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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    Frankrike 16, 17   4 / 2   Førsteplass - ESAs medlemsstater


Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

Konstantin Tsiolkovsky skrev i 1911: "Jorden er menneskehetens vugge, men man kan ikke leve i en vugge for alltid." Det menneskeheten har oppnådd i løpet av de siste 60 årene er helt utrolig, takket være mennesker som har viet hele livet sitt til utforskning av verdensrommet. Og nå ønsker vi igjen å forlate "vuggen" for noe større: å oppholde oss sammenhengende i flere måneder på månen.

Hovedmålet med oppdraget vårt med navnet "Here We Are Back!" ( HWAB-I ) er å ta de mest forsiktighetstiltakene, i henhold til forskere og forskeres funn, for å holde astronautene våre trygge hele tiden. Basen vår vil bestå av 5 rom, inkludert et drivhus plassert på et lite fjell for å gjenvinne en stor mengde lys, og vil selvfølgelig dekke alle astronautenes vitale behov. Vi planlegger dette oppdraget for en periode på 8 år med et mannskap som skifter hver 145. jordiske dag. Videre er ambisjonene for oppdraget vårt basert på følgende in situ ressursbruk. Å sende alle de nødvendige ressursene fra jorden ville faktisk være veldig dyrt og bruke for mange flyreiser, uten å regne med startfeilprosenten.

I tillegg vil vi gjøre full bruk av spektakulære teknologiske fremskritt, for eksempel ved å sende astronauter med Ariane 6 om bord i Orion-modulen, ved å bruke Lunar Gateway (LOP-G) som spiller en stor rolle i oppdragene, og ved å sende mange rovere pluss ultra-sofistikerte luftstøttede strukturer.

2.1 Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi bestemte oss for å plassere basen vår på månens sørpol ved siden av et lite fjell i nærheten av Shackleton-krateret av mange grunner :

For å dra nytte av sollyset som er til stede omtrent 90% per lunasjon. Faktisk vil vi være i stand til å konvertere nok solenergi til elektrisitet til å forsyne hele basen og roverne. Ved å plassere drivhuset vårt på fjellet, vil vi gjenvinne energi enda lenger.

Temperatursvingningene er korrekte, og overflaten lar oss finne noen få Permanently Shadowed Regions (PSR) i nærheten.

I 2009, da sonden LCROSS krasjet på PSR i Cabeus-krateret, ikke langt unna vår base, ble det oppdaget en interessant mengde vannmolekyler i støvet som ble slynget ut. Månens regolitt inneholder også store mengder oksygen. Så for oss er Sørpolen det beste stedet å utnytte viktige ressurser, både i kratere og på overflaten.

2.2 Hvordan planlegger du å bygge din måneleir? Beskriv teknikkene, materialene og designvalgene dine.
  • Første fase "αlpha" :

En første rover vil bli sendt for å grave i et lite fjell for å forberede installasjonen av det vitale rommet på innsiden. Videre vil den gravde regolitten bli utvunnet, gjenvunnet og brukt til å dekke resten av basen.

På dette tidspunktet vil fire utfellbare luftstøttede strukturmoduler bli levert. Astronauter om bord i LOP-G vil nå baselokasjonen i løpet av en rekke oppdrag for å koble strukturene sammen med tunnelforbindelser og installere alle viktige systemer (som tidligere er overført fra Gateway etter hvert som oppdragene skrider frem ved hjelp av European Large Logistics Lander (EL3)). De samme astronautene vil også utvilsomt være svært viktige fra stasjonen ved å følge og kontrollere en stor del av roverinstallasjonene.

En 3D-printing-rover vil også bli sendt om bord i den fremtidige Heracles-landeren. Denne roveren skal omdanne regolitten fra fjellet kombinert med urin til et fast materiale som kan 3D-printes, for å printe et beskyttende lag på grunnstrukturene.

Vi antar at det foreløpig ikke er designet noen tilstrekkelig kraftig robotarm-rover til å installere drivhuset vårt, men gjennomførbarheten er helt sikret i de kommende årene.

  • Andre fase "βêta" :

Vår isutvinningsrover "Neptune" vil lande og starte utvinningsprosessen for å forberede astronautenes ankomst.

Når leiren er fullt operativ, etter å ha tatt av med Ariane 6 om bord i Orion-modulen og dokket til LOP-G, vil astronautene lande på basen og starte oppdraget.

2.3 Miljøet på månen er svært farlig for astronautene. Forklar hvordan din måneleir vil beskytte dem. (maksimalt 150 ord)
  • Et 1,5 meter tykt lag av et ekstremt motstandsdyktig materiale laget av en kombinasjon av urin og regolitt vil dekke basen og beskytte astronautene mot mikrometeoritter og kosmisk stråling pluss solstråling. På samme måte vil den livsviktige romkuppelen stå i det lille fjellet og gi en mye høyere beskyttelse.
  • Månens luftløshet er et annet stort problem. Så basen vil bli delt inn i to rom takket være en luftsluse i den vitale romforbindelsen, slik at det er mulig å søke tilflukt i tilfelle luftlekkasje i ett rom. Videre, for å holde en stabil og levelig temperatur, vil basen være termisk isolert med silica aerogel. Isolasjonskapasiteten er utmerket, men fremfor alt kan den lages med silisium og oksygen som finnes i regolitten.
  • Astronautene vil være 29,5/29,5 i telekommunikasjon med Jorden, noe som muliggjør eksepsjonell støtte og samarbeid med oppdragsbesetninger pluss familie, men også for å advare dem i tilfelle overhengende fare.
2.4 Forklar hva måneleiren din vil gi astronautene:

Vann
Mat
Makt
Luft

Astronauter vil trenge vann til mange forskjellige formål: drikkevann, dyrking av grønnsaker, produksjon av rakettergoler takket være elektrolyse for fremtidige oppdrag og mer kunnskap om månens historie.
Så vår rover "Neptune" vil utnytte isvannet i permanent skyggelagte regioner nær basen ( Shackleton, de Gerlache og krateret mellom disse to ), og vil bringe denne isen tilbake for å bli lagret etter å ha blitt smeltet til væske og filtrert. For å gjøre dette vil roveren være koblet til et refleksjonstårn for solstråler som tidligere er installert på kanten av ekspedisjonskratrene : Neptun og tårnet kobles sammen takket være antennen, og speilet beveger seg automatisk for å reflektere solstrålene i solpanelets bane.
Vi vil også bruke Micro-Ecological Life Support System Alternative ( MELiSSA ) for å resirkulere og rense vann fra dagliglivet: urin, hygienebruk, svette ...

Vi planlegger å installere et drivhus på fjellet, delt inn i 2 mellomrom. I den første vil grønnsaker vokse i fruktbar jord ( produsert ved anaerob kompostering ). Vi valgte mikro-tina-tomater for deres hurtighet å vokse, og agurker ( krever ikke matlaging ). Den andre er det hydroponiske rommet der søtpoteter vil vokse for sitt høye vitamin- og karbohydratinnhold. Vi vil forbedre den hydroponiske dyrkingen siden vi vet at det ville være den perfekte måten å dyrke grønnsaker over lang tid, med mye mindre vann.
Drivhuset gjør det mulig for plantene å respektere sin daglige syklus: 9 timer med soleksponering, 15 timer med "natt" ved hjelp av et system med origami-paneler. Drivhusets glass reduserer solenergien som mottas, og lar bare bølgelengdene som er nødvendige for fotosyntesen passere gjennom. Videre vil lysdioder med reflektorer i løpet av månenetter redde kontinuiteten i planteveksten.

Siden solstrålene er til stede nesten hele tiden der vi befinner oss, er dette den beste energikilden for å generere strøm til basen og roverne.
Mange solcellepaneler vil bli installert rundt basen, på drivhuset (utplasseringssystem for paneler) og på fjellet. Det vil representere mer enn 80% av strømressursene våre.
Vi vil også bruke vannelektrolyse til å splitte molekylet i oksygen og dihydrogen for å produsere elektrisitet ved hjelp av en brenselcelle. Men det vil ikke representere den viktigste energiproduksjonen siden vann vil være veldig verdifullt.
På grunn av månenatten i ca. 3,5 dager skal vi imidlertid lagre strømmen i superkondensatorbatterier for å bruke den indirekte og forsyne basen selv om sollyset ikke når panelene. Dessuten kan det beskytte astronautene mot en uforutsett dysfunksjon i et hvilket som helst strømforsyningssystem.

Luft er utvilsomt den viktigste ressursen. I tillegg til å resirkulere vann vil Micro-Ecological Life Support System Alternative også omdanne CO2 som slippes ut av astronautene til O2 takket være mikroalger, slik at de kan få en permanent sløyfe med autonomi. Selv om det fortsatt er mange år til dette systemet er fullt implementert, er det for oss den mest effektive måten å muliggjøre en langvarig bemannet romferd på.
Videre vil vi installere en luftventilasjon for å spre luft og beskytte astronautene mot fraværet av luftkonveksjon i mikrogravitasjon. Astronautene kan faktisk bli drept hvis de alltid puster inn sin egen avviste CO2.
Oppdragsteamene på jorden kan nemlig også rapportere til astronautene når som helst om unormale lufttrykksendringer.
(Vi fortsetter å følge utviklingen av Thales Alenia Space's roverprosjekt om oksygenutvinning / raffinering fra regolitten).

2.5 Forklar hva som vil være hovedformålet med din måneleir.

HWAB-I vil for det meste være et vitenskapelig oppdrag, hele tiden støttet av mannskaper på Jorden og astronauter om bord i LOP-G. Det vil være en fullstendig forberedelse til fremtidige oppdrag til Mars, siden vi vil innse den psykologiske effekten av et oppdrag på en slik avstand fra Jorden, og fordi vi over lang tid vil kunne tilpasse hvert system for å gjøre dem så praktiske som mulig for fremtiden. I tillegg vil vi teste gjennomførbarheten av rakettergolproduksjonen ved å bruke in situ-ressurser: hvorfor skulle ikke Månen være utgangspunktet for fremtidige oppdrag?

Vi vil også gjøre det mulig å forberede journalistiske reiser (2 eller 3) for å rapportere offentlig om hvordan astronautene lever, hva de gjør i det daglige, og for å vise verden at dette oppdraget har en reell nytteverdi.

3.1 Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i måneleiren.

Det er sant at en konstant aktiv base ville være mer produktiv, men samarbeidet mellom de to astronautene er det viktigste punktet for mental helse og sikkerhet. De vil derfor ha en tidsforsinkelse på bare 2,5 timer i løpet av dagen.

Etter å ha våknet, sjekker den første astronauten på dashbordet at alt fungerer som det skal (lufttrykk og ventilasjon, strømbeholdning, vannmengdereserve ... ). Hvis alt er i drift, går han opp til drivhuset for å inspisere plantenes vekst og samle inn daglige grønnsaker. Deretter kan han bli med i arbeidskuppelen for å eksperimentere med ergolproduksjon fra regolitt.

Det er på tide for den andre astronauten å våkne. Begge lagkameratene vasker seg samtidig og spiser frokost sammen: øyeblikket for dem å diskutere og forstå en ny samarbeidsdag.

En time senere gjør de seg klare for en ekstra baseaktivitet (EBA): den andre astronauten får hjelp av kameraten til å ta på seg EBA-drakten og gå ut via inngangsslusen. Alltid i radiokommunikasjon med den andre astronauten takket være antennen, vil han: trekke ut regolittprøver på strategiske steder, inspisere og reparere basesystemer om nødvendig, gjenvinne den utvinnede istanken som ble brakt tilbake av Neptune og bytte den ut med en annen tom tank for å la roveren gå tilbake på oppdrag. Når alt er gjort, vender han tilbake til basen gjennom luftslusen, og begge astronautene plasserer istanken i den automatiske smelte- og filtreringsmaskinprosessen.

Etter måltidet er det satt av to timer til en treningsøkt som er obligatorisk i astronautenes rutine. På grunn av mikrogravitasjon er vekten svært forskjellig, så utstyret er spesielt utformet for å brukes under disse forholdene. Når økten er over, møtes de foran skjermen for å gjennomføre en videosamtale med lagene og familien. Selv om de representerer de best forberedte astronautene i historien, må vi ikke glemme at de først og fremst er mennesker og må holde kontakten med sine nærmeste.

Deretter, mens den andre astronauten fortsetter å jobbe, og respekterer tidsforsinkelsen på 2,5 timer, sovner den første og ser på Den lyseblå prikken bilde for å minne ham om at selv om vår vugge jorden er en kvark i universet, på månen Hun vises som en andre sol som fortsatt holder seg nær ham og får astronautens øyne til å skinne.

Andre prosjekter:

  Jadekanin

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  LunarEclipse

 

  Baghdati Offentlig skole #2
    Georgia
  DinozauriSRL

 

  Liceul Teoretic Emil Racovită Baia Mare
    Romania
  刘子昂

 

  郑州 ཻ工业大学
    Kina