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: Prosjekt ZLE

King Kekaulike videregående skole  Pukalani    De forente stater 16, 17

Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

Vi har designet en måneleir med den hensikt å ha et ekstremt sikkert, i stor grad modulbasert og toppmoderne anlegg som kan innlede en ny æra med måneeksperimenter. I kjernen har vi skapt en base med sikkerhet som førsteprioritet. Nesten alle systemene er trippelredundante, slik at hele systemet kan fortsette å fungere uten feil bare fordi ett aspekt går galt, slik det ofte gjør i den nye tids romforskning. Deretter satte vi et mål om at hele systemet, ikke bare Habs, skulle være fullt modulært, men også sikkert. Vi tok dette i betraktning og designet alt for å være lett utskiftbart i innvendige og utvendige oppsett, i stand til å monteres og demonteres ved hjelp av en ydmyk drill. Til slutt innlemmet vi noen av romindustriens mest banebrytende design innen strøm- og vannkulminasjon, samt utviklet noen av våre egne teknologier for å takle månens tøffe overflate.

Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi valgte å bygge vår måneleir på kanten av Sydpolen, i Shackleton-krateret. Vi valgte dette stedet fordi

1) Den ligger langt nok fra den virkelige polen til å redusere miljøeffektene av å etablere en base på polen, for eksempel stråling, vind, temperaturendringer og måneskjelv. 

2) Kanten av dette krateret opplever nesten konstant sollys, noe som gjør det mulig for solparken vår å jobbe med maksimal kapasitet så lenge som mulig, og bare stole på andre reservekraftkilder når det er absolutt nødvendig.

3) Kraterbunnen har en ekstremt lav temperatur, der det kan være vann som er frosset under overflaten, og fungerer som en av få mulige vannkilder for basen vår.

4) Leting i det "evig mørke" området i kraterets sentrum kan gi muligheter for viktige vitenskapelige oppdagelser.

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

Vi planlegger å montere måneleiren ved å skyte opp komponenter fra jorden og sette dem sammen på månens overflate. De sekskantede stålbunnplatene, støttene og bly- og karbonfiberkomposittveggene for hver bolig vil bli pakket i varmebestandig glødetråd og skutt opp sammen fra et romfartøy i bane rundt månen. Nedstigningen vil bli bremset ved hjelp av styreraketter som ligner de som brukes i NASAs SkyCrane. Når pakken er trygt plassert på måneoverflaten, vil den markere sin posisjon og signalisere at den er klar for menneskelig interaksjon og montering. Et landingsfartøy med astronautene ville deretter lande innen 50 meter fra stedet, slik at et støtteteam av astronauter, assistert av roboter og kraftverktøy, kunne montere baseveggene og sette under trykk og oksygenere minst én modul, der de deretter kunne omgruppere og forberede seg på videre utvidelse av basen, slik oppdraget krevde.

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

For oss var sikkerhet viktigst i designprosessen. I nesten alle aspekter av designet vårt har vi minst to sikkerhetskopier, i tilfelle et første aspekt svikter. Vi skapte, fra bunnen av, et coilover-lignende fjæringssystem for å støtte hele basen. Hovedformålet bak dette designet ville være å gi en demping til måneskjelv, men også skape en jevn overflate inne i hab, i tilfelle basen måtte plasseres litt i en skråning. Vi valgte også å lage en komposittvegg, med hovedsakelig lette materialer som karbonfiber og glassfiber, med et ytre lag av bly for å reflektere stråling. Siden vi ikke er direkte på polen, forutser vi at dette vil være nok til å forhindre at månestråling kommer inn i hab, og hvis det i praktisk testing viser seg å ikke være det, kan ekstra lag med blyinfundert maling eller filament legges til utsiden av basen.

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

For å forsyne forskerne våre med vann trenger basen vår en reserve av vann som må hentes fra jorden til å begynne med. Med denne reserven planlegger vi å bruke en destillasjonsprosess og avfukting av atmosfæren for å gjenvinne vann. I likhet med prosessen som brukes på romstasjonen, skal denne prosessen være 99% effektiv, slik at bare små mengder vann må sendes fra jorden. I tillegg skal måneis samles inn og behandles slik at den kan filtreres og brukes som en alternativ vannkilde. Én vanngjenvinner kan filtrere nok vann til 6 personer om dagen, og det er tre gjenvinnere for trippel redundans.

Siden det koster $10,000 per pund nyttelast å sende til verdensrommet, var det viktig for oss å redusere mengden produkter som måtte sendes. For å få mest mulig ut av midlene våre, må vi dyrke så mye mat som mulig i basen. En av de enkleste matvarene å dyrke som gir flest kalorier, er poteter, så vi har en egen seksjon for dyrking av avlinger i basen vår som vil ha alle kravene til å dyrke mat.

Strøm er en av de viktigste delene av ethvert romhabitat, og for å løse dette viktige problemet vurderte vi hvilke alternativer som ville gi mest mulig strøm på minst mulig plass. De to metodene vi valgte var solenergi og kjernekraft, sammen med litiumbatterier med høy kapasitet som de som brukes på den internasjonale romstasjonen. For å finne ut hvor mange av hver produksjonsprosess vi ville trenge, regnet vi ut hvor mye strøm basen trengte i en standard 7 HAB-konfigurasjon. Vi regnet ut at hvis basen vår er omtrent dobbelt så stor som ISS, må den kunne produsere dobbelt så mye strøm. Hvis ISS er i stand til å produsere 120 kilowatt kraft ved full belastning, må basen vår kunne produsere 240 kilowatt. Vi endte opp med å trenge 24 kjernekraftgeneratorer (8 reaktorer) og 32 solgeneratorer (8 paneler) sammen med 48 batterier (16 grupper).

For å gi oksygen til hab har vi et trippel redundant oksygenatoroppsett som skaper 12 kg oksygen per oksygenator. Dette oppsettet kan komfortabelt støtte 6 personer. Oksygenatorene skaper oksygen ved å ta inn CO2 og gjøre det om til O2.

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

Vår måneleir er designet for å være modulær, noe som betyr at den er kunne settes opp for å imøtekomme mange forskjellige omstendigheter eller formål. Slik vi har satt den opp nå, er måneleiren utelukkende beregnet på vitenskapelig bruk, siden mye av utstyret om bord er ekstremt følsomt og vil kreve spesialopplæring for å kunne håndteres eller brukes på en sikker måte.

Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i Moon Camp.

En dag i leiren vår begynner med at de tre forskerne i hver sovesyklus (gruppe) våkner, og på vei til kjøkkenet sjekker de livsviktig utstyr for livsopprettholdelse og oksygentilførsel. Når de har spist, går hver forsker til sin tildelte oppgave, først og fremst for å sørge for at alle viktige systemer er i orden, men også for å dyrke avlinger, undersøke prøver, reparere ødelagt utstyr eller andre oppgaver som dagen måtte bringe. Etter at den første gruppen er ferdig og den andre gruppen våkner, vil begge gruppene snakke om dagens suksesser og utfordringer, og basert på denne informasjonen vil det andre laget fullføre alt det første mannskapet ikke klarte, og fortsette i denne typen syklus.



← Alle prosjekter