I Moon Camp Pioneers skal lagene 3D-designe en komplett måneleir ved hjelp av programvare etter eget valg. De må også forklare hvordan de vil bruke lokale ressurser, beskytte astronautene mot farene i verdensrommet og beskrive bo- og arbeidsfasilitetene i måneleiren.
DOUKAS SKOLE Marousi-ATHENS Hellas 15 2 / 0 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360
Oppdraget vårt er å etablere en leir i et lavarør på månen i samsvar med FNs måneavtale. Navnet på leiren er "PETRALONA", som er en av de eldste grottene som ble brukt av forhistoriske mennesker i Europa.
Fase 1 - FORBEREDELSE. I første omgang vil et satellittfartøy (muligens Gateway) i bane rundt månen være base for flere ukers turer til månens overflate med mannskap i en trykksatt rover for å utarbeide detaljerte kart over overflaten og undergrunnen. En robotsonde skal utforske inngangen, veggene og tunnelen til Marius Hills tube med tanke på egnethet for menneskelig beboelse, eksistensen av is og for å utvikle logistikk.
Fase 2 - ETABLERING AV BASEN. Tre ubemannede lasteflyvninger med raketten Ariane 6 og én bemannet med ESAs resirkulerbare romfartøy skal klargjøre lavarøret og etablere primærsystemer: heis, trykksatte habitater, energi-, kommunikasjons- og livsforsyningssystemer.
Fase 3 - SELVBÆREKRAFTIG LEIR. In situ-produksjon og montering av habitat- og infrastrukturkonstruksjoner. In situ-livsstøtte og kraftproduksjon, regolittutvinning, oksygenutvinning, vannproduksjon, solcellepaneler og andre kraftverk, drivhus og drivstoffproduksjon. En fjernstyrt robotplantasje for utvinning av is og flyktige elementer (N, H, C) vil bli etablert på Aristarchus-platået, og en 300 km lang rørledning vil koble den til leiren vår.
Fase 4 - BASEFORLENGELSE. Produksjon og reparasjon på stedet. Utforskning av månen og eksperimenter. Utforskning av verdensrommet, støtte til Marsreiser og kommersielle aktiviteter.
Etablere den første utenomjordiske menneskelige bosetningen som et første skritt for å utvide menneskets aktiviteter i solsystemet, og spesielt som en mellomstasjon for reiser til Mars. Den vil fungere som et langtidseksperiment for å studere permanent bosetting på en annen planet med uvennlige levevilkår langt fra jorden. Det er en fantastisk mulighet til å prøve ut ny teknologi i reelle situasjoner, logistikken rundt et slikt forsøk og astronautenes medisinske og psykologiske problemer. Månen er et unikt vitenskapslaboratorium for eksperimenter innen fysikk, kjemi, biologi, geologi og sosiologi som ikke kan utføres på jorden, om jordens og månens tilblivelse, vår beskyttelse mot trusler fra rommet og for avansert observasjon av verdensrommet med nye teleskoper. I tillegg vil utvinning av verdifulle ressurser fra månen (blant annet sjeldne jordartsmetaller, nye mineraler og helium-3), produksjon av salgbare romprodukter og turisme føre til teknologiske fremskritt, fremme økonomisk vekst og skape gode jobbmuligheter.
I et lavatube i Marius Hills med et takvindu (58 × 49 m og 40 m dypt) og en taktykkelse på 20-25 m, ved koordinatene 14,2°N, 303,3°Ø. Et slikt habitat vil være fullstendig beskyttet mot stråling, ekstreme temperaturvariasjoner, meteorittbombardement, statisk elektrisitet og regolittstøv. Hvis man unngår de ekstremt lave temperaturene ved polene, kan man spare nesten 30% av strømforbruket. Dermed er det mulig å oppnå store reduksjoner i vekt, kompleksitet, spesialprotokoller og skjerming sammenlignet med overflatehabitater, noe som gjør det mulig å utvide forskningsoppdragets mål og varighet, øke antallet besetningsmedlemmer (som kan arbeide under rutinemessige forhold og med forbedret psykologi) og øke nyttelastmassen som kan landes for forskningsformål. Ekvator er det enkleste stedet å lande, og det er i konstant kommunikasjon med Jorden, selv om månenetter er en utfordring for strømforsyningen. Marias modne jord i nærheten er rik på metaller. Vann (>500-700 ppm), N, H og C-ressurser i form av pyroklastiske avsetninger er betydelige på Aristarchus-platået. De nyeste dataene viser at det finnes store mengder vann lagret i glassperler fra nedslag.
Under forberedelsene skal det medbringes jordisk materiale, inkludert selvutplasseringsklare tilfluktsrom, enheter for produksjon og resirkulering av oksygen og vann, mat for én måned, solcellepaneler og oppladede batterier for nattperioden, luftslusemoduler, aluminium, karbonfibre, gruvekran, to robotrovere, antenner, 3D-printer, romdrakter, små mengder oksygen, nitrogen og hydrogen.
Etter at tunnelgulvet er jevnet ut, vil det valgte segmentet bli skjermet fra overflaten ved å forsegle takvinduet og deretter blokkere det underliggende lumenet på hver side med lufttette vegger. Vinduer som åpnes på taket, vil bli skjermet med gjennomsiktig keramikk av aluminiumoksynitrid for naturlig belysning sammen med lamper som avgir synlig og infrarødt, UV-A og UV-B-lys for bedre å etterligne sollys. Det vil bli opprettet et trykkområde fylt med pustende luft på 1 atm.
Permanente habitater skal konstrueres ved hjelp av regolittavstøpninger og 3D-printing av månejord. Petralona-leiren består av et sentralt tårn som inneholder en heis for tung last og en for personell, og som starter fra tunnelgulvet og utvider seg gjennom det skjermede takvinduet til måneoverflaten til en kuppelstruktur som er beskyttet mot stråling av et 2 meter tykt regolittdekke og har keramiske vinduer. Det er hovedinngangen for mannskap og kjøretøy gjennom en luftslusemodul. Rovere kan også dokke lufttett der. På overflaten finnes også utskytningsrampen, solcelleplater og et beskyttende skall med en rakett for nødutrykning.
Boligene, som har et enkelt og rimelig ortogonalt design, vil være laget av slitesterke lettvektsmaterialer og koblet sammen med tårnets base parallelt med bakken gjennom luftslusemoduler. Disse inkluderer et felles fritids- og aktivitetsområde, private rom for hver person (ettersom behovet for personlig plass er av største betydning), et kontroll- og kommunikasjonssenter, laboratorier, medisinske fasiliteter, drivhus, bygninger for resirkuleringssystemer, regolittbehandling, elektrolysør, energilagring, vedlikeholdsgarasje og lager.
En rampe fra overflaten til tunnelbunnen vil være en alternativ adkomst. I tunnelen utenfor veggene vil det være drivstofftanker, kjernekraftverk og paleoregolittgruver.
På måneoverflaten vil støv, solvind og statisk elektrisitet på hundrevis av volt, som i polare kratere, sammen med ekstreme vekslingstemperaturer mellom 127 C og minus 173 C slite på besetningens helse, elektronisk utstyr, solcellepaneler og annet maskineri. Det er betydelige driftsmessige, teknologiske og økonomiske fordeler ved å bygge en månebase inne i et lavarør. Leiren vår vil være lufttett avskjermet fra miljøet på overflaten, slik at det blir levelige forhold inne i leiren med en jevn, mild temperatur på rundt 17 °C, sammenlignet med de voldsomt varierende dag- og nattetemperaturene på månens overflate. I tillegg vil hele den indre utposten være fylt med pusteluft med et trykk på 1 atm og forbundet med en rørledning til et område som er rikt på vann og flyktige stoffer. Taket på det valgte lavarøret er nesten 25 meter høyt og gir dermed absolutt beskyttelse mot mikrometeoroider, meteoritter og kosmisk stråling, siden det konvensjonelle strålingsskjoldet bare er delvis effektivt. Det er også trygt mot måneskjelv og har robuste egenskaper. Den store plassen gjør det mulig å utvide basen trinnvis ved å koble til ekstra habitater gjennom luftslusemoduler, og i tilfelle en del skulle bli skadet, kan den enkelt isoleres fra resten ved å lukke de felles lukene. I tillegg gjør nærheten til jorden, på ekvator-nivå, at kommunikasjonen med jorden er uhindret, noe som beskytter mannskapet mot eventuelle nødsituasjoner, spesielt medisinske nødsituasjoner som krever umiddelbar robotkirurgisk inngripen fjernstyrt fra et spesialisert team på jorden. På grunn av det beskyttede miljøet og den maksimale varmeisolasjonen reduseres energibehovet, det blir enklere å produsere mat gjennom eksperimentelt jordbruk og regolittdyrking, og behovet for vann, luft og strøm blir mindre og mer økonomisk. Å arbeide i store, sunne og komfortable habitater uten tunge romdrakter gjør hverdagen mer lik den på jorden, noe som vil forbedre psykologien og sikkerheten.
VANN
Ved å sette sammen hydrogen (fra månens regolitt, som konstant tilføres 40-50 ppm med solvinden eller tas opp fra landingsfartøyets brenselceller etter hver landing) og oksygen.
Solvindavledet vann lagret i glassperler over hele Månens overflate (7 × 1014 kg).
Pyroklastiske avleiringer av vann hentet fra det nærliggende Aristarchus-platået (>500-700 ppm).
Is blandet med jord i permanent skyggelagte områder eller i lavarørets paleoregolitt.
Etter å ha kombinert hydrogen med CO2 som besetningen har pustet ut, eller med CO2 fra månens kuldefeller (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Sabatier-reaksjon)
Gjennom et strengt resirkuleringssystem
LUFT
Produksjonsanlegg for pusteluft (20% O2 og 80% Nitrogen) produserer oksygen.
fra vann ved hjelp av elektrolyse
fra planter i drivhuset ved hjelp av fotosyntese
fra månens regolitt (som oksider 40-45% oksygen i masse) ved reduksjon av regolitt med pyrolyse (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) eller gjennom en elektrolytisk prosess med smeltet salt.
Nitrogen kan utvinnes fra mare-basalten etter oppvarming sammen med H2 og CO og gjenvinnes gjennom resirkuleringssystemer.
MAT
Hurtigvoksende planter som grønnkål, søtpotet, hvete, salat, agurker, tomater, soyabønner, quinoa, reddiker, karse, sopp og poteter kan dyrkes hydroponisk i drivhuset med LED-belysning.
Et akvakulturanlegg med arter med beskjedent O2-behov, lavt CO2-utslipp, kort klekketid og minimalt energibehov (5 til 20 ganger lavere enn hos pattedyr), som havabbor og magre arter med egg fra jorden. Blåskjell og reker er imidlertid overlegne når det gjelder plassbehov og kaloriinntak per masse.
Fjørfeoppdrett - egg
Kjøttproduksjon ved hjelp av genteknologi i in vitro-cellekulturer
MAKT
Et 40 kW kjernefysisk fisjonssystem
Solenergi. Den lange natten kan motvirkes ved å bygge solcelleanlegg på spredte steder, slik at minst ett av dem alltid er i dagslys, eller et kraftverk der det er konstant eller nesten konstant sollys. Lasere kan stråle energi fra solbelyste områder til skyggefulle områder. Eller lagre energi i løpet av de 15 dagene med sollys.
Solcelledrevne elektrolysører spalter vann til oksygen og hydrogen som kan brukes som drivstoff eller rekombineres i regenerative brenselceller som lagret energi.
Metan fra Sabatier-reaksjon og fra pyrolyse av plastsøppel og mannskapsavfall med oksygen på stedet.
Gjenstander som ikke kan gjenbrukes, vil bli fremstilt av fotokjemisk nedbrytbare materialer etter eksponering for solens UV-stråling, mens småbiter av søppel vil bli behandlet i en forbrenningsovn ved hjelp av oksygen, noe som reduserer avfallsmengden drastisk. Alle rester kan begraves i et krater nær basen eller i et lavarør med forseglet inngang og brukes som deponi.
Pakket avfall kan sprenges bort fra månen, f.eks. i retning solen (spesielt giftig eller radioaktivt avfall) eller inn i jordatmosfæren for en planlagt destruktiv tilbakevending over et ubebodd område.
I bioregenerativ livsopprettholdelse omdanner planter og bakterier alt uspiselig matavfall, menneskelige ekskrementer og annet biologisk avfall til en slags gjødsel. Hygienisk vann, ufølsom svette, toalettspyling blandet med avføring og urin resirkuleres med ultrafiltrering til vann som helles i drivhuset. Karbondioksid som pustes ut av hytta, vil i kombinasjon med hydrogen gjenvinne vann og produsere metan (Sabatier-reaksjon).
På Månen trenger radiobølgeantenner alltid direkte siktkontakt. Satellitter i månebane gjør det enklere, og de samarbeider også om GPS-navigasjonssystemet. Avanserte systemer som bruker Klystrons på ekvatorens nærside, vil være i konstant kommunikasjon med jordas system av bakkestasjoner, inkludert Deep Space Antennas. Lang- og
kommunikasjon med rovere eller andre leirer oppnås også via satellitter, mens den korte kommunikasjonen oppnås med små dipolantenner som bare kan sende opp til ti kilometer. Basens interne kommunikasjon kan skje via Ethernet-kabler.
LTE/4G- eller 5G-teknologi vil bli testet for kommunikasjon på måneoverflaten siden månelandskapet generelt er åpent og elektromagnetiske bølger forplanter seg selv uten atmosfære.
Laserbasert optisk kommunikasjon mellom jorden og månen eller mellom satellitter vil bli etablert ved hjelp av optiske teleskoper som stråleutvidere, noe som gjør det mulig å overføre mer data på kortere tid, for eksempel 4k-videooverføringer eller tidssensitiv robotkirurgi fjernstyrt fra jorden.
TOPICS:
Astronomi, romvitenskap, biologi, bioteknologi, seismologi, vulkanologi, ingeniørfag, robotikk, informatikk, sosiologi
EKSPERIMENTER:
Teleskoper integrert med avanserte prognostiske algoritmer med høy kompleksitet for tidlig deteksjon av asteroidekollisjoner med jorden.
Radioteleskopet bruker baksiden som stabil plattform for å studere stråling fra det tidlige universet, beskyttet mot jordiske radiostrålinger og andre atmosfæriske forstyrrelser (f.eks. skyer, måneskinn, fuktighet).
Lavtemperatur-væskespeilteleskoper på begge poler observerer universet i det infrarøde området, uten termisk bakgrunn, for å studere universets opprinnelse, utvikling og egenskaper.
Astropartikkelfysikk (f.eks. høyenergetiske netrinoer, antipartikler osv.)
Lunar laseravstandsmåling tester generell relativitetsteori og søker etter mørk materie.
Prøvetaking av Månens gamle kratere for å studere hvordan Månen-Jorden-systemet ble dannet
Bruk av sol og vind til energiproduksjon
Bruk av statisk elektrisitet i polare kratere som energibanker
Fjernstyrt robotkirurgi i mikrogravitasjon for akutte situasjoner, med umiddelbar respons i sanntid fra et medisinsk senter på Jorden og overføring av stordata.
Ultralettvektsmaterialer for romfartsapplikasjoner
Materialers oppførsel og mekanismer i ekstreme miljøer, med lav tyngdekraft og i miljøer med mye elektrostatisk støv.
Avansert robotteknologi for sensing, mobilitet, manipulering og automatisert og autonom deteksjon, kalibrering og reparasjon i ekstreme omgivelser.
Produksjon i verdensrommet og autonom montering av strukturer og romfartøyer
Elektrostatisk levitasjon med ionekilder med ionisk væske
Utvikling av ionemotorer på flere megawatt og antimaterie-fremdrift for Mars
Produsere kjøtt i et laboratorium ved hjelp av vitro-cellekulturer av animalske proteiner.
Seismologi, vulkanologi og lavarør
Skadebestandige og selvhelbredende materialer
Regolittprosessteknikker for utvinning av oksygen, vann og andre grunnstoffer
Biosignaturer av utenomjordisk liv, spesielt i lavarør
Eksperimentdesign for å skape data som er AI/ML-klare for kvantifisering av usikkerhet mot misvisende korrelasjoner, som løsningsguide for interplanetariske reiser og nye oppdagelsesområder.
Hvordan mikrogravitasjon påvirker vevsvekst og sårtilheling
Produksjon av syntetisk blod og hud
Testing av høye skjermingsteknikker for å eliminere varme- eller lufttap og flyktige tap under utgraving.
Alle besetningsmedlemmene, hoved- og reservebesetningene, som er valgt ut til Moon camp, skal trene sammen, fordi de både må bli kjent med hverandre og lære å samarbeide effektivt og i henhold til de ulike rollene og ansvarsområdene de er tildelt. Alle de nye astronautkandidatene, som har ulik faglig bakgrunn og ekspertise, må nå en felles minimumskunnskapsbase. De må lære seg medisin, språk, robotteknologi og pilotering, romfart og romsystemteknikk, organisering av romsystemer, landbruk og avansert informatikk.
De vil bli trent i miljøer uten tyngdekraft, mens de har på seg romdrakten, for å bli klare til å gå på månen.
De vil ta for seg tekniske disipliner som elektroteknikk, aerodynamikk, fremdrift, banemekanikk, materialer og strukturer, i tillegg til å bli introdusert for vitenskapelige disipliner som forskning under mikrogravitasjon (innen menneskelig fysiologi, biologi og materialvitenskap), jordobservasjon, astronomi, romfartslovgivning og mellomstatlige avtaler om verdensomspennende samarbeid i rommet.
Astronautene bør læres opp til å leve, arbeide og utføre vitenskapelige eksperimenter i det ekstreme miljøet på Månen gjennom en detaljert praktisk og utvidet virtuell virkelighet-gjennomgang av alle leirens systemer (f.eks. habitatstruktur og -design, utgravningssteder, navigasjon og kontroll, termisk kontroll, generering og distribusjon av elektrisk kraft, kommando og sporing, livsstøttesystemer, generiske robotoperasjoner, rendezvous og dokking, systemer for utenomjordiske aktiviteter, nyttelastsystemer), samt de viktigste systemene i romfartøyene og roverne som betjener leiren. Astronauter som forbereder seg på å utforske lavarør, vil trenge trening i å krysse vertikalt utviklede miljøer og grotteutforskning med ujevnt terreng, skarpe steiner og steinras, mens vandring på Månen ledsages av støvoppvirvling og elektrifisering.
Opplæringen omfatter også opplæring i håndtering av avvikssituasjoner, feilanalyse og gjenoppretting/reparasjon. Disse oppdragene er ikke helt uavhengige av roboter. Dette åpner en ny vei mot interaksjon mellom menneske og robot.
REISE TIL OG FRA JORDEN
Gjenbrukbart landingsfartøy med vertikal landing for besetningen og for sammenkobling med ISS
Ubemannet lasterakett
Resirkulerbar lander
Klargjør raketten for nødevakuering.
Jord-Måne-transport uten rakett ved hjelp av en kabel laget av karbonnanorør
KJØRETØY PÅ MÅNEN
Trykksatte rovere som dokker til basen eller til en annen Rover.
Terrenggående traktorer med bulldoserblad som kan festes foran, med vanntank, lastekasse eller avfallsboks, og med robotarm utstyrt med gravemaskin/spade.
Teleoperert kran for tunge løft,
Fjernstyrt bore- og regolittgravemaskin.
Skinnespor med magnetisk levitasjon
Trykksatte taubaner som kan forankres til basen.
UTFORSKNING AV MÅNEN
Multi-Mission Exploration Vehicle med autonome livsopprettholdende systemer for 4-8 astronauter og en rekkevidde på 200 km, uavhengig telekommunikasjon med jorden, en drone om bord, resirkuleringsmuligheter for oksygen og vann som øker livsopprettholdelsen til 14 dager, solcellepanel og RFC. Kan også brukes som tilfluktsrom inntil hjelp ankommer fra jorden.
Teleopererte DRONES, med fremdrift med hydrogenperoksid eller CO2-gassstråler eller elektrostatisk levitasjon med ionemotor.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 