oppdagelse interaktivt bilde

Prosjektgalleri Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

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.

New Earth

Liceul Teoretic "Emil Racovita" Baia Mare  Baia Mare-Maramureş    Romania 16, 17   3 / engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

For omtrent femti år siden tok menneskeheten et stort skritt i sin utvikling da romfartøyet Apollo 11 landet på månens overflate. Den dagen, 20. juli 1969, gikk den amerikanske astronauten Neil Armstrong ned på måneoverflaten og uttalte de berømte ordene "One small step for a man, one giant leap for mankind". I dag gjentar vi historien, men i stedet for bare en ekspedisjon skal vi skape en fullt ut bærekraftig driftsbase. Denne kolonien blir begynnelsen på en ny æra, den interplanetariske æraen.

1.2 - Hvorfor ønsker dere å bygge en Moon Camp? Forklar hovedformålet med måneleiren (for eksempel vitenskapelige, kommersielle og/eller turistmessige formål).

Månen vil bli menneskehetens lekeplass der vi kan innovere, skape og tilpasse oss. Med denne kolonien vil vi legge grunnlaget for interplanetariske reiser, samtidig som vi oppdager ny teknologi som vil hjelpe oss på jorden. Effektiv mineralutvinning, bioteknologiske avlinger, mer effektiv fornybar energi. Dette vil bare være begynnelsen på det som kommer. Basen vår vil huse fire pionerer fra ulike yrker og vil ha toppmoderne fasiliteter, inkludert høyeffektive akvaponiske anlegg, avansert trenings- og treningsutstyr, et kompakt, men fullt utstyrt kokehus og plasseffektive køyerom. Et nytt mannskap kommer hvert femte år, sammen med avanserte reservedeler og varer som ikke kan produseres effektivt på stedet.

2.1 - Hvor vil du bygge måneleiren din? Begrunn valget ditt.

Månebasen skal ligge 30 km fra Shoemakerkrateret, i nærheten av en fjellkjede. Vi valgte denne plasseringen av flere grunner:
Geologisk interessant: Området nær Shoemaker-krateret er geologisk interessant og gir mulighet til å studere måneoverflaten og geologien i detalj. Fjellkjeden i nærheten av basestasjonen byr på en rekke geologiske elementer som kan utforskes, blant annet nedslagskratere, vulkanske elementer og eldgamle bergarter, samtidig som den beskytter mot meteorer.

Kommunikasjon og navigasjon: Beliggenheten nær Shoemakerkrateret gir god siktlinje til Jorden, noe som gjør det lettere å kommunisere med kontrollen på Jorden og motta navigasjonssignaler.

Ressurstilgang: Som tidligere nevnt gir beliggenheten nær Shoemaker-krateret tilgang til vannforekomster som er lagret dypt inne i krateret. I tillegg til vann kan området også inneholde andre viktige ressurser som helium-3, som kan brukes som brensel i fusjonsreaktorer.

2.2 - Hvordan planlegger dere å bygge måneleiren? Tenk over hvordan dere kan utnytte månens naturressurser, og hvilke materialer dere trenger å ta med fra jorden. Beskriv teknikkene, materialene og designvalgene deres.

I alle tre byggefasene vil vi bruke kompakte, ferdigproduserte rom og vegger som fraktes fra Jorden med engangsferger. Rommene og fasilitetene vil bli satt sammen, koblet sammen og sveiset sammen for å sikre at de fungerer som de skal. Basens ytre skall vil være laget av armert betong belagt med titan-blylegering, mens de innvendige veggene vil være laget av aluminiumsplater. Basen skal utstyres med avanserte ventilasjonssystemer, anlegg for vannrensing og kloakkbehandling samt livsopprettholdende systemer.

Når basen er ferdig, skal vi begynne å raffinere lokale ressurser. Vi vil utvinne naturlige vannforekomster fra Shoemaker-krateret og omdanne dem til oksygen ved hjelp av elektrolyse, og deretter sende dem via en rørledning som transporterer gasser fra Shoemaker-krateret til basen. Vannet som snart kan brukes, vil bli transportert fra nærliggende forekomster via ubemannede rovere og deretter renset ved hjelp av avanserte destillasjonsmetoder. I tillegg skal vi utvinne regolitt fra måneoverflaten og foredle den til brukbare materialer som metaller og gasser. Dette vil hjelpe oss med å bygge nødvendige enkle komponenter og deler i stedet for å basere oss på leveranser fra Jorden. Forskningsdata og ny teknologi vil bli byttet mot komplekse komponenter, ulike varer og sjeldne metaller som ikke kan bearbeides og bygges på stedet.

2.3 - Hvordan beskytter og beskytter måneleiren astronautene mot månens tøffe miljø?

Pionerene i kolonien vil være beskyttet mot naturlige farer som solstråling, meteornedslag og farlig månestøv takket være de tykke ytterveggene i betong belagt med titan-blylegering, den strategiske beliggenheten nær fjellkjeden og spesielle elektroniske støvavvisere som hindrer støvet i å trenge inn. I tillegg vil basen være utstyrt med avanserte livsopprettholdende systemer, et ventilasjonsanlegg, nødstrøm- og oksygengeneratorer, kloakkrensingsanlegg, termoregulatorer samt ulike rekreasjonsfasiliteter som skal sikre besetningens velvære og mentale helse. Det indre av basen vil være trykksatt for å skape et miljø med gasser og trykk som ligner jordens.

3.1 - Hvordan vil måneleiren gi astronautene bærekraftig tilgang til grunnleggende behov som vann, mat, luft og strøm?

Luft: Som tidligere nevnt vil store, automatiserte ekstraktorer utvinne frossent vann fra råforekomster i Shoemaker-krateret i løpet av den første fasen av baseoppbyggingen, kjent som Operasjon Oksygen, og rovere vil transportere det til spesielle raffineringsanlegg der det vil bli renset og omdannet til oksygen ved hjelp av elektrolyse. Denne prosedyren vil omdanne 2 liter vann til 1 liter oksygen. Besetningen på 4 personer kommer til å bruke ca. 8000 liter oksygen hver dag. Oksygenet vil bli transportert til basen via en rørledning laget av titanlegeringen Ti-6Al-4V, utstyrt med solcelledrevne pumper som sørger for en konstant strøm av oksygen. Fisketanken får oksygenrikt vann fra plantene i aquaponics-systemet.

Vann: Når det gjelder vann, planlegger vi å bygge en maskin som skal bruke membranfiltrering og destillasjonsteknikker for å rense vann som hentes opp fra nærliggende forekomster med rovere. Under Operation Life Support skal dette vannet brukes til å fylle fisketanken og starte aquaponics-kretsen. Etter Operation New Earth trenger vi bare vann til astronautene (ca. 8 l/dag for 4 personer), vasker (7 l/min) og dusjer (50 l/bruk). Når vi har fylt opp det interne vannlageret (som er på ca. 2000 liter), vil vi resirkulere det brukte vannet ved hjelp av metodene nevnt ovenfor. Men siden ingen systemer for resirkulering av vann er helt effektive, vil vi fortsatt ha behov for nye vannleveranser fra tid til annen.

Elektrisitet: Når det gjelder elektrisitet, vil vi bruke solcellepaneler og batterier med høy tetthet. Solcellepanelene vil bruke perovskitt-teknologi på grunn av effektiviteten på 30% og enkel produksjon. Totalt trenger vi rundt 65 solcellepaneler på omtrent 1,6 kvadratmeter hver for å generere 50 kWh. For å holde solcellepanelene rene hele tiden vil vi bruke magnetiske felt som frastøter månestøv og andre urenheter. Hvert solcellepanel vil generere rundt 762 Wh daglig, og overskuddet vil bli lagret i kraftige batterier.

Vi beregnet dette ved hjelp av følgende formel: Energi/døgn = solcellepanelets areal x solinnstråling x virkningsgrad. I perioder uten sollys bruker vi energien som er lagret i batteriene.

Mat: For matforsyningen vil vi bruke et innovativt system kalt aquaponics som skaper et selvforsynt miljø ved hjelp av en fisketank, et hydroponisk system og en rekke rør og filtre.

Akvariet vil ha en kapasitet på 2000 liter og vil gi ca. 70 kg matfisk hvert år. For å maksimere effektiviteten har vi valgt ørret, som er en av de mest effektive mellomstore fiskene for dyrking.

Det hydroponiske systemet vil bestå av flere bassenger for dyrking av tomater og salat med et samlet areal på 80 kvadratmeter, noe som vil gi totalt 1000 kg ferske råvarer årlig. Dette vil gi et næringsrikt og balansert kosthold for pionerene våre.

For å bestemme riktig mengde gjødsel til avlingene våre, brukte vi følgende formel: Vannvolum = total biomasse av fisk / tetthet av fiskebestander

3.2 - Hvordan vil måneleiren håndtere avfallet som astronautene produserer på månen?

Når det gjelder avfallshåndtering, skal biomassen som pionerene skiller ut, foredles til gjødsel for akvaponikksystemet, mens det mer flytende avfallet skal filtreres og føres tilbake til vannettet. Vannrenseren vil håndtere alle disse behovene og effektivt omdanne avfallet til brukbare materialer.

3.3 - Hvordan vil måneleiren opprettholde kommunikasjonen med Jorden og andre månebaser?

Basen vår kommuniserer med jordstasjonen og andre månekolonier gjennom ultralette radiosignaler og satellittkommunikasjon. Satellittkommunikasjonssystemet bruker avansert teknologi og enorme mengder solenergi til å sende og motta video- og lydsignaler. Den 32 m² store radiokommunikasjonsantennen på basens tak kan overføre data med en hastighet på opptil 201,998 km/s, noe som sikrer den beste dataoverføringshastigheten.

4.1 - Hvilke(t) vitenskapelig(e) tema(er) vil være i fokus for forskningen i deres Moon Camp? Forklar hvilke eksperimenter dere planlegger å gjøre på månen (for eksempel innen geologi, miljø med lav tyngdekraft, biologi, teknologi, robotikk, astronomi osv.)

Formålet med basen vår er å utvikle og teste ut ny teknologi som ikke bare vil være til nytte for oss på jorden, men også gjøre det mulig for oss å reise interplanetarisk. Vi vil fokusere på å utvikle bioteknologiske avlinger, automatiserte utvinningsanlegg, effektive kraftverk, pålitelige fornybare energikilder, ultralette kjøretøyer, gjenbrukbare raketter med automatisk drivstoffregenerering og ultralette bioniske menneskedeler med gittergassystemer. Denne basen vil fungere som et testområde for ny teknologi og vil ha et større formål enn en vanlig koloni. Den skal bane vei for fremtiden vår.

5.1 - Hva ville du inkludert i astronauttreningsprogrammet for å forberede astronautene på en måneferd?

Opplæringen som de heldige pionerene våre vil gjennomgå, vil være lik den astronautene på ISS gjennomgår, men med noen ekstra ferdigheter og yrker som er nødvendige for å overleve på månen. De vil få omfattende opplæring i blant annet geologi, grunnleggende og avansert konstruksjon, botanikk, astronomi, matlaging og ernæring.

To av kolonistene skal være faglærte bygningsarbeidere med ansvar for å bygge og vedlikeholde basens infrastruktur. Den ene kolonisten er elektriker med ansvar for basens kraftsystemer, mens den andre er forsker med ansvar for å utføre eksperimenter og overvåke forskningen på månen.

I tillegg til disse spesialiserte rollene må alle medlemmene av teamet ha et bredt spekter av ferdigheter og kunnskaper for å sikre at oppdraget lykkes. Dette inkluderer ferdigheter som medisinsk trening, problemløsning og tilpasningsevne, samt en forståelse av de ulike systemene og teknologiene som skal brukes på månen.

Treningsprogrammet vil være strengt og intenst, og er utformet for å forberede pionerene på de utfordringene de kan møte i løpet av tiden på månen. Når de reiser ut på oppdraget, vil de være fullt utrustet med de ferdighetene og kunnskapene som er nødvendige for ikke bare å overleve, men også trives på måneoverflaten.

5.2 - Hvilke romfartøyer vil din fremtidige måneferd trenge? Beskriv farkostene som finnes i Moon camp, og vurder hvordan dere vil reise til og fra jorden og utforske nye destinasjoner på månens overflate.

For å reise mellom Månen og Jorden og utveksle ulike varer vil vi bruke billige engangsferger med høy kapasitet. På denne måten kan vi minimere antall reiser og samtidig holde kostnadene nede.

Til utforsknings-, utvinnings- og transportformål vil vi bruke en kombinasjon av bemannede rovere, som buggyen, og ubemannede, fjernstyrte og automatiserte rovere. En av disse roverne vil bli utpekt til utvendig arbeid, mens de to andre vil være ansvarlige for innendørs transport av ressurser. På denne måten kan vi samle inn og transportere ressurser mer effektivt, samtidig som vi reduserer risikoen for pionerene våre.