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.
Førsteplass - ESAs medlemsstater
Gymnazium Nad Aleji Praha-Prag Tsjekkia 13, 15 2 / engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360
https://www.osymo.com/moonbase
Et av ESAs bidrag til Artemis-programmet kan være en liten månebase. tilfluktsromsom senere skal bygges om til en månebase. Vi presenterer en slik månebase for to astronauter.
Hovedkriteriet var at dekselet skulle kunne transporteres til Månen ved hjelp av EL3, som har en nyttelast på 1,5 tonn til Månen. Vi klarte ikke helt å oppfylle denne vektgrensen, men det er ikke urealistisk at grensen vil bli oppfylt etter ytterligere modifikasjoner og utvikling av designet. Med tanke på den lave vekten er utstyret i tilfluktsrommet svært enkelt, men det kan tjene sitt formål godt i de innledende fasene av måneutforskningen.
Tilfluktsrommet består av en forseglet modul og en ikke-forseglet veranda. Modulen huser det meste av utstyret, og mannskapet bor og arbeider i den. Over modulen er det en veranda som fungerer som lager for utendørsutstyr, prøver som ikke skal analyseres på stedet osv. Mannskapet går fra modulen til tilfluktsrommet og deretter til overflaten gjennom en luftsluse som er ukonvensjonelt plassert i taket på modulen. Det gjør det enklere å bygge strålingsskjoldet og forenkler det generelle designet.
Kolonisering av månen vil gi oss mange fordeler. Den vil bli et springbrett for utforskningen av solsystemet. Oppdagelsene og teknologiene som utvikles under byggingen av basen på Månen, vil også hjelpe oss på Jorden.
Formålet med tilfluktsrommet vårt er å ha en base på Månen som det kan bygges flere bosetninger rundt. Alle nødvendige teknologier for bygging av andre moduler vil bli testet på den.
I fremtiden planlegger vi å bruke basen hovedsakelig til vitenskapelige og tekniske formål. Der skal vi utvikle teknologi for reisen til Mars. Ved hjelp av ISRU kan vi bygge hele sonder på månen og sende dem til solsystemet. Vi kan jobbe med nye avanserte livsstøttesystemer eller drive med infrarød astronomi. Kommersiell bruk vil også være viktig, noe som vil sikre finansieringen av basen i fremtiden.
Tilfluktsrommet er laget for maksimalt fem dager i mørke, så alternativene for plassering av basen er faktisk svært begrenset til noen få områder på Sydpolen, nemlig kanten av Shackleton-krateret. Hvis det var mørkt i mer enn fem dager, ville det fryse. Med en høyde på 18 meter vil solcellepanelet være opplyst enda lenger enn resten av basen.
Belysningen er det eneste begrensende kriteriet for plasseringen av selve tilfluktsrommet, men videre utvikling som vil kreve tilgang til vannis i permanent skyggelagte områder, må vurderes. Heldigvis oppfyller kanten av Shackleton-krateret også dette kriteriet.
Shelteret vil i sin helhet bli fraktet fra Jorden. Det skal skytes opp med Ariane 6 + EL3, eller rettere sagt Ariane NEXT + EL3 (eller en etterfølger av EL3). Etter oppskyting og forbiflyvning til Månen vil EL3 lande med beskyttelsesrommet og deretter losses fra EL3. Vi har ikke designet den nøyaktige avlastningsmekanismen ennå, fordi vi ikke vet nøyaktig hvordan EL3 vil se ut.
Det eneste som brukes til å "bygge" tilfluktsrommet, er månens regolitt som strålingsskjold. Etter hvert vil 16 sekker med regolitt bli plassert rundt tilfluktsrommet, noe som gir 0,5 meter strålingsskjerming. Sekkene skal fylles ved hjelp av gravemaskinen RASSOR. Den flytter opptil 700 kg regolitt per dag. Hver pose inneholder 1200 kg regolitt. I løpet av det første oppdraget skal bare fire sekker rundt sovesalene fylles, noe som vil ta 7 dager. RASSOR samler alltid opp regolitten og kjører deretter opp rampen til toppen av sekkene, der den dumper regolitten. Mannskapet må flytte rampen etter at hver sekk er fylt. Resten vil foregå i autonom modus.
Når det gjelder konstruksjonen av tilfluktsrommet, har vi hovedsakelig brukt en lett, men sterk karbonkompositt, noe som har gjort det mulig å redusere totalvekten.
I fremtiden vil posene ikke lenger brukes til strålingsbeskyttelse, men til 3D-printing av regolitt. Det kan brukes til å lage garasjer for rovere og til å beskytte oppblåsbare habitater.
På Månen møter vi flere typer stråling, nemlig GCR, SPE og sekundærstråling som oppstår etter at GCR eller SPE har vekselvirket med materialer. Med tanke på oppdragets korte varighet (14 dager) er dosen fra GCR akseptabel (som vi vet takket være Apollo). Problemet ville være hvis mannskapet inne i romskipet ble truffet av SPE. Selv om sannsynligheten er liten, kan det få fatale konsekvenser. I løpet av det første oppdraget vil det derfor bli lagt 0,5 m regolittskjerming rundt mannskapsrommet, og den vil bli lagt rundt hele tilfluktsrommet i løpet av de påfølgende oppdragene. Dette vil være nok til å beskytte mot mindre solstormer. Etter hvert som oppdragene blir lengre, vil det bli nødvendig med ytterligere skjerming mot større stormer.
Mikrometeoroider er mindre vanlige i månerommet, og det finnes ikke baneavfall i det hele tatt, så 3 mm karbonkompositt og MLI vil stoppe dem. Ved å legge til regolittskjerming øker sikkerheten ytterligere.
En veranda fungerer som beskyttelse mot støv. Interiøret vil være halvrent og fungerer blant annet som oppbevaringsplass for ting som ikke skal være i modulen. Astronautene vasker seg nøye før de går inn i verandaen. Støvet som kommer inn, filtreres ut av et system for revitalisering av atmosfæren, nærmere bestemt et filter i hver litiumhydroksidbeholder. Utslippet fra systemet for revitalisering av atmosfæren befinner seg i mannskapsrommet.
Et annet aspekt er det termiske miljøet. Når mannskapet oppholder seg i lysene, vil beskyttelsessystemene ha en inngangseffekt på 8 kW som må stråles ut. Vi vil bruke en 10 m lang radiator til å stråle ut overskuddsvarmen. I løpet av de fem dagene med mørke, når mannskapet ikke er til stede, vil tildekkingen miste 48 kWh, som må tilføres fra litium-ion-batterier for å hindre at systemene fryser.
Den rene luften leveres av atmosfærekontrollsystemet. Oksygenet leveres fra trykktanker med et trykk på 40 MPa. 23 kg oksygen er nødvendig for oppdraget, med en reserve er det 35 kg oksygen i tankene. Dette doseres inn i luftrevitaliseringsseksjonen slik at konsentrasjonen i atmosfæren er 21%. CO2 fjernes ved hjelp av LiOH. Mannskapet produserer 29 kg CO2 per oppdrag, og det trengs 32 kg LiOH for å fange opp dette, etter å ha lagt til en reserve på 48 kg.
Nitrogen må etterfylles på grunn av 10% luftsluselekkasjer per syklus. Det vil være et lager på 20 kg i dekselet.
Maten importeres fra jorden. Det tilberedes 3 måltider hver dag, til sammen 84 måltider per oppdrag. Hvert måltid veier 0,8 kg.
Vann er den eneste råvaren som resirkuleres. Hvert besetningsmedlem bruker 4,4 kg vann per dag. Det produseres mer vann enn det forbrukes, ettersom det dannes under reaksjonen mellom LiOH og CO2 og under respirasjonen. Det trengs 8,8 kg rent vann per dag, og det produseres 12,7 kg. Vannet som skal rengjøres, kommer fra toalettet (urin) eller fra varmeveksleren (atmosfærisk kondensat). Kondensatet har en tilstrekkelig lav konsentrasjon av stoffer til at det kan renses direkte ved hjelp av forward osmose. Urinen vakuumdestilleres først. Det som er igjen etter osmose, renses igjen ved hjelp av vakuumdestillasjon. Systemets virkningsgrad er over 80%, så det produseres alltid mer vann enn det forbrukes.
Effekten til basissystemene er 8 kW, noe som er halvparten av hva IROSA kan levere. I partial gravity kan det ikke brukes uten modifikasjoner, men brukes som referanse.
Avfall på Månen er en vanskelig sak, for vi kan ikke la det brenne opp i atmosfæren slik som på ISS. Det er også dyrere å frakte ting til Månen, så det må håndteres med omtanke. Besetningen produserer ca. 20 kg avfall med et volum på 0,2 m3 per oppdrag. Selv om det nåværende tilfluktsrommet ikke kan resirkulere det på noen måte, lagrer vi det i containere og oppbevarer det i verandaen for videre bruk. Avfallet vil hovedsakelig bestå av papir- og plastemballasje, eller matrester som vi kan utvinne karbon fra, noe som er sjeldent på Månen. Vi kan bruke plast som senere kan resirkuleres og brukes til 3D-printing. På samme måte lagres fast avfall fra toalettet, som vil være verdifullt for dyrking av planter i fremtiden. Urin resirkuleres til drikkevann.
Vi kommer til å bruke Moonlight-konstellasjonen til kommunikasjon, og det er først og fremst gjennom denne at data fra tilfluktsrommet vil bli sendt. Til tross for dette vil skjoldet ha mulighet til å kommunisere direkte med Jorden i en begrenset modus. Vi vil også bruke måneskinnet til å bestemme posisjonen. Det vil alltid være en mulighet for en astronaut eller rover å kommunisere direkte med skjoldet, men det grunnleggende valget er Moonlight, også fordi horisonten fra menneskehøyde bare er 2,4 km unna på Månen.
Som nevnt innledningsvis er hovedmålet med dette tilfluktsrommet å ha et fundament å bygge videre på, så det vitenskapelige utstyret er ganske minimalistisk. De viktigste interesseområdene er derfor geologi og mulighetene for å utnytte lokale ressurser. Kunnskapen vil bli brukt i den videre bosettingen.
Tilfluktsrommet rommer et laboratorium med en hanskerom for å undersøke overflateprøver og klargjøre dem for videre eksperimenter. Hanskerommet inneholder et fluorescensmikroskop som brukes til å studere prøvene. Hanskerommet er laget på en slik måte at prøvene ikke kommer i kontakt med innsiden av tilfluktsrommet i det hele tatt. En annen del av laboratoriet er vekstkammeret, der man studerer dyrking av planter i måneomgivelser. For eksempel kan dyrking i regolitt utforskes. Laboratoriet har også en liten ovn og en presse, som skal brukes til å teste sintring av regolitt under ulike forhold og den påfølgende styrken. Dette vil gi verdifulle data som kan brukes videre i utviklingen av 3D-printing fra regolitt.
Verktøyene som er utviklet for EVA, omfatter hammere, tenger, sikter, kjernebor og annet geologisk leteutstyr. Spektrometre for rask analyse av bergarter vil også være tilgjengelig. Instrumenter for måling av romvær eller nedslag av mikrometeoroider kan være plassert på utsiden av basen.
I fremtiden vil medisinsk utstyr, andre instrumenter for studier av bergarter, for eksempel elektronmikroskopet, og instrumenter for studier av fysikk og kjemi i delvis tyngdekraft bli lagt til. Senere vil astronomi begynne å bli utført på basen vår.
Opplæringen vil først og fremst dreie seg om å lære å bruke de enkelte systemene i tilfluktsrommet. Det er nødvendig å lære hvordan man skal oppføre seg i tilfelle feil og hvordan man reparerer den. Deretter vil individuelle operasjoner bli trent. Hovedmålene for det første oppdraget er blant annet å lage strålingsbeskyttelse mot regolitten, så arbeid i månens ytre og arbeid med RASSOR vil bli trent. Det siste treningsområdet vil være vitenskap. Mannskapet må gjennomføre et omfattende geologisk kurs (hvis det ikke er noen geolog om bord) for å få best mulig utbytte av den begrensede tiden som er satt av til vitenskap. Treningen kan også foregå i vulkanske områder her på jorden. Noe av treningen vil også foregå under parabolflyvninger for å simulere redusert tyngdekraft.
Tilfluktsrommet vil bli transportert til overflaten ved hjelp av den store europeiske logistikkraften som skytes opp med Ariane 6. Det er mulig at Ariane NEXT vil være tilgjengelig når tilfluktsrommet skal klargjøres. Mannskapet skytes opp fra bakken i Orion, som skytes opp med SLS. På månen skal mannskapet overføres til romskipet HLS, som de deretter bruker til å lande. Tilfluktsrommet vil ligge flere titalls kilometer unna Starship HLS og Artemis Base Camp for å øke radiusen for måneutforskning og menneskelig bosetting på Månen. Mannskapet vil forflytte seg ved hjelp av en hermetisk (i nødstilfeller også ikke-hermetisk) rover. På slutten av oppdraget vil mannskapet returnere til Artemis Base Camp ved hjelp av roveren og returnere til jorden ved hjelp av Starship HLS og Orion.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 