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: Moonoider

"Tudor Vianu" nasjonal videregående skole for datavitenskap  Bucuresti    Romania 15, 16

Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

Vi har utviklet en måneleir for fire til seks personer for å studere månen og forberede oss på fremtidige romferder. Målet er å skape et trygt miljø slik at astronautene våre kan oppholde seg på månen over lengre tid for å utføre nødvendig forskning. Basen vår vil bestå av tre hovedenheter som er forbundet med hverandre via hermetisk lukkede tunneler, slik at den kan utvides ved behov. Vi håper også å kunne bringe Helium-3 tilbake til Jorden, noe som kan gi tryggere kjernekraft uten radioaktivt avfall.

Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi ønsker å plassere måneleiren vår i nærheten av Shackleton-krateret på sørpolen. Foreløpige analyser av data fra den europeiske romfartsorganisasjonens satellitt SMART-1 har vist at toppen av åsen sørvest for Shackleton-krateret er konstant opplyst under månens sørlige sommer. Ettersom bakken vil ha konstant solenergi i løpet av sommeren, vil problemet med energikilden være løst. I nærheten av sørpolen finnes også de største isforekomstene som vi skal bruke til å utvinne oksygen, hydrogen gjennom hydrolyse og drikkevann, og Shackleton-krateret sies å ha vannforekomster slik at astronautene ikke trenger å reise langt, noe som sparer ressurser.

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

Vi tar med oss grunnmaterialer fra Jorden. Robotene som er utviklet på Jorden, vil først begynne å bygge luftslusene og hovedenhetene. Temperatur, trykk og stråling er blant variablene som er svært forskjellige fra variablene på Jorden. Siden astronautene skal oppholde seg inne i måneleiren, må temperaturen holdes konstant. Et av de beste materialene for varmeisolasjon er aerogel. Det er et fast stoff med ekstremt lav tetthet og er derfor svært lett. Kevlar veier lite og har en høy hardhetsgrad. Under ekstreme temperaturer endrer ikke kevlar struktur eller form. Ettersom måneleiren trenger vinduer slik at astronautene kan se ut, kommer vi til å bruke termisk glass. Det termiske glasset vil beskytte astronautene mot ekstreme temperaturer og mot trykket i rommet. Når det gjelder gjenstander som stoler, bord og ekstra deler, vil vi bruke en 3D-printer for å lage de delene vi trenger.

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

Vi skal beskytte måneleiren vår ved å bygge tre luftsluser, en i hver av de viktige enhetene, slik at hvis en av enhetene går tapt, vil de to andre forbli intakte, samtidig som astronautene beskyttes mot den beboelige atmosfæren. Ved hjelp av aerogel og termisk glass vil vi sikre stabiliteten i temperatur og oksygennivå. Stråling er et av de største problemene, og vi planlegger å dekke måneleiren med et lag av månestein, som er den beste løsningen fordi det ikke krever at vi tar med materialer fra Jorden. De livsopprettholdende systemene våre og et ekstra rom fylt med alle nødvendigheter vil bli bygget under bakken med tilgang fra alle tre enhetene, slik at de er bedre beskyttet og kan brukes som reserve i tilfelle en ulykke. Tyngdekraften fører til nedbrytning av muskler og bein, så astronautene vil ha en daglig treningsrutine slik at de opprettholder sin fysiske form.

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

Vi planlegger å skaffe drikkevann ved å smelte isen. Astronautene vil hente det fra isforekomstene rundt hele Sydpolen. Vi vil bruke et filtreringssystem basert på metallisk jern som vi kan få fra regolitt, gjennom smeltet saltelektrolyse som også kan gi oss kalsium- og magnesiumioner. Vi vil bruke en månerover for å gå inn i kratrene og hente isen. Vi vil bygge speil på kanten av kratrene som vil rette sollyset mot roverens solcellepaneler, slik at vi ikke trenger å lade den fra leiren.

I begynnelsen vil kostholdet deres bestå av planter som vokser raskt (alger) og næringsstenger hentet fra jorden. Brokkoli er vår viktigste kilde til jern og vitamin C, soya gir protein, magnesium og vitamin D. De får vitamin A og karbohydrater fra søtpoteter, sink og kalsium fra linser og vitamin K fra edamame. Dadler er en god kilde til sukker. Astronautene vil få måltidsplaner som dekker deres kaloribehov. Plantene skal vokse i agar fordi det er et mer hygienisk medium, det er lettere å jobbe med og næringsstoffer og vitaminer kan tilsettes i nøyaktige mengder.

Vår viktigste energikilde vil være solenergi som produseres av det konstante sollyset. Panelene vil forsyne hele måneleiren med strøm, og overskuddsenergien vil bli lagret i blybatterier. Disse batteriene vil forsyne basen med strøm om natten. Om natten vil vi bruke en hydrogengenerator for å få maksimal effekt. Den beste metoden for å fremstille hydrogengass med høy renhet er vannelektrolyse. En annen alternativ løsning er en fusjonsreaktor som bruker helium-3 som brensel. Helium-3 er tryggere for kjernekraft siden det ikke blir radioaktivt og ikke produserer giftige avfallsprodukter.

Som kjent anbefales det at pusteluft består av 20% oksygen og 78% nitrogen. Først vil vi bruke hydrolyse for å få oksygen. Nitrogenet skal hentes fra Jorden i gasstanker. Siden mannskapet kan ta med seg en liten mengde nitrogen, vil de senere bruke ulike metoder for å skaffe det, for eksempel ved å syntetisere det fra urea. Videre vil isforekomstene være vår viktigste kilde til oksygen og hydrogen som kan brukes som drivstoff, men vi vil også bruke elektrolyseprosessen med smeltet salt for å fjerne oksygen fra regolitten.

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

Hovedformålet med prosjektet vårt fra et vitenskapelig synspunkt er å utforske månen og undersøke muligheten for å bo permanent på månen. Vi tar hensyn til effektiviteten og muligheten for å bygge en fremtidig koloni som senere kan utvides til andre planeter. Hvis vi etablerer en leir på månens overflate, vil vi gjøre romfart enklere og billigere på grunn av månens lave tyngdekraft. Kommersielt sett vil formålet vårt være å bringe helium-3 tilbake til Jorden og bruke det i atomreaktorer som en alternativ energikilde. Vi kan også opprette en virtuell "måneleir", slik at alle på jorden kan se hva astronautene gjør og hvordan basen ser ut. Menneskene på jorden kan lære mer om månens hemmeligheter og holde seg oppdatert på nye oppdagelser.

Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i Moon Camp.

Besetningen sover i to skift, slik at det til enhver tid vil være minst to besetningsmedlemmer våkne. Etter at astronautene har våknet, skal de dusje og spise frokost i lobbyen. Deretter skal de trene i to timer, og vi må forsikre oss om at utstyret de skal bruke, er tilpasset Månens lavere tyngdekraft. Studier har vist at astronauter mister opptil 20 prosent av muskelmassen på romferder. De må hele tiden kontrollere oksygen- og hydrogennivåene i luften samt integriteten til solcellepanelene og batteriene. De vil ha daglige oppgaver, som å reparere skadede gjenstander i verkstedet, analysere prøver i laboratoriet, høste og ta vare på plantene. Hvis temperaturen tillater det, vil noen av medlemmene dra ut på oppdrag for å hente data eller prøver. De kommer til å reise med en månebil som skal lades på basen for lengre turer, men den vil også være utstyrt med egne solcellepaneler. Astronautene skal ha tid til å kommunisere med familie og venner og motta nye oppdrag fra kontrollsenteret på Jorden. Samtidig som astronautene arbeider med å bygge opp en selvforsynt måneleir, vil de fortsatt ha behov for forsyninger som sendes fra Jorden. Astronautene vil kunne be om deler i tilfelle noe går i stykker og ikke kan erstattes, og de vil også motta protein- og vitaminbarer. Ved å etablere en leir på månen vil det på grunn av den lavere tyngdekraften bli mye billigere å fylle opp lageret for reiser lenger bort fra jorden. Ved å analysere hvordan denne første måneleiren fungerer og hvor mange ressurser den trenger, vil vi kunne utvide den og til og med opprette et forskningssenter for månen og et kontrollsenter for fremtidige romferder.



← Alle prosjekter