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.

Snail from moon

Openbare school #4 na Zhiuli Shartava  Rustavi-Kvemo Kartli    Georgia 14, 15   5 / 2 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

Het project is gemaakt voor de Maankamp 2022-2023 wedstrijd. In het kader van het project creëerden we een wetenschappelijk maankamp "Slak van de Maan" dat de mogelijkheid biedt om de processen die daar plaatsvinden te bestuderen. We zochten naar officiële informatie op internet, bestudeerden, bewerkten en creëerden een driedimensionaal model met behulp van Fusion 360.

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

Wetenschappelijk onderzoek is het belangrijkste doel van het Maankamp. Het zal wetenschappers ongekende mogelijkheden voor onderzoek bieden.
Het belangrijkste voordeel van ons kamp is de mogelijkheid om langdurig onderzoek en experimenten uit te voeren. Wetenschappers zullen de maan als basis kunnen gebruiken om de maan en haar omgeving te observeren, de geologie van de maan, de samenstelling van haar oppervlak en de stralingsomgeving te bestuderen. Voor de kolonisatie van planeten/manen is het van cruciaal belang om de effecten van het leven in de ruimte op de gezondheid van de mens te begrijpen, dus een ander mogelijk onderzoeksgebied zou de studie van de effecten van de ruimte op de mens kunnen zijn. Het zou een testlocatie kunnen zijn voor de ontwikkeling van technologieën en protocollen die nodig zijn voor ruimtemissies van lange duur.
Moon Camp zal een belangrijke stap voorwaarts zijn in het onderzoek naar de maan en het heelal. Dit geeft wetenschappers de kans om innovatief onderzoek te doen en onze kennis van het heelal en de ruimte uit te breiden.

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

Een kamp bouwen op de zuidpool van de maan heeft verschillende voordelen. De aanwezigheid van ijs in schaduwkraters is er één van, omdat water een essentiële bron is die kan worden gebruikt om een basis te onderhouden en brandstof te maken. Ook kan het gebruikt worden om de geschiedenis van het zonnestelsel te bestuderen door isotopen te analyseren.
Een ander voordeel van het bouwen van een kamp op de zuidpool is de strategische locatie voor ruimteonderzoek. De zuidpool ligt in de buurt van plaatsen van wetenschappelijk belang, zoals het Aitken Basin. De regio biedt ook mogelijkheden voor het observeren van de maan en het monitoren van de zonnewind en het ruimteweer.
Tot slot zou de bouw van de basis daar unieke mogelijkheden voor internationale samenwerking kunnen creëren. Veel landen en ruimtevaartorganisaties hebben interesse getoond in verkenning van de maan, en een gemeenschappelijk maankamp op de Zuidpool zou een centrum kunnen worden voor wetenschappelijk onderzoek, technologische ontwikkeling en samenwerking op het gebied van menselijke verkenning.

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.

3D-printtechnologie kan een revolutie teweegbrengen in de bouw van structuren op de maan, in het bijzonder het gebruik van de maanregoliet als bouwmateriaal. Het proces bestaat uit het gebruik van een 3D-printer om lagen regoliet af te zetten in een vooraf bepaald patroon om de gewenste structuur te creëren.
Een van de voordelen van het gebruik van 3D printtechnologie op de maan is dat er minder materiaal vanaf de aarde hoeft te worden getransporteerd, omdat regoliet als bouwmateriaal kan worden gebruikt. Regoliet is overvloedig aanwezig op het maanoppervlak en is naar schatting voldoende om een basis te bouwen. Een ander voordeel van 3D printtechnologie is de flexibiliteit die het biedt op het gebied van ontwerp. Structuren kunnen worden ontworpen voor specifieke behoeften en kunnen worden aangepast aan bestaande omgevingen en hulpbronnen. 3D printtechnologie maakt een snelle en efficiënte constructie mogelijk, wat belangrijk is in dergelijke ruwe en afgelegen omgevingen. Er zijn echter ook enkele uitdagingen verbonden aan 3D-printen op de maan. Een van de belangrijkste uitdagingen is de noodzaak om een printer te ontwikkelen die kan werken in een ruwe maanomgeving, met inbegrip van hoge stralingsniveaus en extreme temperatuurschommelingen. Ook zal regolith moeten worden verfijnd en verwerkt om ervoor te zorgen dat het bruikbaar is als constructiemateriaal. Ondanks deze uitdagingen biedt 3D-printtechnologie een veelbelovende benadering voor het bouwen van een maankamp die duurzaam, kosteneffectief en efficiënt is. Met voortdurend onderzoek en ontwikkeling zou 3D printtechnologie een cruciale rol kunnen spelen in het mogelijk maken van menselijke exploratie en wetenschappelijk onderzoek op de maan.

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

Het beschermen van astronauten tegen de barre maanomgeving is de topprioriteit van het kamp. De maan heeft geen atmosfeer, het oppervlak is verzadigd met intense straling, extreme temperaturen en micrometeoroïden. Daarom moet het maankamp zo worden ontworpen dat de bevolking adequaat wordt beschermd. Een van de belangrijke aspecten van bescherming is het bieden van veilige leefruimte. De structuren van het maankamp moeten bestand zijn tegen inslagen van micrometeoroïden en isolatie bieden tegen extreme temperatuurschommelingen op het maanoppervlak. Bovendien moeten de structuren worden uitgerust met luchtsluizen om de verspreiding van ademlucht te voorkomen, zodat er een stabiel binnenmilieu ontstaat.

   Een ander belangrijk aspect van astronautenbescherming is het voorzien in een betrouwbaar en robuust levensinstandhoudingssysteem om ervoor te zorgen dat de bewoners continu worden voorzien van voldoende zuurstof, water en voedsel. Het is ook belangrijk om het afval daar te recyclen, om de behoefte aan voorraden van de aarde tot een minimum te beperken. Een maankamp heeft ook een goede stralingsafscherming nodig om de bevolking te beschermen tegen de hoge stralingsniveaus op het maanoppervlak. Dit kan worden bereikt door materialen zoals water, regoliet en metaallegeringen te combineren om een beschermende barrière rond de structuren te vormen (deze materialen kunnen op de maan zelf worden gewonnen).

   Naast deze fysieke bescherming moet de maanbasis een betrouwbaar en duurzaam communicatiesysteem hebben om contact te houden met de aarde en actuele informatie te ontvangen over ruimteweer en andere mogelijke bedreigingen. De bewoners moeten ook regelmatig worden getraind in noodprocedures en evacuatieprotocollen om hun veiligheid in geval van nood te garanderen.

   Het beschermen van astronauten vereist een combinatie van fysieke bescherming, levensinstandhoudingssystemen, stralingsbescherming en communicatie- en trainingsprotocollen. Door bij het ontwerp van het maankamp zorgvuldig rekening te houden met deze factoren, zou het mogelijk zijn om een veilige leefruimte te creëren voor menselijk wetenschappelijk onderzoek.

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

Camp zal systemen voor het winnen en recyclen van water uit lokale bronnen moeten integreren. Eén benadering is het winnen van water uit het maanregoliet. Dit water kan worden behandeld en opgeslagen om te gebruiken als drinkwater of voor andere doeleinden.
Voor de voedselvoorziening heeft een maankamp een duurzaam en betrouwbaar voedselproductiesysteem nodig. Met hydrocultuur, het kweken van planten in voedselrijk water, kunnen verse groenten en fruit worden geproduceerd in een gecontroleerde omgeving zonder dat er grond of grote hoeveelheden water nodig zijn. Ook algen of andere micro-organismen kunnen worden gebruikt als voedselbron omdat ze snel en efficiënt groeien in een gesloten systeem.
We zullen een betrouwbaar en duurzaam energieopwekkingssysteem nodig hebben. De maan ontvangt continu zonlicht, waardoor zonne-energie, via zonnepanelen, een haalbare optie is. Een andere benadering is het gebruik van kernenergie, hetzij via een kleine splijtingsreactor of radio-isotopen thermo-elektrische generatoren, die de warmte van het verval van radioactieve isotopen omzetten in elektriciteit. Dit biedt een betrouwbare en langdurige energiebron, maar vereist zorgvuldige behandeling om de veiligheid te garanderen en milieuvervuiling te voorkomen. Beide bronnen kunnen samen worden gebruikt. Als de RTG-voorziening uitvalt, worden de zonnepanelen gebruikt. Zonnepanelen zullen echter geen permanente energiebron zijn, de belangrijkste energiebron voor het maankamp zal kernenergie zijn.
We hebben een betrouwbaar en efficiënt luchtzuiveringssysteem nodig dat afvalstoffen uit de lucht verwijdert en voor een constante toevoer van zuurstof zorgt. Eén benadering is het gebruik van planten om zuurstof te produceren door middel van fotosynthese, wat ook een bron van nieuw voedsel is. Een andere benadering is het gebruik van luchtfiltersystemen die verontreinigende stoffen kunnen verwijderen en een stabiel en gezond binnenmilieu kunnen handhaven. Voordat we planten kweken, kunnen we water afbreken in H2 en O2, waardoor we zowel zuurstof als brandstof voor de raket krijgen.

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

Het maankamp moet een afvalbeheersysteem hebben om het afval van de astronauten op de maan te verwerken. Eén benadering is om een gesloten kringloopsysteem te gebruiken dat zoveel mogelijk afval recyclet, waardoor er minder herbevoorradingsmissies nodig zijn en het milieu minder belast wordt. Dit systeem omvat technologieën voor het verwerken en opslaan van verschillende soorten afval, zoals voedselafval, menselijk afval en andere soorten afval. Organisch afval kan worden gecomposteerd of gebruikt als meststof voor plantengroei, terwijl anorganisch afval kan worden gerecycled of met behulp van 3D-printtechnologie kan worden omgezet in nuttige grondstoffen. Afval dat niet kan worden gerecycled of hergebruikt, moet veilig worden opgeslagen om milieuvervuiling te voorkomen. Het afvalbeheersysteem moet zorgvuldig worden ontworpen om een efficiënte, duurzame en veilige omgeving voor astronauten te bieden.

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

Communicatie onderhouden met de aarde en andere maanbasissen is cruciaal voor het succes en de veiligheid van het maankamp. Hiervoor heeft het maankamp een communicatiesysteem nodig dat zorgt voor een betrouwbare en efficiënte overdracht van data, spraak- en videosignalen over lange afstanden. Eén benadering is het gebruik van een netwerk van satellieten in een baan om de maan die signalen kunnen versturen tussen het maankamp en de aarde of andere maanbasissen. Hiervoor is een communicatie-infrastructuur nodig met antennes, zenders en andere apparatuur. Het communicatiesysteem moet bestand zijn tegen de zware omstandigheden op de maan, zoals extreme temperaturen, straling en inslagen van micrometeorieten. Het moet ook regelmatig worden onderhouden en bijgewerkt om optimale prestaties te garanderen. Daarnaast moeten er protocollen en procedures voor noodcommunicatie en back-upsystemen worden opgesteld op de maanbasis om de communicatie te waarborgen in het geval van uitval van apparatuur of andere onvoorziene omstandigheden.

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.)

Wetenschappelijk onderzoek tijdens het Maankamp heeft als doel onze kennis te vergroten op verschillende gebieden zoals geologie, astronomie en technologie. Dit zijn de onderzoeksonderwerpen waar het Maankamp zich op zal richten:

De Maan is een geologisch rijke omgeving en onderzoek in het Maankamp zal ons helpen meer te ontdekken over het ontstaan en de evolutie van de maan. Eén experiment zou kunnen bestaan uit het boren in het maanoppervlak om rotsmonsters te verzamelen voor analyse, waardoor we de samenstelling en geologische geschiedenis van de maan beter kunnen begrijpen.
De zwaartekrachtarme omgeving van de maan biedt een unieke kans voor onderzoek op gebieden zoals menselijke fysiologie en materiaalkunde. Astronauten kunnen bijvoorbeeld experimenten uitvoeren om de effecten van langdurige blootstelling aan lage zwaartekracht op het menselijk lichaam te bestuderen of om de eigenschappen van nieuwe materialen in deze omgeving te testen.
De maanomgeving biedt ook de mogelijkheid om de effecten van straling en andere factoren op levende organismen te bestuderen. Er kan onderzoek worden gedaan naar de groei en ontwikkeling van planten in een omgeving met weinig zwaartekracht, wat ons kan leren hoe we voedsel kunnen verbouwen voor toekomstige lange ruimtemissies.

 

Een maankamp zou een proeftuin kunnen worden voor nieuwe technologieën en robotica die ontworpen zijn voor ruimteverkenning. Robots zouden bijvoorbeeld kunnen worden ingezet om gebieden op de maan te verkennen die moeilijk toegankelijk zijn voor mensen, of om te helpen bij het bouwen en onderhouden van een maankamp.
 De locatie van de maan en het gebrek aan atmosfeer maken het een ideale plek voor astronomische observaties. Het maankamp zou telescopen en andere apparatuur voor ruimteonderzoek kunnen huisvesten, zoals het observeren van het heelal op golflengten die door de aardatmosfeer worden tegengehouden.

Onderzoek dat wordt uitgevoerd op het Maankamp zal bijdragen aan het begrijpen van de Maan en het heelal daarbuiten en zal de weg vrijmaken voor toekomstige ruimteverkenning en kolonisatie.

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

 Om astronauten voor te bereiden op een missie naar de maan, moet het trainingsprogramma een breed scala aan vaardigheden en kennis omvatten, waaronder fysieke fitheid, technische kennis en psychologische weerbaarheid. Hier volgen enkele voorbeelden van wat een astronautentrainingsprogramma zou kunnen omvatten:

Fysieke fitheid: Astronauten moeten in uitstekende fysieke conditie zijn om de ruwheid van de ruimtereis en de maanomgeving te kunnen weerstaan. Lichaamsbeweging omvat cardiovasculaire oefeningen, krachttraining en uithoudingsactiviteiten zoals zwemmen en hardlopen. Daarnaast is er specifieke training nodig voor de uitdagingen van het werken in een omgeving met weinig zwaartekracht, zoals lopen of rennen in een ruimtepak.

Technische vaardigheden: Astronauten moeten een aantal technische vaardigheden beheersen, waaronder het besturen van ruimtevaartuigen en maanvoertuigen, het bedienen van wetenschappelijke apparatuur en het uitvoeren van ruimtewandelingen. De training moet simulatie en oefening met de apparatuur omvatten, evenals instructie over procedures en protocollen voor verschillende scenario's.

Psychologische weerbaarheid: Astronauten moeten mentaal voorbereid zijn om de isolatie, opsluiting en stress van een maanmissie aan te kunnen. De training moet bestaan uit stressmanagementtechnieken, teambuildingoefeningen en simulaties voor noodsituaties om het uithoudingsvermogen en de teamvaardigheden op te bouwen.
   Het astronautenopleidingsprogramma moet uitgebreid en rigoureus zijn, ontworpen om astronauten voor te bereiden op de unieke uitdagingen van een maanmissie en om de veiligheid en het succes ervan te garanderen.
Maanwetenschap en -geologie: Astronauten moeten op de hoogte zijn van de wetenschappelijke doelen van de missie en de geologie van de maan. De training bestaat uit klassikale instructie, excursies naar plaatsen op aarde die vergelijkbaar zijn met de maan en simulaties van wetenschappelijke experimenten die op de maan zullen plaatsvinden. Interculturele communicatie: Het astronautenteam zal waarschijnlijk bestaan uit mensen uit verschillende landen, dus er is training nodig om effectieve communicatie en teamwork over culturele en taalverschillen heen te vergemakkelijken.

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.

Ten eerste is er een ruimteschip nodig dat mensen kan vervoeren. Het moet naar de maan en terug kunnen reizen en tegelijkertijd een veilige omgeving voor de astronauten bieden tijdens de reis. Daarnaast zou er een raket nodig zijn om het ruimteschip te lanceren. Zodra het ruimteschip de maan bereikt, is er een maanlander nodig om de astronauten van het ruimteschip naar het maanoppervlak te vervoeren. Deze lander moet in staat zijn om de astronauten terug te brengen naar het ruimteschip voor hun terugkeer naar de aarde. NASA's Artemis-programma is momenteel een van de beste voor maanlandingsmissies.
Er zijn verschillende robotvoertuigen nodig om rond de maan te reizen. Rovers zijn de beste manier om rond het maanoppervlak te reizen, deze voertuigen kunnen worden gebruikt om wetenschappelijke experimenten uit te voeren en gegevens te verzamelen. Voor een toekomstige missie naar de maan zijn verschillende ruimtevoertuigen nodig, waaronder ruimtevaartuigen, raketten, maanshuttles en robotvoertuigen.