moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleri 2020-2021

I Moon Camp Pioneers er hvert lags oppdrag å 3D-designe en komplett måneleir ved hjelp av Fusion 360. De må også forklare hvordan de vil bruke lokale ressurser, beskytte astronautene mot farene i rommet og beskrive bo- og arbeidsfasilitetene.

Team: Space Hive

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Polen 16, 15

Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

Basen vår er grunnlaget for en ekte selvbærende koloni på månen. Da vi designet den, fokuserte vi på størst mulig selvforsyning og funksjonalitet for hvert enkelt element, samtidig som vi husket det viktigste, nemlig komforten til astronautene som oppholder seg i den. Tillegg, som en kunstig kontrollert dag- og nattsyklus eller planter i rommene, skal redusere stresset blant astronautene og ta vare på deres mentale helse. Basen er designet for minst fire personer, men med et større antall kan inndelingen i boligmoduler for fire personer bidra til å utvikle en følelse av små samfunn, noe som vil lette arbeidet og arbeidsfordelingen. Både beliggenheten og utstyret på basen gjør det mulig å gjennomføre en rekke eksperimenter og effektivt gjennomføre ytterligere romutvidelser.

Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi har bestemt oss for å bygge månebasen vår på månens sørpol, på kanten av Shackleton-krateret. Så vidt vi vet, finnes det vannis og andre flyktige stoffer der. Den potensielle tilstedeværelsen av vann ville løse problemet med å skaffe det og ville ikke kreve kostbar transport fra Jorden. Hvis vi plasserer basen vår på kraterkanten, vil det også gjøre det enklere å forsyne basen med elektrisitet. På kanten av krateret vil solenergien strømme inn nesten kontinuerlig, og det vil derfor være mulig å omdanne solenergi til elektrisk energi nesten kontinuerlig ved hjelp av solcellepaneler. Det betyr også at det blir mindre temperaturvariasjoner, noe som kan være farlig for komponenter som er utsatt for termisk ekspansjon. Ifølge topografiske kart over området har det en helling på ca. 6-7 grader, noe som gjenspeiles i modellen vår.

Hvordan planlegger du å bygge måneleiren din? Beskriv teknikkene og materialene du vil bruke.

Først skal det sendes ut en speiderrover. Når den har funnet et egnet sted, skal den klargjøre et flatt område der Workshop-delen med roverne, solcellepanelene og 3D-printerne skal lande. Roverne vil være autonome, men kommunikasjonsforsinkelsen mellom Jorden og Månen er kort nok til at et menneske effektivt kan styre en rover i tilfelle problemer. I første omgang skal verkstedet fungere som en driftsbase, være utstyrt med batterier og kunne produsere reservedeler til robotene. Vi planlegger å 3D-printe basens tak, vegger og de fleste møblene ved hjelp av månebetong, der hovedbestanddelen er måneregolitt, en ressurs som det finnes rikelig av på månens overflate. Basen vil bestå av sekskantede rom for å maksimere effektiviteten i materialbruken og gjøre det enkelt å utvide den. Rommene vil bli belagt med et lag syntetisk gummi innvendig, slik at de kan fylles med en atmosfære. Lufttrykket inne i rommene vil være tilstrekkelig til å bære vekten av et ca. 4 meter tykt regolittisk strålingsskjold. For å minimere mengden støv som innbyggerne kan ta med seg inn i basen, vil romdraktene aldri gå direkte inn i basen, men i stedet la mannskapet gå inn i dem gjennom luker på baksiden. Etter at trykkeprosessen er ferdig, kan annet nødvendig utstyr fraktes fra Jorden sammen med astronautene og settes opp på måneoverflaten.

Miljøet på månen er svært farlig for astronautene. Forklar hvordan din måneleir vil beskytte dem.

Miljøet på Månen er svært farlig, så en av våre prioriteringer er å sørge for full sikkerhet for astronautene som befinner seg på basen. En av de største farene som venter menneskene på Månen, er kosmisk stråling, som er opptil 200 ganger sterkere enn på Jorden. Det har imidlertid vist seg at det er lavere strålingsnivåer i nærheten av store kratere, så plasseringen av basen vår i Shackleton-krateret vil delvis løse dette problemet. Ytterligere beskyttelse vil også bli gitt av baseveggene, som er ca. 4 meter tykke og laget av månejord. Disse veggene vil også gi beskyttelse mot mikrometeoritter og de ekstremt lave temperaturene som finnes på månen.

Forklar hva måneleiren din vil gi astronautene:
Vann
Mat
Elektrisitet
Luft

ISS har i utgangspunktet en 2000 liters vanntank for et mannskap på seks personer. Basen vil imidlertid også bruke vann til dyrking av planter, dyr, mikrober og vannelektrolyse. For å dekke dette behovet vil basen ha en maksimal vannlagringskapasitet på ca. 30 000 liter, noe som også vil gjøre det mulig å utvide basen ytterligere. Astronautene vil ta med seg noe vann, men det meste av vannet vil bli hentet av rovere fra nærliggende flyktige forekomster i Shackleton-krateret. Utåndingsvannet vil bli fanget opp av luftbehandlingsenheten og ført tilbake til vannforsyningen. Urin vil bli filtrert og ført tilbake til tankene. Alt biologisk avfall vil bli resirkulert for bruk som plantegjødsel og dyre- eller mikrobefôr når det er mulig.

Hydroponisk dyrking kommer til å spille en nøkkelrolle i matforsyningen på stasjonen. Hydroponiske hager vil bruke lysdioder med utvalgte lysbølgelengder (for det meste rødt) for å minimere energisløsing. Hver person som reiser til månen, vil få en forhåndsbestemt, individuell diett som dekker det totale kaloribehovet, samt makro- og mikroelementer. På bakgrunn av disse dataene vil det være mulig å planlegge proporsjonene av dyrkede planter på forhånd. I tillegg planlegger vi å skaffe protein i form av såkalt "kultivert kjøtt". Denne teknologien blir stadig mer avansert, så vi ønsker å bruke den i basen vår. Til å begynne med vil stamcellebeholdningen bli hentet fra Jorden, men etter hvert som vi får kontroll på dyreavlen i basen, vil vi ta celler direkte fra dyrene. Ved å gi astronautene tilgang til sunne måltider som ligner mest mulig på dem de spiser på jorden, vil vi ta vare på både den fysiske og mentale helsen deres.

Fordi basen vår ligger på den delen av Shackletons rand som er en "topp av evig lys", vil den motta nesten kontinuerlig solstråling. Som et resultat vil den kunne klare seg utelukkende på solenergi det meste av tiden. Lagring av strøm er imidlertid avgjørende for å kunne utføre krevende operasjoner som vannelektrolyse eller metallraffinering på stedet, og det er også netter som kan vare i opptil sju jorddøgn. For å løse disse problemene vil basen ha en rekke energilagringsløsninger. Til å begynne med skal basen bruke lette litium-ion-batterier og solcellepaneler som fraktes fra jorden, og senere skal den utvides med solcellepaneler og flytende metallbatterier som bygges på stedet. Hvis det viser seg at det ikke er mulig å bygge batterier, kan basen utstyres med store svinghjul laget av komprimert regolitt som sveves opp via spinnstabilisert maglev (mangelen på atmosfære og den lave tyngdekraften gjør dem mye enklere å bruke enn på jorden).

Oksygenet kommer fra en rekke prosesser. Det vil være et produkt av fotosyntesen i de hydroponiske hagene og et biprodukt av metalloksidraffinering via elektrolyse. Det kan også komme fra vannelektrolyse, men uten et oksidasjonsmiddel vil det produserte hydrogenet være ubrukelig som drivstoff. Siden karbon er en begrenset ressurs på Månen, vil vi forsøke å resirkulere så mye CO2 som mulig ved hjelp av fotosyntese. Inerte gasser som nitrogen og argon gjennomgår ingen reaksjoner, så de kan brukes i det uendelige så lenge det ikke oppstår lekkasjer. Vanndamp som produseres ved pusting, vil bli fanget opp og gjeninnført i vannforsyningen.
I en nødsituasjon kan oksygenlys brukes som en rask og pålitelig kilde til pusteluft.

Forklar hva som vil være hovedformålet med måneleiren din (for eksempel: kommersielle, vitenskapelige og/eller turistformål).

De første gruppene av astronauter som sendes til basen vår, vil prøve å gjøre seg kjent med miljøet på månen og gjennomføre de mest nødvendige vitenskapelige eksperimentene. En viktig del av forskningen vil dreie seg om å studere hvordan mennesker og dyr reagerer på langvarig opphold på månen, samt å forbedre jordbruksteknologi, telekommunikasjon og energiproduksjon som senere kan brukes på jorden. Forhåpentligvis vil basen også fungere som et interplanetarisk knutepunkt som kan forsyne skip på vei til Mars med mat og drivstoff. I fremtiden kan den bli en kilde til billigere materialer for bygging av store rominstallasjoner og skip på grunn av den lavere tyngdekraften. Basens fleksibilitet gjør det også mulig å utvide basen og avvike fra de opprinnelige målene, med fokus på flere kommersielle muligheter, turisme eller utvikling av store kolonier.

Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i Moon Camp.

Da vi designet rombasen vår, fant vi ut at det mest effektive arbeidssystemet ville være å tilpasse hver astronauts dagsplan. Dette vil gjøre det lettere å utføre spesialiserte oppgaver og gjøre det mulig for minst to personer å holde seg våkne, selv med en liten besetning. Planene for hver dag vil til å begynne med bli sendt fra kontrollsenteret på Jorden, og etter hvert som basen utvikler seg, vil de enkelte besetningsmedlemmene få ansvaret for å legge dem for resten av gruppen.

På begynnelsen av dagen, etter å ha gjort seg klar til jobb, går astronautene for å sjekke den nyeste informasjonen på skjermen, som samtidig orienterer dem om deres nåværende oppgaver, skreddersydd til deres spesialitet. Noen vil ha som oppgave å utføre forskning, eksperimenter og arbeid i laboratoriet, andre vil ta seg av dyrestell og plantedyrking, mens andre vil kontrollere arbeidet i basens moduler, reparere aktuelle skader og vedlikeholde rovernes tekniske tilstand.

Etter at astronautene har gjennomgått timeplanene sine, går de til fellesrommet for å spise en personlig tilpasset frokost - som alle andre måltider.

Deretter tar astronautene fatt på oppgavene de har fått tildelt. Etter å ha fullført de første oppgavene går astronautene til et treningsstudio som er koblet til medisinrommet, og der blir de introdusert for sin personlige treningsplan for den aktuelle dagen. Etter treningsøkten går astronautene igjen til fellesrommet for å innta sitt andre måltid. Det vil være svært viktig å planlegge dagen slik at astronautenes måltider overlapper hverandre så mye som mulig, selvfølgelig vil noen spise lunsj og andre middag. Poenget er imidlertid å sikre menneskelig kontakt og bygge en følelse av fellesskap blant astronautene.

Etter lunsj, hvis situasjonen tillater det, har astronautene fritid. De kan underholde seg selv med videospill, virtuell virkelighet, bøker eller musikk. De kan også ringe familien eller tilbringe litt tid med andre astronauter eller dyr. Deretter går de tilbake til pliktene sine en stund frem til kvelden. På slutten av dagen spiser de middag og går til soverommene sine. Slik ser en gjennomsnittlig, rolig dag ut på månebasen vår.



← Alle prosjekter