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.

Andromeda

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Romania 16   2 / 0 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Basen vår har en modulær struktur som kan huse et team på opptil ti astronauter, hvis hovedformål er å utvinne og bearbeide månestøv for å grave ut nyttige materialer. Et annet formål med bosetningen vår er å observere og analysere universet med radioteleskoper.

Den innovative designen gjør det enkelt å utvide systemet og legge til flere moduler etter behov for å støtte større team og øke produktiviteten. Den modulære utformingen gjør det også mulig å utnytte ressursene effektivt ved at hver modul er optimalisert for spesifikke funksjoner.

I tillegg til utvinning og bearbeiding av månestøv vil basen inneholde et radioteleskop som vil gjøre det mulig for oss å observere og analysere universet fra månen. Dette vil være et stort gjennombrudd i vår forståelse av kosmos, ettersom fraværet av jordatmosfæren vil gi overlegen klarhet og presisjon i observasjonene våre. Månebosettingen vår er et skritt fremover i utforskningen av verdensrommet og åpner nye muligheter for vitenskapelige oppdagelser og ressursutnyttelse. Vi har som mål å fortsette å flytte grensene for menneskelig utforskning og kunnskap, og vi håper at vår modulbaserte base vil være en viktig del av denne reisen.

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

Hovedformålet med månebasen er å muliggjøre interplanetariske reiser og utforskning. Månen inneholder et vell av ressurser, inkludert vann, som kan brukes til drivstoff og livsopprettholdelse, noe som vil gjøre oss selvforsynte.

Basen vår vil hovedsakelig fokusere på å utvinne ressurser som sjeldne malmer og bergarter, men også helium-3, som kan brukes til en rekke formål på jorden, for eksempel kryogenikk, medisinsk avbildning og kjernebrensel.

En teknisk komponent i bosetningen vår er graverobotene, som graver ut og samler inn steinprøver. Vi kommer også til å ha en ekstra flåte med transportroboter som kan frakte disse materialene til prosesseringsanlegg eller til et sentrallager. Når materialene er hentet ut, må vi bearbeide dem i det siste trinnet for å skille ut de verdifulle komponentene.

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

Vi valgte å bygge basen vår i Mare Nectaris, nærmere bestemt i den sørlige kvadranten av Mare Nectaris. Denne regionen ble identifisert som et egnet sted for basen vår av disse grunnene:

  1. Tilgjengelighet: Mare Nectaris er relativt flatt og har relativt få kratere og andre hindringer, noe som gjør det enkelt å bygge en base og bevege seg rundt i området. Det er også et sted der vi i de neste fasene kan bygge en underjordisk månebase for å skape et menneskelig habitat som er fullstendig beskyttet mot månens fiendtligheter.
  2. Rik på ressurser: Mare Nectaris antas å være rik på mineralressurser, for eksempel helium-3, som kan utnyttes kommersielt, og basalt.
  3. miljø: Mare Nectaris er et sted der vi kan starte oppdraget hvis vi ønsker at det skal utvikle seg. Logistisk sett gjør beliggenheten at vi enkelt kan forflytte oss til ulike områder på månen for utgraving. Av denne grunn er det industrielle potensialet for oppdraget forbedret..

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.

Vi vil produsere romfartsmodulene våre på Jorden fordi basens struktur gir oss en viss fleksibilitet. Først vil en rekke roboter lande på basen sammen med Orion-romfartøyet for å fjerne regolitt for å skape bedre stabilitet. Etter at denne fasen er fullført, vil de tekniske modulene (garasje, laboratorium, lager) og den sentrale modulen ankomme arbeidsplassen til logistikksenteret i Mare Nectaris. I neste fase kommer de to andre boligmodulene og 3D-printeren som skal skrive ut tunnelene som forbinder anleggene.

Etter at disse to trinnene er fullført, vil astronautene ankomme måneoverflaten med en forsyning av grunnleggende behov (vann, oksygen og mat). Når astronautene ankommer, begynner oppdraget, robotene begynner å grave, og vi henter ut det som er verdifullt. Vi kommer også til å starte produksjonen av vann og oksygen.

Med tanke på de ekstreme forholdene på månen vil vi bruke aluminium som hovedmateriale i konstruksjonen på grunn av den høye kvaliteten på metallprofiler/konstruksjoner/innkapslingssystemer som kan lages av aluminium, og på grunn av den lave tettheten, som gjør det til et av de mest effektive materialene.

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

Månens miljø er ekstremt tøft, med temperaturer som kan variere fra -173 °C til 127 °C, mangel på atmosfære, høye strålingsnivåer og hyppige mikrometeorittnedslag. Derfor er vår Moon Camp designet for å beskytte astronautene mot disse spesielle forholdene på månen.

En måte å beskytte astronautene på er å bygge et habitat som tåler ekstreme temperaturer og stråling. Habitatet kommer til å bestå av fire lag, fordelt i følgende rekkefølge:

Vertikal veggseksjon : Utenfor /Nikkel/ Aluminiumskinn/ Aluminiumpolyimid (H-film) / Aluminiumpolyimid (Mylar) / Aluminium /Aerogel/ Forsterket karbonkarbon/ På innsiden .

I tillegg må vi sørge for at astronautene kan puste inne i basen. Vi vil utvinne oksygen fra månestøvet og distribuere det i bosetningen når det trengs, og for å unngå tap av denne dyrebare gassen vil vi overvåke om et rom er okkupert eller ikke.

Dessuten skal måneleiren ha et strålingsskjold for å beskytte astronautene mot de høye strålingsnivåene på månen. I tillegg til materialene vi kommer til å bruke, vil vi også legge et siste lag med regolitt på toppen slik at vi får enda bedre beskyttelse.

Måneleiren vår, som ligger i et fiendtlig miljø, vil oppnå sitt formål i tillegg til konstruksjon, materialer osv. ved hjelp av radioteleskoper som observerer universet.

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

Vann

Vi kommer til å hente vann fra regolitten på sørpolen, spesielt fra Clavius-krateret, fordi det er det stedet som ligger nærmest oss, og fordi det inneholder ca. 0,34 liter vann per kubikkmeter månestøv. Vi kommer til å transportere det til bosetningen der det blir behandlet og deretter distribuert til astronautene.

Mat

Maten vil bli fraktet fra jorden til månens overflate ved hjelp av romfergen Orion i form av ferdigpakket mat som har lang holdbarhet og er godt egnet for romfart. Denne typen mat er utviklet for å tåle påkjenningene ved romfart, inkludert ekstreme temperaturer og trykkendringer. For ytterligere å sikre matens sikkerhet og kvalitet kan den pakkes i spesielle beholdere som er utformet for å holde en stabil temperatur og beskytte innholdet mot forurensning.

Makt

Vi skal forsyne basen vår med strøm ved hjelp av en sirkulær solcellepark som lagrer energien som samles inn i et batterilagringssystem som skal brukes om nettene eller i nødstilfeller. Fordi det ikke er noen atmosfære på Månen, fanges solstrålingen opp mye mer effektivt enn på Jorden, noe som kan gi oss en komparativ energifordel. Når det gjelder beskyttelsen av enheten, vil panelene bli belagt med ståloksider for å gi ekstra motstand mot mikrokollisjoner.

Luft

Vi skal utvinne oksygen fra regolitten, fordi den inneholder omtrent 45% O2. I utvinningsprosessen vil vi bruke en sabatier og en elektrolyseprosess for å få tak i ressursen i laboratoriet, hvorfra den distribueres langs hele bosetningen til bestemte tider for å unngå gasslekkasjer.

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

Med tanke på hvor viktige livsopprettholdende systemer er i rommet, må vi resirkulere viktige ressurser med maksimalt utbytte. For det første skal vi resirkulere avløpsvannet fra kjøkken- og baderomsfasilitetene og destillere det før det distribueres til astronautene. For å spare mer vann skal vi også resirkulere urinen på grunn av dens høye vanninnhold. En annen ressurs vi skal resirkulere, er oksygen. Vi kommer til å distribuere den via rør, og vi kommer til å overvåke om et rom er opptatt eller ikke for å levere gassen og unngå tap.

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

Satellitter og antenner vil være en viktig komponent i kommunikasjonen mellom månebasen og Jorden. Ved hjelp av satellitter i bane rundt månen og noen få S-Band-antenner kan vi etablere et pålitelig kommunikasjonsnettverk som muliggjør dataoverføring, talekommunikasjon og videokonferanser i tilnærmet sanntid.

For å sikre at kommunikasjonssystemet fungerer effektivt, vil vi bygge og vedlikeholde disse nøye. Dette innebærer blant annet å velge de riktige bakkestasjonene, utvikle pålitelige kommunikasjonsprotokoller og etablere en robust strømkilde. I tillegg skal satellittnettverket tåle de tøffe forholdene i verdensrommet og kunne fungere uten nevneverdig vedlikehold i lengre perioder.

Alt i alt vil bruk av satellitter og antenner være viktig for at månebasen vår skal bli en bærekraftig og vellykket månebosetting, og vi må investere i utvikling og vedlikehold av denne teknologien for å sikre langsiktig levedyktighet.

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.)

I henhold til vår misjonserklæring er hovedmålet med å etablere en bosetning på månen å utnytte de verdifulle ressursene der, blant annet helium-3 og sjeldne jordartsmetaller. Helium-3 er en isotop med mange bruksområder innen kjernefysisk fusjon, medisin og kryogenikk. Sjeldne jordartsmetaller er viktige komponenter i høyteknologisk utstyr som digitalkameraer, smarttelefoner og dataskjermer. Disse ressursene kan utvinnes fra månens regolitt og transporteres til jorden for salg.

I tillegg til ressursutnyttelse skal Moon camp også fungere som astronomibase. På grunn av mangelen på forurensning og atmosfære gir månen en unik mulighet til å studere universet ved hjelp av gigantiske radioteleskoper. Teamet vårt vil inkludere en astrofysiker som skal overvåke radioteleskopet og sende observasjonene tilbake til Jorden.

Månens mikrogravitasjonsmiljø gir dessuten en unik mulighet til å studere langtidseffektene av lav gravitasjon på menneskekroppen. Ved å forske på hvordan menneskekroppen påvirkes av lav tyngdekraft, håper vi å finne ut hvordan vi kan leve i et slikt fiendtlig miljø.

For å nå våre mål trenger vi et høyt utdannet og spesialisert team av forskere og ingeniører. Teamet skal samarbeide om å etablere en selvforsynt bosetning på Månen som kan opprettholde menneskelig liv i lange perioder. Dette vil kreve nøye planlegging og utvikling av innovativ teknologi for å sikre at teamet vårt kan overleve og trives på Månen.

Konklusjonen er at vår bosetning på månen har flere formål. Vårt primære mål er å utvinne månens ressurser, inkludert helium-3 og sjeldne jordartsmetaller som har betydelige kommersielle og industrielle anvendelser.

I tillegg skal vi bruke Månen som base for astronomisk forskning, der vi skal utnytte det uberørte miljøet til å studere universet i enestående detalj. Til slutt skal vi forske på langtidseffektene av lav tyngdekraft på menneskekroppen, noe som er et viktig aspekt i forberedelsene til fremtidig utforskning og kolonisering av verdensrommet. Til syvende og sist representerer vår ferd til Månen et viktig skritt i retning av utforskning og utnyttelse av ressursene i rommet, noe som vil være avgjørende for menneskehetens fortsatte fremgang og utvikling.

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

Treningsprogrammet for måneoppdraget må forberede astronautene på de unike utfordringene og forholdene de vil møte under oppdraget. Her er noen komponenter som kan inngå i et treningsprogram for astronauter på måneferden:
Fysisk form: Astronauter må opprettholde god fysisk helse og utholdenhet for å kunne utføre sine oppgaver i rommet. Et strengt treningsprogram som inkluderer fysiske øvelser, vil være nødvendig for å holde dem friske.
Miljømessig trening: Astronautene vil bli utsatt for unike miljøfaktorer på Månen, som ekstreme temperaturvariasjoner, lav tyngdekraft og mangel på atmosfærisk trykk.
Opplæring i robotikk: Bruk av roboter vil være avgjørende for å lykkes med måneferden. Astronautene må læres opp til å betjene, vedlikeholde og reparere robotsystemer for ressursutvinning, transport og prosessering.
Nødprosedyrer: I nødstilfeller må astronautene være opplært i nødprosedyrer, for eksempel håndtering av utstyrssvikt, medisinske nødsituasjoner, evakueringsregler og manuelle vedlikeholdsprosedyrer under ekstreme forhold med total svikt.
Psykologisk trening: Astronautene vil tilbringe lange perioder i et begrenset og isolert miljø i nesten seks måneder, noe som kan føre til psykisk stress. Opplæring i stresshåndteringsteknikker, teambuilding og kommunikasjonsferdigheter vil være nødvendig for å opprettholde astronautenes mentale og emosjonelle helse.

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.

Romfartøyene som skal brukes under måneoppdraget vårt, er rovere og roboter, men også Orion-romfergen som vi skal bruke til å transportere last for å bygge bosetningen og til å frakte astronautene. Roverflåten består av følgende:

Lastrover som transporterer regolitt til laboratoriet eller last fra romfergen.
Rover for mannskap, med plass til opptil to astronauter, som kan reise over lange avstander fordi den er utstyrt med solcellepaneler og batterier, samt grunnleggende livsstøtte.
Gruvedrift med rover etter regolitt
Vedlikeholdsrobot for reparasjoner av rovere eller installasjoner.

Andre prosjekter: