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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Romania 17   3 / 1 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Månen er av stor interesse for forskere på grunn av dens potensial for sjeldne jordarter, dens innvirkning på levende organismer og dens geologi. Vi tar sikte på å gi en oversikt over en månebase som skal kunne huse åtte astronauter og fungere som et kommersielt knutepunkt for sjeldne jordarter.

Bygningen består av tre etasjer. I første etasje og mellometasjen er det inngang, luftsluse, sykestue, to soverom med hvert sitt bad og fyrrom. Kjøkkenet og oppholdsrommet ligger i mellometasjen. Kommandosentralen og laboratoriet ligger under bakken, og en heis brukes til å hente prøver utenfra. I den øvre hallen, som er dekket av en kuppel med planter, er det akvaponiske oppdrettsanlegg, mens den nedre hallen og kommandosentralen huser LED-lysanlegg. 

Et lager ved siden av basen skal brukes til å lagre barrene før de sendes til Jorden, og det skal bygges en parkeringsplass for kjøretøy og maskiner i bunnen av krateret. En kjernereaktor står for mesteparten av energien. Denne bosetningen skal brukes til å forske på Månens innvirkning på levende organismer og geologi, samtidig som den skal være et kommersielt knutepunkt for sjeldne jordarter.

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

En månebosetting vil ikke bare innebære en enorm vitenskapelig bragd for menneskeheten, men vil også være et skritt fremover for fremtidige romferder. I tillegg vil en industrialisering av månen ha betydelige økonomiske konsekvenser.

Å etablere en bosetning på Månen vil ikke bare være en betydelig vitenskapelig bragd, men også et avgjørende skritt fremover for fremtidige romferder. I tillegg til det vitenskapelige potensialet vil en industrialisering av Månen ha betydelige økonomiske konsekvenser. Det primære formålet med den foreslåtte bosetningen vil derfor være kommersielt, med fokus på utvinning, raffinering og kommersialisering av sjeldne jordartsmetaller som cerium, yttrium, neodym, dysprosium, lantan, europium, skandium, praseodym, terbium, gadolinium, erbium og ytterbium. Målet er å etablere Månen som en ny primærleverandør til industrier som smarttelefoner, elektriske kjøretøyer og vindturbiner, som er avhengige av disse sjeldne jordartsmetallene, ettersom jordas forsyninger avtar raskt. Et sekundært mål med bosetningen vil være å undersøke måneoverflaten, månens geologi, månens miljø og månens innvirkning på planter, fisk og astronautene som bor der.

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

Shackleton-krateret på Månens sørpol er utpekt som et egnet sted for en måneleir på grunn av de store mengdene vann og flyktige stoffer som finnes der. Den permanente belysningen av kraterranden gjør det mulig å utnytte solenergi til å generere elektrisitet, mens de permanent skyggefulle områdene kan brukes til å utvinne is for produksjon av vann og oksygen.

Shackleton-krateret ligger dessuten i Aitken-bassenget, som er en av de mest omfattende nedslagsformasjonene i solsystemet. Undersøkelsen av dette bassenget har potensial til å gi verdifull innsikt i månens geologiske sammensetning. I tillegg kan studier av månens geologi gi viktig informasjon om dannelsen av planeter, solsystemets historie og utviklingen av jord-måne-systemet. Derfor er Shackleton-krateret en mulighet for både vitenskapelig forskning og etablering av en måneleir.

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 sender raketter i fem faser. Den første fasen vil inneholde roboter som skal flate ut området og begynne å grave under jorden for å forberede basens underetasje. De skal også begynne å utvinne is og oksygen fra regolitten i industrisonen og deponere dem før astronautene ankommer. I neste fase skal vi bygge veggene og basens struktur, inkludert kuppelstrukturen. Vi skal lage dem ved hjelp av en sammenleggbar metode, slik at robotene kan sette sammen bosetningen på egen hånd i løpet av kort tid. Den tredje og fjerde fasen omfatter vannrør, elektronikk, 3D-printere, som vi skal bruke til å lage møbler og inventar, frø og fiskeegg som vi skal klekke ut på månen, men også noen matreserver inntil oppdrettsanleggene når et effektivt nivå. Til slutt, etter at basen er satt opp og alle hjelpemidlene fungerer, sender vi ut de åtte astronautene. Bosetningen vår har en rund form med et sterkt midtpunkt og en trapp i midten. Vi valgte denne formen fordi den gir oss enkel og rask tilgang til alle rommene og gjør det enklere å plassere sovesalene og fasilitetene.. Basen er delt inn i tre nivåer, der de to øverste får direkte sollys og brukes til sovesaler og gårder, mens det siste er et trygt underjordisk sted der teamet kan ha møter og ha en nødutgang.

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

For å bekjempe strålingen på Månen har vi bygget ytterveggene våre i seks lag i rekkefølgen fra eksteriør: regolitt, aluminium, RCC, tomrom, RCC, installasjonslag, aerogel og aluminium til interiør. Sammen med den strålingsbestandige glasskuppelen dekket av hengende planter og gårdene rundt basen vil disse skape et fuktig og konstant miljø. Ved hovedinngangen til basen har vi designet to rom, ett der astronautene tar av seg draktene og ett for desinfeksjon. Heisen som brukes til å frakte materialer og andre stoffer fra utsiden inn i laboratoriet for forskning, har også et integrert desinfeksjonssystem. Disse to tiltakene vil sikre at bosetningen vår eller månens overflate ikke blir forurenset. Kjernereaktoren vår er isolert fra de andre fasilitetene, og i tilfelle en feil vil ikke boligområdet eller andre fasiliteter bli påvirket. Dørene er laget for å isolere rommet fullstendig, og i kommandosenteret har vi laget en tunnel som fører ut, siden dette er det viktigste rommet, og de fleste møtene foregår her. Dette er også grunnen til at vi plasserte det under bakken, for i tilfelle en meteor skulle treffe basen, vil kommandosenteret mindre sannsynlig bli skadet og kan fungere som en rømningsvei for mannskapet. I tilfelle en nødsituasjon har vi tatt forholdsregler og laget lagringstanker for kaldt og varmt vann, oksygen og vi har et lagerrom for litiumbatterier som vil bli forsynt av atomreaktoren og solcellepanelene.

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

Vår viktigste kilde til oksygen og vann er regolittutvinning. Fra industrisonen, der regolitten utvinnes og is og oksygen produseres, vil rørene lede den smeltede isen som skal renses, og oksygenet som skal brukes i laboratoriet, til leiren. For åtte astronauter vil vi trenge rundt 1210 liter vann og 4400 liter oksygen daglig for å dekke deres behov og oppgaver.

Vår sekundære oksygenkilde er aquaponics-farmen i den øvre hovedhallen og relax-området, der en genmodifisert pepper skal fungere som matkilde for astronautene, og de hengende farmene som dekker kuppelen med Chain of Hearts, vil bidra med oksygen. I bassengene vil det også vokse ca. 40 kg chlorella som produserer oksygen. Til sammen vil de produsere rundt 500 liter oksygen daglig og bidra til å filtrere CO2. Fordi vi ikke har direkte sollys i underetasjen, vil vi ha mindre anlegg med LED-lys som vil bidra til mat- og oksygenproduksjonen. I bassengene kommer vi også til å avle opp røye fordi den tåler iskaldt vann og er lett å avle, og den vil ikke bare være en proteinkilde for astronautene, men også være til nytte for chlorella- og pepperoppdrettsanleggene med næringsrikt vann.

Siden vi har et industriområde, trenger vi store mengder energi, og vi valgte å bruke en atomreaktor. Det er ikke vår eneste energikilde, for vi har dekket taket på basen med solcellepaneler for å dra full nytte av den geografiske plasseringen vår. Energien lagres i batterier slik at vi kan holde effektiviteten oppe om natten eller i nødstilfeller.

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

Avløpsvannet fra astronauter og gårder vil bli samlet opp i en spillvannstank under kjøkkenet og vil deretter gå videre til en spillvannstank i laboratoriet hvor renseprosessen vil finne sted. Vi valgte å bruke omvendt vannosmose og en enhet som forbinder spillvannstanken i laboratoriet med en annen rentvannstank. Tre andre tanker er seriekoblet til hovedtanken for filtrert vann, og hver av dem har en ventil i nødstilfeller. Fra den sentrale tanken vil rørene starte vannkretsen på nytt. Annet kloakk eller avfall som vi ikke har klart å rense, vil bli tilført som kompost til ballpepperfarmene. Ettersom vi har algebassenger og annen vegetasjon rundt hele basen, vil luften resirkuleres til oksygen og skape et naturlig miljø.

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

For å holde kontakten med jorden og andre bosetninger har vi satellitter som går i bane rundt månen og overfører verdifull informasjon. Et av de største og viktigste områdene på basen vår er kommandosenteret. Der vil astronautene av og til ha møter og benytte seg av nyttig utstyr som bærbare datamaskiner, et topografisk kart over Shackleton-krateret og en storskjerm som brukes til å vise ulike planer og ha videomøter med teamet på Jorden. I tillegg har vi laget en timeplan for astronautene våre, slik at det alltid er én person som jobber i kommandosenteret, og som til enhver tid er på vakt og forberedt på å svare.

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.)

Vi vil analysere regolitten i et ideelt miljø og studere månens geologi for å finne ut mer om dens tidlige historie. Vi vil også undersøke hvordan planter og fisk reagerer på å oppholde seg på månen. I laboratoriet vil vi gjøre eksperimenter for å se hvordan lav tyngdekraft påvirker levende vesener. Vi vil også finne ut hva stråling gjør med planter og fisk. Videre vil vi undersøke hvordan menneskekroppen reagerer på strålingen på månen og finne ut av dette.

Siden utposten vår befinner seg i den største og eldste formasjonen på månen, Aitkenbassenget, vil en av retningene i forskningen vår være å ta prøver og analysere bergarter som finnes der, noe som vil hjelpe oss å lære mer om månens sammensetning og dannelse.

I tillegg skal vi ikke bare bruke gårdene til å skaffe mat/oksygen, men også til å analysere hvordan plantene oppfører seg i månemiljøet. Vi skal se på hvilke endringer som oppstår på grunn av mikrogravitasjon og simulerte kunstige vekstmiljøer, og vi skal også teste ulike teknikker for å dyrke dem ved hjelp av ulike vekstparametere for å finne de optimale metodene.

Vi vil også se på reaksjonene til levende organismer, spesielt fisk i akvaponiske oppdrettsanlegg. Vi tar sikte på å oppdage mulige endringer i adferd og organisme.

I tillegg fokuserer forskningen vår på hvordan månemiljøet påvirker astronauter, hvordan helsen deres påvirkes, både fysisk og mentalt, og på metoder for å overvinne disse påvirkningene.

Målet er å lære så mye som mulig om Månen og hvordan miljøet der påvirker oss, og hvordan vi kan tilpasse oss slik at vi kan forbedre metodene våre på fremtidige romferder.

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

Før astronautene sendes til månen, må de gjennomgå et intensivt treningsprogram som skal utvikle ulike ferdigheter. Denne treningen må være både fysisk og mentalt krevende for å sikre at astronautene kan takle det tøffe miljøet i rommet og på månen. Treningsprogrammet vil ta utgangspunkt i romfart og romfartøyets systemer og vil gi astronautene kunnskap om systemer som navigasjon, fremdrift, kommunikasjon og livsstøttesystemer.

Siden månen ikke har noen atmosfære, må astronautene trenes opp til å arbeide i romdrakter i et vakuummiljø. Denne delen av treningen omfatter blant annet manøvrering og bruk av verktøy i romdrakten, hvordan man betjener og vedlikeholder draktene og hvordan man håndterer eventuelle lekkasjer eller rifter. Et av hovedmålene våre er å forske på månens geologi og på hvordan levende vesener reagerer på månemiljøet, så astronautene må lære om månens geologiske egenskaper, hvordan man tar prøver av månen og av fisk, planter og mennesker og gjør eksperimenter på dem. Astronautene må utvikle sin forståelse av biologi, kjemi, genetikk og geologi. Isolasjonen på et romoppdrag kan være mentalt utfordrende, og mannskapet må gjennomgå psykologisk trening for å utvikle mestringsmekanismer og stresshåndteringsteknikker. De må også være i god fysisk form for å kunne motstå påkjenningene ved en romferd. Astronautene må lære seg å jobbe sammen som et team under oppdraget, og siden de kommer fra forskjellige land, er det nødvendig med teamarbeid og kulturell trening for at oppdraget skal bli vellykket.

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.

Vi kommer til å ha fire roboter som skal assistere astronautene: 

Lastebilen skal brukes til å transportere barrer mellom industriområdet og lageret der vi skal deponere dem før de sendes til jorden;
Vedlikeholdsrobot;
Roveren vil gjøre det mulig for astronautene å reise lange avstander på kort tid for å verifisere utstyret, andre roboter og fasilitetene utenfor;
Gruveroboten vil smuldre opp malmen, regolitten og isen og deretter lede dem inn i et rom der varmen økes til nøyaktig 100 grader Celsius slik at vannet går gjennom en sil og resten av massen fortsetter inn i en separator med magneter som sorterer metallene i ulike beholdere.

I fremtiden kan basen utvides med flere gruveroboter, flere lastebiler og større lager for å sende sjeldne jordarter oftere til jorden og dermed øke bosetningens effektivitet.