie en robotica. Enkele voorbeelden van experimenten die we zouden kunnen uitvoeren zijn:
Maangeologie: We zouden de geologische kenmerken van de maan bestuderen, zoals de structuur van het inwendige, de samenstelling van de bodem en de aanwezigheid van waardevolle mineralen. We kunnen ook de rotsen en bodems analyseren die we van de maan meenemen om de geologische geschiedenis van de maan beter te begrijpen.
Zwaartekrachtarme omgeving: We bestuderen hoe de zwaartekrachtarme omgeving van de maan levende wezens beïnvloedt, waaronder mensen. We kunnen bijvoorbeeld bestuderen hoe de lage zwaartekracht de spieren en het cardiovasculaire systeem beïnvloedt.
Biologie: We onderzoeken of er leven is op de maan en of er omstandigheden zijn waarin leven mogelijk is. We zouden ook kunnen bestuderen hoe planten en dieren zich aanpassen aan de maanomgeving.
Technologie: We zouden nieuwe technologieën ontwikkelen om ons te helpen op de maan te leven en te werken, zoals lucht- en watervoorzieningssystemen, communicatiesystemen en voertuigen om het maanoppervlak te verkennen.
Robotica: We zouden robots kunnen gebruiken om gevaarlijke taken uit te voeren, zoals krateronderzoek en het verzamelen van monsters. We zouden robots ook kunnen gebruiken om experimenten uit te voeren op plekken die voor mensen moeilijk te bereiken zijn.
Astronomie: We zouden de kosmos observeren vanaf de maan, waar de afwezigheid van een atmosfeer en weinig kunstlicht nauwkeurigere observaties mogelijk zouden maken.
Ons astronautentrainingsprogramma voor een missie naar de maan zou het volgende inhouden:
Uitgebreide fysieke en psychologische training om zich aan te passen aan de leef- en werkomstandigheden in de ruimte, inclusief microzwaartekracht en blootstelling aan kosmische straling. Er moet speciale aandacht worden besteed aan geestelijke gezondheid en stressbeheersing tijdens de missie.
Training in het gebruik van specifieke wetenschappelijke en technische apparatuur, zoals ruimtepakken, maanvoertuigen en gereedschappen voor het verzamelen van monsters. Onderhouds- en reparatietraining moet ook inbegrepen zijn, om eventuele technische problemen tijdens de missie te kunnen oplossen.
Training in navigatie en besturen van maanvoertuigen, evenals maanwandelen en verlaten van het ruimtevaartuig. Er moet aandacht worden besteed aan de bijzonderheden van het maanoppervlak, zoals de aanwezigheid van kraters en rotsen, en hoe het voertuig onder deze omstandigheden moet worden bestuurd.
Ruimte overlevingscursus om te leren hoe om te gaan met noodsituaties in de ruimte, zoals verlies van het ruimteschip of uitval van kritieke apparatuur. Eerste hulp en cardiopulmonale reanimatietraining moeten ook deel uitmaken van de cursus.
Opleiding in planeetwetenschappen en geologie om de maanomgeving te begrijpen en de wetenschappelijke reikwijdte van de missie te plannen. Er moet aandacht worden besteed aan de identificatie en verzameling van gesteentemonsters en hun latere analyse in het laboratorium.
Simulaties van grondmissies om de taken en procedures te oefenen die tijdens de echte missie zullen worden uitgevoerd, waaronder communicatie met het ruimtestation en teamwerk met andere bemanningsleden.
Training in communicatie en teamwerk om een soepele communicatie en effectieve samenwerking met het missieteam en het ruimtestation te garanderen, evenals de coördinatie van activiteiten tussen de verschillende bemanningsleden.
Voor onze maanmissie zijn 4 voertuigen nodig: 2 maanrovers voor bodemonderzoek en het zoeken naar water in andere kraters, en 2 transportvoertuigen, één voor mensen en één voor materialen. Elke rover heeft een laadvermogen van 250 kilogram en een bereik van 150 kilometer op de maan, met een maximumsnelheid van 18 km/u. Het transportvoertuig voor mensen zal plaats bieden aan 4 astronauten, terwijl het transportvoertuig voor materialen een laadcapaciteit van 1,5 ton zal hebben en een hefsysteem om efficiënt materiaal te laden en te lossen. Alle voertuigen zullen met de SpaceX Starship-raket naar de maan worden vervoerd en worden achtergelaten met een intrekbare kraan. Elk voertuig zal worden uitgerust met geavanceerde communicatie-, navigatie- en veiligheidstechnologie om de effectiviteit en veiligheid van de missie te garanderen. We hebben een van de genoemde rovers specifiek ontworpen.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 