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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Romania 17   2 / 0


Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

Prosjektet vi har designet for Moon Camp Challenge er en månebasemodul, med en sylindrisk form med en ytre diameter på 5,2 m, som er designet for å passe inn i neste generasjons Ariane 6-bærerakett bygget av Arianespace på vegne av ESA. Modulen har et brukbart boareal på 34 m^2, som for det meste har et komfortabelt interiørdesign i tre, og inkluderer alle nødvendige livsstøttesystemer: kraftproduksjon og lagring ved hjelp av henholdsvis solcellepaneler og batterier, O2-lagring og CO2-rensing, vannlagring og resirkulering, matlagring og elektrisk drevne varme-/kjølesystemer. En annen modul separat fra hovedmodulen kan brukes til å dyrke planter - akvaponikkmodulen. Den brukes til å dyrke fisk og planter på en bærekraftig måte. Basen har også et to-modus kommunikasjonssystem: en 2,2 GHz mikrobølgelink med lav båndbredde som brukes til telemetri, tale og nødkommunikasjon, og en optisk link via satellitt for applikasjoner med høy båndbredde (videostrømming) som kan nå en nedkoblingshastighet på 600 Mbit/s.

2.1 Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi ønsker å bygge måneleiren på et flatt område, der terrenget mangler kratere og andre små deformasjoner, men der det er en naturlig hule i relativ nærhet, på månens nærside. Det er enklere å bygge i et flatt terreng, og det gir plass til fremtidig utvidelse. En nødmodul vil bli plassert i den naturlige hulen, for bruk som tilfluktsrom i tilfelle meteorittnedslag. Månens bakside ble valgt fordi den er opplyst av solen, og fordi den vender mot jorden. Sollyset brukes av solcellepanelene til å generere strøm, og astronautenes aktiviteter forbedres av tilstedeværelsen av lys. At basen ligger på den siden som vender mot Jorden, er også en fordel for kommunikasjonen, ettersom antennene er rettet direkte mot planeten (eller mot en satellitt når det gjelder den optiske forbindelsen).

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

Vi planlegger å bygge vår måneleir ved hjelp av ferdigbygde moduler som transporteres fra Jorden med Ariane 64-raketter. Den maksimale massen til en modul vil være 8,6 tonn, den maksimale nyttelasten til A64 til Lunar Transfer Orbit (LTO). Sammen med hovedmodulen kan flere andre moduler legges til for å danne måneleiren. Solcellepaneler, antenner og andre eksterne enheter vil bli montert på måneoverflaten, ved siden av basen. Hovedmaterialet er aluminiumslegering 6061 med noen få ABS- og karbonfiberdeler, sammen med andre materialer i små mengder, som stålbolter, gummipakninger osv. Modulene vil bli plassert i en 1,2 m dyp utgraving i måneoverflaten for å forhindre uønskede bevegelser eller rotasjon. De vil bli manipulert og plassert av kraner og kan også flyttes ved å rulles på plass. Kranene og annet maskineri som er nødvendig for manipulering, kan bringes med i en separat forutgående ferd eller med en sekundær rakett i samme ferd. En slagnøkkel er også nødvendig for å koble to moduler sammen og endene av modulene. Modulene vil bli trykksatt etter ferdigstillelse og trykkavlastet før eventuelle modifikasjoner. Vinduspanelet vil bli transportert umontert i en sikker beholder for ikke å skade det under montering og frakt.

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

Månebasemodulenes varme-/kjølesystem vil gi en god temperatur for opphold. O2-lagringssystemet og CO2-renseren vil sørge for at oksygen strømmer gjennom modulene og samle opp overflødig CO2. Modulveggene vil til en viss grad beskytte astronautene mot kosmisk stråling, dette kan forbedres ved å legge jord på toppen av modulveggene, og aluminiumslegeringen 6061 kan beskytte basen mot små støt. Modulenes kropp kan håndtere 3 atm trykk, basert på en simulering. Basen er også utstyrt med et akvaponisk system som kan opprettholde forsyningen av mat, selv om etterforsyningsoppdragene påvirkes alvorlig. Hovedvinduet er en glass-/plastrute som beskytter mannskapet mot mulig knusing av glasset.

2.4 Forklar hva måneleiren din vil gi astronautene:

Vann
Mat
Makt
Luft

Basen vil forsyne mannskapet med vann ved hjelp av resirkuleringssystemet (et lignende system som det som brukes på ISS) ved å filtrere det brukte vannet ved hjelp av et spesielt utvalg av filtre, noe som gjør det selvforsynt. Det kan også omdanne urin til drikkevann. Vannsystemet består av en hovedtank under modulens bad og en nødvannforsyning, som består av fisketanken i akvaponikkmodulen. Vann kan også trekkes ut som kondens fra klimaanlegget, med de medfølgende kollektorene til klimaanlegget.

Maten vil hovedsakelig lagres i nærheten av oksygentankene under gulvet i en hvilken som helst modul. Maten vil hovedsakelig bestå av tørkede produkter som kan rehydreres med vann. Den viktigste måten å lage mat på vil bestå av akvaponikksystemet som vil dyrke fisk, sjømat og alger sammen med andre grønnsaker og urter på en symbiotisk måte. Avfallet fra fisketanken vil bli brukt som naturlig gjødsel for dyrking av grønnsakene; næringsstoffene og oksygenet fra plantene vil bli brukt til akvariet.

Strømsystemet består av solcellepaneler, oppladbare batterier og tilhørende elektronikk. Systemet bruker 22 paneler på 455 watt som kan generere opptil 10 kWp total effekt, og 16 litiumbaserte LiFePO4-celler som er plassert i en sikret beholder. Batteriteknologien ble valgt fordi den er svært sikker sammenlignet med de andre kjemiene, på bekostning av mer vekt. Cellene har en nominell spenning på 3,2 V, og har til sammen en energi på 48 kWh. I tillegg har systemet også forskjellig konverterings- og styringselektronikk, som vekselretter og BMS, som brukes til henholdsvis konvertering av likestrøm til vekselstrøm og beskyttelse av batteriene.

Basen har et elektrisk drevet klimaanlegg som også renser luften for CO2. Alle filtrene er utskiftbare og enkle å fjerne, med en verktøyfri design. Under gulvet i hver modul er det seks oksygentanker som styres av modulens elektroniske styreenhet (ECU), som registrerer oksygennivået og kompenserer ved behov. Kontrollenheten verifiserer også det interne trykket i modulen. Systemet sørger for at det optimale O2-nivået opprettholdes i basen, slik at astronautenes helse beskyttes.

2.5 Forklar hva som vil være hovedformålet med din måneleir.

Vår måneleir kan tjene alle tre formål: kommersielle, vitenskapelige og turistiske, fordi den er modulbasert og kan utstyres etter behov. I sin standardkonfigurasjon vil Moon Camp i utgangspunktet være utstyrt for vitenskapelige formål.

Ved hjelp av en månerover, et multifunksjonelt konstruksjons- og vitenskapelig verktøy, kan vi transportere og manipulere materialer for videre utvidelse av månebasen til alle nødvendige formål.

3.1 Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i måneleiren.

Astronautene våkner på køyesengene sine i tre, og de utfører morgenrutinene sine, inkludert spising, hygiene og helseovervåking, og treinteriøret i basen gir dem forhåpentligvis en følelse av komfort og hjemlighet. Deretter sjekker de statusen til kjernesystemene som er nødvendige for driften av måneleiren, som kraftsystemet, luftsystemet, vannsystemet og akvaponikksystemet. Disse kontrollene omfatter rengjøring av solcellepanelene (en del av strømsystemet), overvåking av oksygennivåer, CO2-nivåer og trykk i basen, kontroll av vannets PH- og oksygennivåer fra akvaponikksystemet samt næringsinnholdet i jorden.

Hvert besetningsmedlem må trene minst 30 minutter inne, eller ta en spasertur av samme varighet utenfor basen, for å forebygge muskelatrofi.

          Etter de første kontrollene vil teamet fra månebasen kontakte kommandosenteret på jorden for å rapportere om situasjonen om bord og be om informasjon om forskningsoppdragene de trenger å utføre.

Minst to besetningsmedlemmer vil til enhver tid være om bord for å overvåke driften av kritiske systemer og ivareta sikkerheten på basen. Resten av astronautene kan utføre forskjellige oppgaver som å utforske månejorda, lage nye baser ved hjelp av 3D-printing, kjøre eksperimenter med dyrking av planter og dyr på måneoverflaten ved hjelp av akvaponikksystemet, kjøre eksperimenter på selve månejorda, drive gruvedrift av industrielle grunner eller forskning, og i fremtiden til og med gjennomføre turer og fungere som base for fremtidige oppdrag lenger ut i solsystemet.

På slutten av dagen vil alt personell returnere til basen, pakke verktøy eller instrumenter som er igjen utenfor basen, spise og nyte litt fritid. De kan snakke med sine familier eller venner på jorden, se på videoer eller medier som er lastet ned på forhånd på den interne serveren, søke og publisere dokumentasjon og mye mer ved hjelp av kommunikasjonssystemet med høy båndbredde.

Andre prosjekter:

  Cyrille

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  Serendipitet

 

  Zhengzhou universitet for lett industri
    Kina
  Jadekanin

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  eviggrønn

 

  营口理工学院
    Kina