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: Project “Aeneas”

Videregående skole "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulgaria 15   2 / 0


Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

"Aeneas"-prosjektet bruker teknologi som er tilgjengelig i dag, og er i liten grad avhengig av fremtidige konsepter eller teknologiske forbedringer. Vi har laget et design for en modulær månebase som passer for to besetningsmedlemmer i fase én. Månebasen vår er utformet på en slik måte at den tar høyde for maksimal nyttelast under transport, finansiering og logistikk. Den første fasen vil omfatte hovedmodulen som har grunnleggende ikke-selvforsynt funksjonalitet som oppvarming, livsstøttesystemer, treningsutstyr, lagring osv. De første årene vil basen derfor måtte basere seg på pakkede forsyninger. Etter hvert som prosjektet utvikler seg, kan flere moduler legges til. For eksempel en vegetasjonsmodul som gjør det mulig å dyrke avlinger, eller kanskje en vannrensingsmodul som omdanner måneis til drikkevann. Mannskapet må skiftes ut hver sjette måned på grunn av mikrogravitasjonens nedbrytende egenskaper på menneskekroppen.

2.1 Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi tror det beste stedet for basen vår vil være et høytliggende sted som mottar sollys mesteparten av tiden og er nær nordpolen. Et slikt sted er ideelt på grunn av en rekke faktorer. For det første er et område av denne typen kjent for å ligge i nærheten av mørke, permanent skyggelagte kratere, som potensielt kan brukes som en kilde til måneis. Dessuten er temperaturen i slike områder ideell for menneskelig beboelse. Den antas å ligge på rundt -500 Celsius og har små svingninger. Et slikt sted kan for eksempel være det nesten solbelyste platået nær Whipple-krateret. Til tross for at platået mottar sollys nesten 80% av tiden, må vi fortsatt forholde oss til farene ved månenatt, som ekstraordinært lave temperaturer og mangel på solenergi.

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

"Aeneas"-basen vil bli bygget med materialer som er lette, men samtidig holdbare. Slike materialer inkluderer titan, aluminium, stål og deres respektive legeringer. Et velprøvd materiale for det interne rammeverket til basen vår er for eksempel 2219-T6 aluminiumslegering, siden det er tøft, lett og motstandsdyktig. Som nevnt tidligere vil basen være modulbasert, ettersom hver enkelt komponent bygges på jorden og deretter leveres til månen der modulene kobles til hverandre gjennom standardiserte dokkingporter. I tilfelle modulen lander et godt stykke unna basen, vil hver modul være utstyrt med spesialdekk som er i stand til å krysse månens overflate. De to hovedformene på modulene vil være kuler og sylindere, på grunn av trykkforskjellen mellom innsiden og utsiden. Modulene av sylindertypen vil være utstyrt med to standardiserte porter, og modulene av sfæretypen vil være utstyrt med to til tre porter, avhengig av den nøyaktige konfigurasjonen. Modulene i seg selv vil gi en rekke forbedringer. Med tiden og tillegg av moduler som vegetasjonsmodulen eller vannrensemodulen kan basen bli mer selvforsynt. En slik struktur gjør det også mulig å legge til mange forskningsmoduler som kan ha forskjellig utstyr tilpasset ulike behov. Potensielt kan basen utvides med moduler som er utformet for å øke mannskapskapasiteten eller kanskje behandle mannskapets moral.

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

Våre to største miljøproblemer er temperatur og stråling. Som nevnt tidligere vil det fortsatt være netter, og vi må regne med temperaturer opp til - 150 grader. 0C eller jevn - 180 0C. Isolasjonen vil være plassert mellom utsiden og innsiden og vil være laget av flere lag med forskjellige varmeisolatorer, som polyetylenskum eller polyuretanskum. Bortsett fra det vil et tynt lag aerogel være plassert mellom det indre og det siste skumlaget. En slik blanding av isolatorer vil beskytte astronautene mot både lave temperaturer og kosmisk stråling. Teamet vårt innser at et slikt belegg av aerogel kan vise seg å være ganske kostbart. Likevel tror vi at det vil være verdt det, ettersom bedre isolasjon vil redusere mengden elektrisitet som brukes til temperaturkontroll.

2.4 Forklar hva måneleiren din vil gi astronautene:

Vann
Mat
Makt
Luft

Den andre modulen som kommer, er vannrensemodulen. Den vil ikke bare bli brukt som drikkevannskilde, men vil også gi prøver for kjemisk analyse. Etter analysen kan vannet behandles gjennom elektrokoagulering, som er finjustert til kjemikaliene og metallene som finnes i den spesifikke sonden med måneis. Etter denne prosessen vil det være et spørsmål om å skille de uønskede materialene fra vannet gjennom filtrering. Basert på vår tidligere kunnskap om måneis og effektiviteten i filtreringsprosessen mener vi at det er mulig å bruke noe av vannet til sanitærformål.

Med vegetasjonsmodulen vil det være mulig å dyrke nok avlinger til delvis å brødfø mannskapet. Utvikling av en modul egnet for sjømat er mulig, men må gjøres på et senere stadium av prosjektet. Hvis det blir gjort, vil dette ikke bare gjøre basen helt selvforsynt med mat, men vil også gjøre det mulig å utvide mannskapet ettersom behovet for å levere ikke-bedervelige matvarer ikke lenger vil eksistere, og dermed optimalisere tilgjengelig plass for levering.

På grunn av den lysrike naturen til vårt valgte landingssted vil solenergi være den viktigste energikilden og vil være en del av den første oppskytingen sammen med den første modulen og forsyningene. Til tross for at området vil ha tilgang til sollys nesten 80% av tiden, må vi fortsatt ta høyde for månenetter. På grunn av de reduserte mørke timene vil det være tilstrekkelig å lade batterier designet for å forsyne basen med strøm. Med utvidelsen av basen vil det imidlertid være nødvendig å øke antallet solcellepaneler og batterier for å dekke det økende strømbehovet.

På de første trinnene må oksygenet importeres fra jorden. Vi har gått gjennom mange måter å lage luft på, men i de fleste tilfeller får vi rent eller nesten rent oksygen som ikke er tilstrekkelig til å puste. Pustbar luft består for det meste av forbindelser som kan utvinnes på månen. Oksygen og vanndamp kan skaffes gjennom elektrolyse av måneis, og karbondioksid kan skaffes fra våre astronauter som avfall. Det største problemet med å skape luft på månen er nitrogen, siden det er hovedbestanddelen i luft og også den mest kompliserte å skaffe. Konsentrasjonen i måneatmosfæren er utilstrekkelig, og den eneste måten å få tak i det på er å varme opp måneregolitt til ekstreme temperaturer. Dette vil skille nitrogenet fra regolitten, og etter å ha blandet gassene vil vi få en luftlignende blanding som er egnet til å puste.

2.5 Forklar hva som vil være hovedformålet med din måneleir.

Hovedformålet med "Aeneas" er å gjennomføre vitenskapelige studier med sikte på å utvikle potensiell langsiktig bosetting på månen. Prosjektet er det første skrittet mot en fullstendig selvbærende permanent månebosetting. En viktig bekymring for basen vil være effekten av lukkede rom og mikrogravitasjon på kropp og sinn. Et av målene med prosjektet vil være å utvikle løsninger på disse problemene for å muliggjøre fremtidig permanent bosetting på månen. Et sekundært mål for basen vil være å samle inn data om månen og utføre forskning som ellers ville være ganske komplisert å gjennomføre, for eksempel periodisk prøvetaking.

3.1 Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i måneleiren.

Når aluminiumsskoddene åpnes og nattbelysningen slås av, fylles rommet med mykt og varmt lys. En alarm ringer, og utetemperaturen vises på en skjerm overfor mannskapets soveposer. Begge går til den andre siden av rommet for å spise frokost og drikke kaffe. Etter tjue minutter går de til sine tildelte moduler for dagen. De går gjennom de tøffe, lufttette dørene inn i det kubeformede rommet og gjennomfører et kort vedlikehold for å sikre sikkerheten på arbeidsplassen. Begge begynner sin 6,5 til 7,5 timer lange arbeidsdag. Når det nærmer seg lunsjtid, møtes begge i oppholdsrommet i hovedmodulen og nyter et måltid bestående av mat fra jorden og lokalt innsamlede avlinger. I den andre delen av dagen ville det være best for minst én av dem å endre aktivitet. Hvis de for eksempel analyserte måneisprøver om morgenen, kunne de om ettermiddagen gjøre litt hagearbeid i vegetasjonsmodulen eller kanskje gjennomføre den ukentlige vedlikeholdskontrollen i stor skala.

På slutten av hver dag møtes imidlertid begge igjen for to timers trening. Det er viktig for en slik langvarig eksponering for mikrogravitasjon, ettersom regelmessig trening vil bidra til å redusere hastigheten på beintetthetsreduksjonen. Det vil også være ganske vanlig for mannskapet å gå ut, enten det er for å samle jord- og isprøver eller for vedlikehold. På slutten av hver dag har astronautene lunsj og litt fritid, avhengig av den nøyaktige arbeidsplanen den dagen.

Aluminiumsskoddene lukkes de neste 8 timene, og det eneste som lyser opp rommet er svake LED-lys. Ingenting annet enn den konstante summingen fra ventilasjonen kan høres når begge besetningsmedlemmene sovner.

Andre prosjekter:

  BRNO Dragons

 

  Biskupské gymnázium Brno a mateřská škola (Biskupské gymnázium Brno a mateřská škola)
    Tsjekkia
  Løp til månen

 

  Zhengzhou universitet for lett industri
    Kina
  Destinasjon Månen

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  måneforskere

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina