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.
Kingston-akademiet Kingston upon Thames-Surrey Storbritannia 17, 16 6 / 1 engelsk
Programvare for 3D-design: Blender
Dette prosjektet har som mål å teste ut en selvbærende base for 6 astronauter. De viktigste eksperimentene i dette oppdraget er å undersøke solvindens påvirkning på måneoverflaten og å dyrke genmodifiserte avlinger for ekstreme habitater. Forskningen vår har inkludert nylig publiserte vitenskapelige tidsskrifter som utforsker nåværende og forventet utvikling innen avansert robotteknologi, In Situ Resource Utilisation (ISRU) og materialvitenskap. Basen vil fungere som et springbrett for fremtidig forskning og planlagte oppdrag på både månens og Mars' overflate, i tråd med ESAs og NASAs mål om å sende mennesker tilbake til månen og Mars i nær fremtid. Basen vil først og fremst fokusere på forskning, men det er også rom for kommersielle prosjekter, for eksempel utvinning av sjeldne jordartsmetaller som kan eksporteres til Jorden med fortjeneste, noe som vil skape en bærekraftig måneøkonomi og oppmuntre til fremtidige investeringer i forskning på Månen.
Det sentrale formålet med basen er ganske enkelt å fungere som et proof-of-concept for opprettelsen av en selvforsynt base som kan brukes på et annet himmellegeme i fremtiden.
Ettersom månens fullstendig ikke-eksisterende atmosfære ligger svært nær den lave atmosfæren på planeter som Mars - på rundt ≈0,02 kg/m3, noe som er nesten ubetydelig - vil vi også undersøke effekten av solvind. Ved hjelp av Solar Wind iOn Reading Device (eller SWORD) vil vi overvåke mønstrene for solvindkollisjoner mot månen, slik at vi kan vurdere effekten av solvind som kan være nødvendig å kjenne til for fremtidige prosjekter på andre himmellegemer.
SWORD er utviklet med utgangspunkt i "Solar Orbiting Heliospheric imager", eller "SoloHi". Den bruker seks separate interne sensorer for å observere solaktivitet og -utslipp, og et par sensorer som måler plasma og magnetfelt.
Basen skal bygges på kanten av Amundsenkrateret. Den skal ligge på et langt mindre krater, som ligger rett ved siden av Amundsen-krateret.
3D-designet av basen er basert på et varmekart over dette krateret, som er skalert.
Koordinatene for dette krateret er 84,5°S 82,8°Ø.
Poenget med å bruke et mindre krater er at vi kan bygge flere høydelag under bakken med langt mindre innsats.
Ifølge NASAs og ESAs bildeskanninger av månen har man funnet vann (i form av måneis) i og rundt krateret. Ifølge NASA-rapporter er det dessuten fastslått at stedet er nesten konstant eksponert for sollys.
Byggingen av basen vår vil starte som et ubemannet oppdrag - før astronautene lander. Ved hjelp av robotteknologi styrt fra ESA skal vi konstruere et grunnleggende rammeverk som skal fungere som midlertidig bolig for astronautene før basen er ferdig oppsatt.
Etter denne innledende byggefasen vil astronautene bo i dette grunnleggende rammeverket mens vi 3D-printer deler for å fortsette å bygge rommene både manuelt og med robotassistanse. En utfordring vil være å bygge de underjordiske delene av basen, noe som vil kreve mye gravearbeid. Dette vil bli gravd inn i siden av krateret.
Veggene i basen vil bli bygget i et trelags system, og vi vil bruke tre materialer til dette:
1) Det innerste laget er et lag av polyvinylidenfluorid - en ikke-reaktiv, termisk stabil termoplast. Til tross for sin styrke er plasten svært lett, og dermed kan store mengder overføres på én gang uten at det medfører betydelige ekstrakostnader for romferden.
2) Det midterste laget består av et relativt tynt gitter av karbonfiber og silisium, som er svært lett og utrolig formbart, noe som gjør det til et nyttig materiale med høy nytteverdi. Som et lett og tynt materiale er det svært plasseffektivt for transport i bulk.
3) Det ytterste laget konstrueres med 3D-printet måneregolitt, samlet inn fra overflaten av Talaria-droner. Vi kan blande dette på samme måte som betong for å lage et regolittbetonglag som dekker utsiden av basen.
For å beskytte astronautene mot fysiske påvirkninger vil vi bruke to spesifikke materialer i designet vårt: Et tynt, men fleksibelt gitter av karbonfiber og silisium legges mellom veggene for å beskytte mot fysiske støt. Karbonfiberens fleksible natur gir en dempende effekt - noe som øker anslagstiden for en mikrometeoritt betydelig og dermed reduserer kraften som utøves. Dette reduserer risikoen for at en mikrometeoritt går gjennom et rom. I tillegg er karbonfibergitteret ledende, og kan dermed brukes som en sensor for å detektere eventuelle skader på basen. Siden store deler av basen ligger under overflatenivå, har den også en naturlig beskyttelse mot bakken over seg.
Ventilasjonssystemet i basen er konstruert slik at det automatisk stenger rommet når sensorene som er vevd inn i karbonfibergitteret, utløses. Det betyr at et rom som er utsatt for innbrudd, ikke mister oksygen, og at basens oksygentilførsel forblir stabil. I tillegg vil den miniatyriserte fotobioreaktoren som finnes i de fleste rommene, sørge for ekstra oksygen dersom ventilasjonssystemet skulle svikte.
For å beskytte mot UV-stråling er de indre veggene i basen konstruert av UV-bestandig polyvinylidenfluorid. Denne plasten er både utrolig sterk (med en slitasje på ca. 0,3% etter 5 års konstant bruk) og UV-bestandig, slik at astronautene ikke utsettes for skadelig gjennomtrengende UV-stråling.
Vann
Vannet vil bli brukt i et lukket system. Ved hjelp av algefarmer og små mengder kjemiske behandlinger vil vi hele tiden rense vannet slik at det kan drikkes. Ekstra vann til lagrene skal hentes fra måneis, som vi kan smelte ned for å utvinne vann. Vannet må gjøres drikkbart ved å filtrere ut skadelig månestein som kan være fanget inne i isen.
Mat
Til å begynne med vil astronautene bruke mat fra lagrene med dehydrert mat som følger med. Dette vil gi dem en frist før de blir selvforsynt med mat. Når jordbruket er etablert og avlingene begynner å komme inn, vil mesteparten av maten komme fra dyrking av genmodifiserte avlinger og fisk fra akvaponikksystemet. Oppdrettsanlegget er et akvaponisk system der fisk og planter arbeider i symbiose, der plantene renser fiskevannet og fisken tilfører CO2. I tillegg finnes det noe dehydrert mat som backup.
Luft
Oksygenet i basen kommer fra algefarmen. Algene - Chlorella Vulgaris - bruker Co2 som pumpes gjennom algefarmen til fotosyntese og frigjør oksygen. Overskytende oksygen lagres i tankene og fylles med oksygen som kan brukes i en nødsituasjon.
Forhold som luftfuktighet og trykk overvåkes nøye og kan justeres manuelt.
Kraft:
Solcellepaneler kan omdanne sollys til elektrisitet, mens solvarmeteknologi kan brukes til å varme opp vann eller andre væsker til ulike formål, for eksempel til å generere damp til elektrisitet eller varme til habitater. Ved å utnytte disse fornybare energikildene kan vi redusere behovet for kostbare og upålitelige alternativer, som fossilt brensel eller kjernekraft, og fremme en mer bærekraftig fremtid for utforskning og bosetting på månen.
Fast avfall føres gjennom rørsystemet og inn i driftsbygningen. I driftsbygningen vil koprofagiske ormer fortære fast avfall, som deretter kan brukes i produksjonen av biobetong. Alt fast avfall vil bli ført gjennom dette systemet, så det er ikke behov for noen annen form for avfallshåndtering. Men vi kan også bruke det faste avfallet til å gjødsle gårdene når det er nødvendig. Ormene kan også brukes til å mate fisken i aquaponic-systemet.
Flytende avfall føres gjennom algeanlegget. Når det flytende avfallet passerer gjennom algerørene, vil algene fjerne alt nitrogenholdig avfall, inkludert skadelige elementer som ammoniakk. Vannet blir deretter behandlet kjemisk slik at det kan drikkes, før det sendes tilbake i rørsystemet.
Radiobølger har vært den viktigste metoden for kommunikasjon mellom astronauter på månen og ESAs kontrollsenter. Radiobølger er elektromagnetiske bølger - de kan bevege seg gjennom vakuum, noe som gjør dem ideelle for kommunikasjon i rommet, i tillegg til at de kan overføre data over lange avstander. For å kommunisere med astronautene på månen bruker ESA et nettverk av bakkebaserte antenner og relésatellitter i bane rundt jorden. Antennene på jorden sender radiosignaler til relésatellittene, som så sender signalene videre til antennene på basen. På denne måten blir kommunikasjonen mellom ESA og Cosmic Oasis effektiv. Tidligere ESA- og NASA-prosjekter har brukt radioteknologi med samme effekt. Selv om det utvikles andre teknologier for romkommunikasjon, for eksempel laserkommunikasjon, vil radiobølger fortsatt være den primære metoden for dette formålet i dette prosjektet.
Solvinden er en strøm av ladde partikler som kontinuerlig sendes ut fra solen, og den har en betydelig innvirkning på månens overflate og miljø. Disse dataene skal analyseres ved hjelp av en enhet som kalles Solar Wind Ion Reading Device (eller SWORD). Spesifikt vil prosjektet fokusere på å analysere solvindindusert overflatelading og eventuelle skadelige effekter forbundet med dette. Prosjektet vil bruke datasimuleringer for å undersøke mekanismene bak disse fenomenene nærmere. Resultatene av denne forskningen vil bidra til å forbedre vår forståelse av miljøet på månen og gi innsikt i solvindens effekter på andre luftløse legemer i vårt solsystem, samt gi innsikt i konstruksjonen av fremtidige habitater på månen og Mars.
Det tøffe miljøet på månen, med lav tyngdekraft, ekstreme temperatursvingninger og mangel på atmosfære og vann, byr dessuten på betydelige utfordringer for dyrking av avlinger. Derfor vil vi også studere veksten av ulike genmodifiserte avlinger under måneforhold og analysere vekst og avling sammenlignet med avlinger som ikke er genmodifiserte. Prosjektet vil også undersøke potensialet i genteknologiske teknikker for å øke avlingenes motstandskraft og tilpasningsevne til måneforholdene. Resultatene av denne forskningen kan få stor betydning for fremtidige langsiktige romferder og utviklingen av bærekraftig landbruk i rommet. Ved å forstå potensialet til genmodifiserte avlinger for månejordbruk kan vi bane vei for en mer bærekraftig og selvforsynt menneskelig tilstedeværelse på og utenfor månen.
Nødprosedyrer: Astronauter bør være forberedt på å håndtere nødsituasjoner som utstyrssvikt, medisinske nødsituasjoner og evakuering.
Psykologisk trening: Astronauter tilbringer lange perioder i isolasjon og innesperring. Psykologisk trening kan hjelpe dem med å takle isolasjonen, arbeide under stress og opprettholde en positiv innstilling.
Fysisk trening: Astronauter må gjennomgå den typiske fysiske treningen i ESAs regi.
Vitenskapelig trening: Det må være mulig for alle seks astronautene å betjene SWORD. Opplæring i drift og vedlikehold vil være nødvendig.
Av sikkerhetshensyn vil det også være nødvendig med opplæring i bruk av fotobioreaktoren, slik at en konstant oksygentilførsel raskt kan gjenopprettes.
Livsstøttesystemer: En måneferd krever et selvforsynt habitat som støtter menneskelig liv. Astronautene bør få opplæring i hvordan man bruker livsstøttesystemer som resirkulering av luft og vann, matproduksjon og avfallshåndtering.
Talaria
Talaria er en langtrekkende dronemodell som drives av solenergi. Det er en flerbruksdrone som bruker et sett med robotarmer til å samle inn stein og måneis på lang avstand. Dronen fjernstyres fra kommunikasjonsrommet med direkte videooverføring.
Solenergien og den langtrekkende kommunikasjonen gjør at den kan tilbringe lange perioder borte fra basen på ekspedisjoner. Det nedkjølte oppbevaringsrommet på baksiden gjør det mulig å returnere med målmaterialer som måneis.
Aegis
Aegis er en kjøretøymodell med lang rekkevidde som drives av et oppladbart batteri. Batteriet kan også lades opp av de monterte solcellepanelene på toppen av kjøretøyet.
Kjøretøyet kjøres av én person, men opptil tre personer kan bo i kjøretøyet i lengre perioder, ettersom det har de nødvendige soveplassene. Den har et stort lager av oksygen, samt dehydrert mat (og mulighet til å rehydrere den).
Ettersom Aegis har menneskelige passasjerer som ikke vil ha på seg romdrakter, er den lufttett og pansret for å beskytte mot enhver form for brudd.
Iokheira
Iokheira er et speiderkjøretøy med kort rekkevidde og plass til opptil to passasjerer. Den har åpent tak og gjør det mulig å reise svært raskt over korte avstander. Kjøretøyet beveger seg raskt, men har ikke plass til mye last, og brukes til utforskning. Det kan også brukes til å frakte SWORD for å overvåke lange avstander.
Talos
Talos er raketten som skal brukes til å returnere til Jorden. Når basen er satt opp, vil deler av Talos bli 3D-printet individuelt for å konstruere en rakett som i nødstilfeller kan returnere til Jorden i tilfelle en astronaut kommer i fare. Siden basen er selvforsynt, er det ikke nødvendig å ta med forsyninger til basen fra Jorden.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 