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.
Tredjeplass - ESAs medlemsstater
Oban videregående skole Oban-Argyll og Bute Storbritannia 16, 15, 14, 13 5 / 1 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360
Dette prosjektet går ut på å skape en baseleir på månen. Vi har noen få kupler på overflaten, mens det meste av konstruksjonen kommer til å ligge under jorden. Basen har plass til 10 astronauter, eventuelt flere hvis mannskapene jobber i skift, og inneholder grunnleggende fasiliteter som toaletter, sovesaler, kjøkken og et fellesområde, men også mer arbeidsrelaterte rom som verksteder, lagerrom, laboratorier og et drivhus. Basen har også en ekstra kuppel som er atskilt fra hovedbasen, og som inneholder høyenergi- og høytemperaturprosesser som elektrolysekamre og ovner. Denne atskillelsen bidrar til å beskytte hovedbasen i tilfelle feil i disse systemene. Basen er hovedsakelig bygget av aluminium på grunn av aluminiumets styrke og letthet, og fordi det ekstra aluminiumet som trengs til vedlikehold av basen, kan utvinnes fra malm i månens regolitt ved hjelp av FFC Cambridge-prosessen, som er en av prosessene det forskes på ved basen. Basen bruker også månejord som byggemateriale for å beskytte mannskapet mot stråling.
Hovedformålet med denne basen er å fungere som en vitenskapelig forskningsplattform på månen. Basen vil gjøre det mulig for astronautene å oppholde seg mye lenger på månen, noe som betyr at flere eksperimenter og prosjekter kan gjennomføres i månemiljøet, noe som på sikt vil øke vår forståelse av månen og universet betraktelig. Et annet viktig formål ville være å undersøke miljøet og hvordan visse ting reagerer på det, i tillegg til å studere måneoverflaten, få øvelse i å dyrke mat på månen og undersøke resultatene av å leve lenge i omgivelser med lavere tyngdekraft. Dette er informasjon som enkelt kan samles inn og distribueres tilbake til vitenskapelig bruk på jorden. Denne informasjonen kan være svært nyttig i utviklingen av fremtidige romfartøyer, i planleggingen av fremtidig astronauttrening eller til og med for å forbedre teknologien på jorden.
Vår måneleir skulle bygges på månens sydpol på fjellryggen mellom De Gerlache-krateret og Shackleton-krateret. Denne plasseringen er fordelaktig, for når solen lyser opp denne delen av månen, befinner den seg like under eller like over horisonten, noe som gir relativt stabile temperaturer på opp mot 54 °C. At solen er tilgjengelig, bidrar til vekst av avlinger i drivhuset og produksjon av energi til basen ved hjelp av solcellepanelene, i tillegg til å forhindre at utstyr fryser permanent. Basen har også tilgang til mange viktige ressurser som isforekomster og månens regolitt som inneholder malm som anortositt. Terrenget er også svært enkelt å krysse til fots eller med rover på grunn av de slake bakkene og den sparsomme forekomsten av jordsmonn. Stedet har også direkte satellittforbindelse til jorden på grunn av retningen det vender mot.
Som tidligere forklart er basen hovedsakelig laget av aluminium på grunn av materialets letthet, styrke og materialegenskaper, og fordi det er lett å få tak i både på månen og på jorden, og fordi det er godt utprøvd i et rommiljø siden ISS er konstruert av aluminium. Basen er hovedsakelig konstruert av kupler og sylindere for å minimere trykkpunkter på kantene og redusere risikoen for brudd på bakken på grunn av trykkforskjellen med utsiden av basen. Dette designvalget gjør også byggingen av strukturen mye enklere, ettersom disse avrundede strukturene kan segmenteres og enkelt transporteres på romfartøy og settes sammen. Mesteparten av basen vil også være dekket av noen meter månejord for å beskytte basen mot flygende skrot og stråling. Malmen anortositt produserer også silisium og aluminium i FFC Cambridge-prosessen, som kan brukes til å produsere enkelte komponenter til basen på månen.
Det eneste utstyret som må hentes fra Jorden, er graveroboter og gruveanlegg for å få tak i nødvendig jord, is og malm. De opprinnelige basemodulene kan også fraktes til månen med romfartøy for å sikre at mennesker kan overleve på månen mens den permanente basen bygges opp. 3D-printere kan også brukes til å bygge og vedlikeholde basen, ettersom spesifikke komponenter og verktøy kan lages av plast og metall som transporteres fra jorden.
Som vi har forklart tidligere, planlegger vi å bygge leiren hovedsakelig under bakken og dekke den med månejord, slik at astronautene er beskyttet mot solstråling når de befinner seg inne i bygningen. Månejord er god til å beskytte mot stråling, da noen få meter av dette materialet beskytter mot de fleste typer stråling. Jordsmonnet beskytter også mot asteroider og flygende rusk som astronautene og basen vil bli utsatt for. Astronautene skal bruke romdrakter og måneroboter for å beskytte seg og hjelpe dem når de beveger seg utenfor leirens vegger. Hver modul er atskilt fra hovedbasen med innvendige luftsluser som kan forsegle og holde mannskapet i live i tilfelle et skrogbrudd. Basen har også et sentralt luftrensings- og sirkulasjonssystem, men dette kan isoleres for å holde noen få eller bare én modul i live i tilfelle brudd. De eneste modulene som har egne luftsystemer, er verkstedet, forskningslaboratoriet og inngangen. Dette er i tilfelle disse rommene blir forurenset eller giftige og kan forhindre at luften sirkulerer rundt i hele basen. Basen har også luftfiltreringssystemer for å hindre at mannskapet puster inn skadelige gasser og partikler, for eksempel inneholder månestøv silikat som kan skade lungene hvis det pustes inn i store mengder. Alle høyenergiprosessene holdes adskilt fra beboelsesmodulene, noe som kan forhindre at hele basen ødelegges i tilfelle en katastrofal feil. Rørene som transporterer produktene fra disse prosessene til basen, er også utstyrt med trykkaktiverte ladninger som sprenger røret ved en trykkstigning, slik at basen ikke blir skadet.
Måneleiren vil hovedsakelig få strøm fra solen ved hjelp av 99 solcellepaneler som kan dreies slik at de alltid er vendt mot solen, og som skal plasseres rundt basen og produsere strøm på dagtid, forsyne basen med strøm og lade litiumionbatterier om natten. Disse solcellepanelene vil produsere maksimalt 135,63 kW, noe som betyr at solcellepanelene produserer totalt 5,86 MJ i løpet av 12 timer.
Luft produseres på flere måter, fra spalting av vann til FFC Cambridge-prosessen. Luften i modulene vil ikke inneholde nitrogen, ettersom mennesker ikke trenger nitrogen for å overleve. Oksygen produseres ved å føre smeltet vann fra is inn i et elektrolysekammer for å spalte det i oksygen og hydrogen. Hydrogenet transporteres til lagertanker for å brukes som rakettdrivstoff, og oksygenet transporteres til hovedbasen. FFC Cambridge-prosessen er mer eksperimentell og produserer også oksygen som skal brukes til rakettdrivstoff og pusteluft.
Vannet produseres igjen ved å smelte ned isavleiringer og brukes enten til å lage oksygen eller ledes til tanker i basen for å brukes som drikkevann. Vannet filtreres for å fjerne urenheter og molekyler som ikke kan drikkes, slik at det er trygt å drikke. Dette vannet brukes til drikkevann og andre systemer, men det meste resirkuleres og filtreres på nytt.
Mesteparten av maten importeres fra jorden, men den suppleres med avlinger og mat produsert på månen. Maten som produseres på månen, er ikke den primære matkilden, men hvis det skulle oppstå problemer med transporten av mat fra jorden, kan mannskapet overleve på produktene som dyrkes på månen.
Det organiske avfallet som astronautene produserer, kan komposteres eller brukes som gjødsel for plantene som vokser. Vi ønsker også å ta i bruk reaktorer som omdanner søppel til gass, da de kan brukes til å omdanne søppel til gass som mannskapet kan gjenbruke i bygningen eller i roverne, ettersom reaktorene bruker en termisk nedbrytningsprosess for å omdanne avfall til gass. Luft- og vannfiltrering vil også bli brukt for å begrense avfallsmengden. Flytende avfallsprodukter vil bli filtrert og resirkulert for å minimere belastningen på vannproduksjonssystemene og for å spare energi. Vann som er rent, men som har gått gjennom systemene og ikke kan drikkes, vil bli brukt til toaletter og vanning av planter.
Vi skal bruke kommunikasjonssystemer og en 4,2 meter høy, utplasserbar parabolantenne for å sende kommunikasjon til Queqiao relésatellitt for å kommunisere med Jorden. Queqiao-relésatellitten er en satellitt som er skutt opp i en L2-halobane, der den befinner seg på det perfekte stedet for å kunne sende kommunikasjon fra Månen til Jorden og omvendt uten problemer. Dette skyldes at satellitten befinner seg på et sted der den har tilgang til månens bakside, men likevel kan nå jorden uten å være redd for at månen blokkerer sendingene. Sendingene fra Queqiao kan bringes i kontakt med andre LEO-satellitter for å videresende meldingene til det selskapet som trenger dem.
Vi trenger også kommunikasjon på månen. Derfor vil det bli tatt i bruk enkle radioer som gjør det mulig å kommunisere ikke bare med astronautene, men også med andre månebaser.
Temaene som forskningen vår vil fokusere på, er miljø med lav tyngdekraft og geologi. Siden disse to temaene vil være basens hovedfokus, vil innsamling av informasjon om disse temaene være hovedprioriteten når det gjelder bruk av forskning. Boremetoder vil bli brukt til å samle inn is og jordsmonn som kan undersøkes nærmere og eksperimenteres på i leiren. Disse eksperimentene kan gjøres for å finne ut mer om spesifikke områder, for eksempel hvilke komponenter som finnes i jordsmonnet, hvordan stråling påvirker grunnstoffene på månen, hvor mye informasjon som kan hentes ut av jord- og isprøver fra solsystemets opprinnelse, og til og med hvordan det er mulig å dyrke planter på månejord med tanke på jordens ulike beskaffenhet.
Treningsstudioet som er innebygd i basen, er der for å støtte astronautenes fysiske og mentale tilstand, men vil også være tilgjengelig som en metode for å samle informasjon om hvordan lav tyngdekraft påvirker menneskekroppen. Dette kan også gi informasjon om hvordan den enkeltes rutiner påvirkes av denne særegne miljøforandringen, samtidig som det kan gi informasjon om hvordan man kan mistenke symptomer på lavgravitasjonsaffinitet hos en person avhengig av hvordan kroppen deres har det fysisk. Vi vil også studere FFC Cambridge-prosessen, som fortsatt er på et eksperimentelt stadium på grunn av mangelen på regolitt på jorden, men på månen vil fremgangen øke drastisk. Denne prosessen vil gjøre det mulig å bygge større månebaser i fremtiden fordi den produserer byggematerialer lokalt på månen.
For å forberede astronautene på det kommende måneoppdraget ønsker vi å legge til følgende som en del av treningsprogrammet;
Sørg for at kandidatene blir grundig informert om forholdene, miljøet som kan forventes og hvilke problemer og løsninger som kan oppstå under reisen.
Ha øvelser, driller og deretter generelle tester i månemiljøscenarier som er levendegjort i simulatorer med nøyaktig de problemene som debriefingen snakker om.
Innlemme undervanns-/bassengtrening i treningsregimet. Svømmebassenger kan simulere følelsen av lav tyngdekraft, som astronautene må venne seg til før de reiser til månen. Ved å utføre øvelser, gå eller rett og slett flyte i vannet kan de tilpasse seg følelsen av lav tyngdekraft, og over tid vil de lære å manøvrere i vannet med draktene sine. Dette har vist seg å være nyttig, ettersom astronauter som forberedte seg til Apollo-oppdragene, også gjennomgikk den samme treningen.
Bygg en prøvebase. Sikkerhetsprotokoller kan kjøres i simulerte baser for å sikre at ingen i teamet går i stå og at alle vet hvordan de skal oppføre seg i en nødsituasjon. De fiktive basene er også nyttige for å gjøre kandidatene kjent med laboratoriene og verkstedene, samtidig som de gir dem muligheten til å se boligkvarteret og bli vant til hvordan det er innredet.
Trening i langvarig isolasjon. Mannskapene vil bli opplært til å samarbeide og operere sammen i langvarig isolasjon på en simulert base for å simulere det sosiale aspektet og utfordringene ved å være alene.
Vi skal bruke en rover til å kjøre astronauter til og fra oppdragssteder, andre potensielle leirer, gruveområder eller rett og slett bare for å utforske området. Roveren vår er designet slik at kjøretøyet bruker solenergi til å produsere energi, i tillegg til en lader som kobles til hovedbasen og sørger for at maskinen får strøm. Når det gjelder hvordan vi skal reise frem og tilbake mellom månen og jorden, har vi landet på å bruke gjenbrukbare raketter som SpaceX Starship til å gjennomføre reisen. Dette er en god idé, siden rakettene kan fylles opp både på jorden, med de ressursene som finnes der, og på månen, med hydrogen og oksygen som er separert fra månevannet. Romdrakter vil også bli levert slik at astronautene kan ferdes til fots i månelandskapet. EVA-tiden vil imidlertid være begrenset på grunn av strålingseksponeringen.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 