moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleri 2021-2022

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: Lunastro 11

Albert-Einstein-Gymnasium  Berlin    Tyskland 16   6 / 2


Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

På månen nær nordpolen skal vi bo inne i en glasskuppel i et månekrater nær nordpolen. Kraterets diameter skal være rundt 50 meter. I den kuppelen vil vi bygge en plattform for plantasjer og et akvaponisk system med et akvarium som strekker seg ned til oppholdsrommet og skaper en harmonisk atmosfære. Hele det indre rommet vil være fylt med pustende luft. Fra kuppelen vår vil det gå en tunnel til vårt flytende speilteleskop for vitenskapelig utforskning av universet og en annen som fører til vårt økonomiske område, der vi vil eksportere helium-3 til jorden. På bakken av månekrateret vil være vårt oppholdsrom for maksimalt 8 personer. Der vil vi ha soverom med skillevegger som gir oss muligheten til å bestemme om vi vil sove privat eller med ledsagere i nærheten av oss, pluss store bad for å ta vare på hygienen vår.

 

 

2.1 Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi kommer til å bygge vår måneleir nær nordpolen, fordelen der er at solen skinner nesten permanent, og vi kan derfor enkelt bruke solsystemer som energikilde. Vi fant ut at det også er mange kratere, og at det til og med finnes vannis noen steder. Vi kunne demontere og bruke dette. Og siden kratrene allerede gir en viss beskyttelse i seg selv, har vi bestemt oss for å bygge basen vår delvis i et krater. Dette skal ha en diameter på omtrent 50 meter og en dybde på 20-30 meter. Slike størrelser på kratere er ikke uvanlige på månen på grunn av alle meteorittnedslagene. Ulemper med nordpolen er også det faktum at solen alltid skinner der, så det er ekstremt varmt bortsett fra kratrene, og det utøver seg dårlig på astronautens dag-natt-rytme.

2.2 Hvordan planlegger du å bygge din måneleir? Beskriv teknikkene, materialene og designvalgene dine.

Vi har tenkt å bygge basen vår hovedsakelig av betong, fordi alle ingrediensene til betong finnes på månen, i tillegg til at metallene som trengs til sement er alle bestanddeler av månejorda. Men siden det ville være for anstrengende å bygge den for hånd, frakter vi via vår flerbruksrakett deler av en gigantisk 3D-printer for betong til stasjonen vår.

Observasjonsstasjonen vår spiller en viktig rolle for vitenskapelig forskning på grunn av den ikke-eksisterende atmosfæren på månen, noe som gir en fordel i forhold til jorden. Det gjør det mulig for oss å gjøre enda mer presise observasjoner uten lysforurensning og er derfor det ideelle arbeidsområdet for ny vitenskapelig forskning. Videre bestemte vi oss for å velge et væskespeil-teleskop fordi de er lettere å transportere enn vanlige teleskoper og dessuten billigere. Et flytende speilteleskop bruker kvikksølv til å reflektere lyset. Kvikksølv settes i rotasjon og får form som en paraboloide. Teleskopet vårt består derfor av tre speil: kvikksølvspeilet som hovedspeil og to mindre speil som reflekterer lyset inn i detektoren som overfører det.
informasjonen per trådløs tilkobling til datamaskinen. Vi må imidlertid huske på at vanlig kvikksølv vil fordampe umiddelbart på grunn av temperaturendringene på månen. Dette er grunnen til at vi bruker en ionisk væske kalt "Ecoeng 212" i stedet for kvikksølv. Den forblir flytende selv ved kaldere temperaturer og fordamper ikke ved romtemperatur.

2.3 Miljøet på månen er svært farlig for astronautene. Forklar hvordan din måneleir vil beskytte dem. (maksimalt 150 ord)

Vi trenger også beskyttelse i tilfelle meteoritter treffer basen. For dette har vi bygget støtter for stabilisering på den øvre ringen over måneoverflaten. Ytterligere beskyttelse er gitt av kuppelen, som er laget av aluminiumoksynitrid, som er tre ganger sterkere enn stål og også er ment å brukes som et vindu på ISS. Aluminiumoksynitrid kan lages på stedet ved hjelp av aluminium fra månejorda og oksygenet som produseres av det akvaponiske systemet. Prosessen vil ikke trenge ekstra oksygen, siden aluminiumoksid er en del av månesteinen.

Veggene i korridorene og hovedbygningene vil være laget av titan, siden dette materialet forblir fast ved temperaturer på opptil 400 °C og er robust mot mindre meteoritter. I tillegg er temperaturen godt regulert av titan i interiøret, slik at det ikke er behov for mye oppvarming eller klimaanlegg.

For å sikre full strålingsbeskyttelse er veggene belagt med et tynt lag lodd, som deretter gir full strålingsbeskyttelse. Av hensyn til astronautenes sikkerhet vil oppholdsrommet ligge under bakken.

2.4 Forklar hva måneleiren din vil gi astronautene:

Vann
Mat
Makt
Luft

Det rene vannet ville bli oppnådd ved først å utvinne isforekomster rundt nordpolen. Deretter ville vi varme opp vannisen, samle den resulterende vanndampen, kjøle den ned, og dermed har du rent vann som du kan bruke i hverdagen, det akvaponiske systemet.
I tillegg spalter vi vannet til oksygen og hydrogen ved hjelp av hydrolyse. Dette lagrer vi i spesielle tanker utenfor kuppelen. Vi bruker først og fremst oksygenet til respirasjon og hydrogenet til å gi energi.

For å sikre maten vår på månen vil vi bygge et akvaponisk anlegg. Et akvaponisk anlegg er en blanding av fiske- og planteoppdrett. Til dette trenger vi to store beholdere, en for fisken og en for plantene, en vannpumpe for å lage anlegget automatisk, rør for å koble beholderne sammen og svovelholdig mat til fisken (f.eks. løvplanter eller korsblomstrende grønnsaker). I tillegg kommer bakterier som produserer gjødsel til plantene. Ved å mate fiskene med svovelholdig mat inneholder avføringen deres ammonium som kan brytes ned til nitrat ved hjelp av bakterier, og dette nitratet transporteres til plantene som tar opp nitratet ved hjelp av en vannpumpe. Og plantene produserer i sin tur svovelholdig mat som fisken trenger.
I øverste etasje av basen har vi et landbruksområde med avlinger for matsikkerhet.

Rundt månekrateret vårt, der vi skal plassere kuppelen og bygge en konstruksjon for å leve fredelig inne på grunn av sikkerhet, vil vi plassere en stor mengde solcellepaneler for å absorbere det permanent skinnende sollyset på nordpolen. For å forhindre strømbrudd ved en måneformørkelse lagrer vi sollys i brenselceller. Strømmen fra disse solcellepanelene kan brukes til å spalte vann til energi og varme. En annen mulighet kan være kjernefysisk fisjon, i et vakuum som imiterer den ikke-eksisterende atmosfæren og temperatursvingningene, på grunn av hastigheten og effektiviteten. Den eneste ulempen med kjernefysisk fisjon er at vi er tvunget til å importere nødvendige komponenter fra jorden.

Vi vil skape et akvaponisk system der vi er i stand til å dyrke planter, spesielt blå- og grønnalger i vannet på grunn av nitrogenforbindelsene som produseres av fisk. Vi har da oksygen til pustbar luft fra planter som gjør fotosyntese med karbondioksid forårsaket av oss og nitrogenforbindelser fra fiskene våre. En annen bruk for disse nitrogenforbindelsene er at vi kan tilsette dem til de andre luftkomponentene som vi kan finne i månens bergarter. På grunn av at vi mennesker puster ca. 12,5 kubikkmeter luft per dag, kommer vi til å spare litt luft i tankene. Spalting av ekstremofile mikroorganismer metalloksider er en annen mulighet som ikke krever strøm i det hele tatt - vi trenger bare bakterier til denne prosessen. Vi kan også filtrere ut oksygen fra vannet vårt som stammer fra is som ligger ved nordpolen.

2.5 Forklar hva som vil være hovedformålet med din måneleir.

Basen vår er delt inn i tre områder: hovedområdet (boligkvarteret vårt) og to sideområder. Det første, mindre området er bygget for astronomiske observasjoner: Vi vil bruke teleskopet vårt til vanskelige undersøkelser som vi ikke kan utføre på jorden. På grunn av den minimale lysforurensningen vil teleskopet være i en privilegert posisjon for å studere solsystemet og videre. Resultatene vil gi oss fordeler på jorden og ekstra kunnskap for fremtidige oppdrag. I den andre kuppelen finner du ekstraksjonslaboratoriet vårt. Å ha en base på månen vil ikke være billig, så vi måtte også tenke på noen kommersielle aspekter. Vi fikk ideen om å bruke rovere til å utvinne helium-3 som finnes i månestøvet. Denne sjeldne gassen, som koster rundt 15 millioner dollar per kilo, er et av de dyreste stoffene på jorden. Dette ville finansiere oppdraget vårt, og samtidig ville den bli brukt til mange forskjellige formål (til fusjonsenergi, vitenskapelige eller medisinske formål). I fremtiden vil vi også kunne være en slags "pit-stop" for oppdrag med et fjernere mål. Vi vil være en logistikkbase som tilbyr drivstoff, støtte og vedlikehold.

3.1 Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i måneleiren.

Den daglige rutinen til de nåværende astronautene avhenger ikke av deres spesifikke plikt. Det er tre grupper med en tilpasset tidsplan. I det følgende vil den daglige rutinen til den første gruppen bli illustrert. Det må tas i betraktning at de resterende to rutinene hver er forsinket med åtte timer.

Det første etter en god natts søvn bør være å begynne å jobbe klokka sju om morgenen.... Derfor må hver astronaut planlegge morgenrutinene sine deretter. Som et resultat bestemmer hver astronaut selv når de skal stå opp. Etter å ha jobbet i fire timer er det en times pause. Den kan brukes til en ny frokost eller lunsj. Deretter følger tre timers arbeid. Resten av dagen består av fritid og en times oppmøte. For det første skiftet er oppmøte mellom syv og åtte pm.... Generelt er oppmøte ikke mye annerledes enn fritid. I tilfelle en nødsituasjon eller forespørsel må første skift reagere, fordi andre skift har lunsj og tredje skift sover på dette tidspunktet. Etter oppmøte står alle fritt til å starte sin personlige kveldsrutine og gå til sengs for å få en god natts søvn til neste dag.

første skift:

  • Kl. 07.00 - 11.00: arbeide
  • 12:00 - 15:00: arbeid
  • Kl. 19.00 - 20.00: oppmøtetidspunkt

 andre skift:

  • Kl. 15.00 - 19.00: arbeid
  • Kl. 20.00 - 23.00: arbeid
  • 03:00 - 04:00: oppmøtetidspunkt

 tredje skift:

  • Kl. 23.00 - 03.00: arbeide
  • 04:00 - 07:00: Arbeid
  • Kl. 11.00 - 12.00: Oppmøte

Andre prosjekter:

  Tisa

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  SFG - Space Fusion Gang

 

  Sigmund-Freud-Gymnasium
    Østerrike
  Selene

 

  Nicolaus Kopernikus videregående skole nr. 1
    Polen
  Nykommere kommer i gang

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina