moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleri 2019-2020

I Moon Camp Pioneers er hvert lags oppdrag å 3D-designe en komplett måneleir ved hjelp av Fusion 360. De må også forklare hvordan de vil bruke lokale ressurser, beskytte astronautene mot farene i rommet og beskrive bo- og arbeidsfasilitetene.

Team: Cyber_Hogs

Palatul Copiilor Cluj  Cluj-Napoca    Romania 15 til 16 år gammel

Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

[42]

Beskriv Moon Camp-prosjektet ditt.

Basen vi har designet, er en struktur i tre nivåer, med en uavhengig oppblåsbar modul på hvert nivå. Alle modulene er forbundet med en heis/trappesjakt. Radien på modulene skal tilpasses den lokale topografien, sannsynligvis rundt 5-6 meter med en maksimal høyde på 3,5-3,7 meter. Alle tre modulene vil være separat trykksatt.
På den vertikale aksen skal den måle 8 til 10 meter under bakken. Kuppelstrukturen på overflaten (ikke den oppblåsbare modulen) vil ha form som en halvkule. Den faktiske størrelsen bør avgjøres etter den første skanningen av området, sannsynligvis ikke mer enn 7 meter i diameter, ikke medregnet de halvsylindriske forlengelsene som skal dekke luftslusene.
Hele ideen med å bruke lavarør er basert på muligheten til å utvide strukturen inne i det underjordiske potensielle tunnelnettverket. Med tiden vil en sammenhengende kjede av oppblåsbare moduler kunne stråle ut fra disse inngangspunktene.

Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi mener at den beste plasseringen for en permanent månebase er Philolaus-krateret, som ligger på 72,1 N; 32,4 W. PC er datert til kopernikansk alder, og smelteavsetningene i den sentral-østlige delen er blant de yngste lavastrømmene som er oppdaget på Månen, noe som betyr at adkomstsjakten til lavarørene kan være stabil nok. Observasjonene avslørte eksistensen av relativt sirkulære sjakter, tolket som takvinduer i lavarørene eller etterstrømningselementer. Vi var ikke i stand til å finne noen sjakter nærmere polen. Dette kan være tilgangen til hulrom under overflaten og potensielt store nettverk av større hulrom under overflaten som er isolert fra miljøforholdene på måneoverflaten. En rekke relativt horisontale og glatte områder som er egnet som landingssteder, ble identifisert på bunnen av Philolaus-krateret i nærheten av lava-rørsjaktene. Det er mulig å kommunisere med jorden fordi den er direkte synlig fra de fleste stedene i Philolaus-krateret.

Hvordan planlegger du å bygge måneleiren din? Beskriv teknikkene og materialene du vil bruke.

Vi kommer til å bruke et oppdrag i to trinn.
Første trinn vil være robotisert og bestå av en rekke autonome enheter som kan kobles sammen for å forsterke skaftet og bygge den ytre kuppelen. Materialet som brukes, er månens regolitt som sintres ved hjelp av mikrobølger eller laser. Trykketeknikken skal være den samme som brukes i gammel keramikk, en stigende spiral, der det øvre laget bygges over det nedre. Inne i skaftet vil det være en struktur i tre nivåer. For etasjene har vi bestemt oss for at den beste løsningen er et delvis elastisk kabelsystem som er forankret i skaftveggen, som et edderkoppnett. Mannskapet må blåse opp hovedmodulene og sette sammen tilkoblingssystemene.
Oppblåsbare moduler mangler stivhet. For å løse dette har vi foreslått et integrert design inspirert av insektvinger. Det vil være et ekstra lag med mikrorør som er fylt med syntetisk harpiks, noe som gjør hele strukturen stiv.

Vann
Mat
Elektrisitet
Luft

Siden Luna 24 har det blitt utviklet en rekke ulike ekstraksjonssystemer, men alle har samme grunnprinsipp, nemlig å varme opp materialet slik at vann frigjøres som gass og fanges opp.
Vi har tenkt å bruke noe som er basert på ESAs nye Advanced Closed Loop System, designet av Airbus. Lignende systemer er utviklet av NASA. CO2 som produseres av metabolske prosesser, vil bli fjernet fra modulens atmosfære og omsatt med H2 i en Sabatier-metaniseringsreaktor for å generere metan og vann. En svært effektiv lukket sløyfe vil resultere i en nesten fullstendig lukking av O2, noe som vil redusere behovet for vanntilførsel betydelig.

Plassen som er avsatt til den akvaponiske systemmodulen har en radius på 6 meter. I midten skal fiske- og reketanken og motstandsstrukturen for vekstbrettene være i 8-10 nivåer. Brettene skal kunne rotere uavhengig av hverandre rundt midten.
Rundt akvaponikken vil det vokse brunalger og gjær. Alge-/gjærtankene vil rotere på en sirkulær skinne. Vi har tenkt å bruke alginatekstrakt som bio-blekkbase for å trykke mat.
Vårt design gir et vekstområde på 500 m², noe som i teorien er tilstrekkelig til å produsere nok til fire medlemmer. Vi har tatt høyde for noe animalsk protein fra fiske-/reketanken.

Kilopower er fisjonsreaktorer som bruker uran 235 til å drive Stirling-motorer for å generere elektrisitet. Hver enhet skal generere 1 til 10 KWe. Forventet levetid er 12 til 15 år.
Den første testen ble gjennomført i 2017 (KRUSTY), som var mindre enn 2 meter høy. Testen var vellykket.
Termoelektriske generatorer (Seebeck-generatorer) er designet for den ytre kuppelen. På Jorden, der temperaturvariasjonene er små, er virkningsgraden redusert, men på måneoverflaten skal de fungere. Solenergi vil bli brukt på det andre trinnet, ved hjelp av kraftceller som trykkes på bakken av en rover som ligner på Lunar Vacuum Deposition Paver.

For å omdanne karbondioksid/vann til oksygen og glukose har vi valgt å bruke en Chlorella-basert generator. Tanken var å designe en kompakt enhet som kan forsyne én person i et lukket miljø. Det finnes ikke noe forhåndsinnstilt antall replikasjoner i mikroorganismenes genom, slik at en rimelig reproduksjonsrate kan opprettholdes. Levetiden skulle kun begrenses av teknologiske komponenter.
Vårt design er basert på resultatene som er publisert i Journal of Siberian Federal University. Biology 1 (2008) 19-39, der det står at et volum på 17 liter Chlorella-kultur på 8 m² er nok til 70 kg kroppsmasse.

Hvordan planlegger du å bygge din måneleir? Hvilke materialer vil du bruke?

[54]

Miljøet på månen er svært farlig for astronautene. Forklar hvordan din måneleir vil beskytte dem.

Beskyttelsen består av tre komponenter: termisk beskyttelse, strålingsbeskyttelse og meteorittbeskyttelse.
Med tanke på de forventede temperaturene (dag/natt, sol/skygge, innvendig/utvendig) og en rekke eksoterme prosesser som pågår inne i basen, bør det være et fleksibelt varmevekslingssystem for å regulere temperaturen.
Det første beskyttelseslaget mot stråling vil være selve måneoverflaten, fordi mesteparten av basen kommer til å ligge under bakken.
Den utvendige kuppelen bør ha et ekstra beskyttelseslag, sannsynligvis basert på et hydrogenrikt materiale. Vi tror polyetylen er det beste alternativet.
For langdistanseoppdrag bør det finnes et aktivt beskyttelsessystem. Den beste tilgjengelige løsningen er et dobbelt lags skjold, med et elektrostatisk positivt felt på utsiden som frastøter positive partikler, og et negativt magnetfelt på innsiden.
Det finnes ingen perfekt løsning for beskyttelse mot meteoritter, men basen ligger hovedsakelig under bakken, og den ytre kuppelen kan dekkes med regolitt.

Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i Moon Camp.

Besetningen vår består av en lege/psykolog, en geolog, en bygningsingeniør, en biolog/agronom, en informatiker og en astrofysiker.
Besetningens medisinske tilstand er god, det er ikke rapportert om noen problemer. Etter at frokosten er inntatt i den midterste modulen, overføres de innsamlede vitenskapelige dataene til jorden. Besetningen mottar noen personlige meldinger.
Biologen forlater sentralmodulen for å gå ned i laboratoriet sitt i nærheten av drivhuset. Hans studier av planters spiring under måneforhold er avgjørende for utvidelsen av basens befolkning.
Lavarørene er et perfekt sted å bygge en ekte koloni på månen, men mat- og energiautonomi er den viktigste faktoren.
Astrofysikeren er ikke så fornøyd, for det gigantiske radioteleskopet hans som er plassert inne i krateret, fungerer fortsatt ikke bra, så han må bruke dagen på å gå gjennom gamle data for å finne og fikse problemene. Inne i den nedre modulen er det mye arbeid å gjøre med akvaponisystemet. 20 brett ble isolert i går, og nå må de rengjøres og desinfiseres innvendig før de kan settes inn i matdyrkingssyklusen igjen. Informatikeren satt fortsatt og spiste da et varsel begynte å lyse på konsollen hans. Disse autonome enhetene var de gamle maskinene som ble brukt til å skrive ut det indre belegget i sjakten og den ytre kuppelen, og det er et mirakel at de fortsatt fungerer. Den multifunksjonelle roboten må bringes tilbake for reparasjon, og det betyr en tur ut. Vanligvis er det geologen som sendes opp på overflaten, men denne gangen foreslår mannskapets lege/psykolog at informatikeren tar turen. Han gjør jobben sin og har oversikt over mannskapets fysiske komfort. Geologen har nok data etter å ha analysert regolitten. Disse dataene sendes til jordlaboratorier for å analysere tidligere solaktivitet og kanskje koble den til historiske klimaendringer. Drømmen hans om å løse energikrisen på jorden ved å utvinne helium 3 på måneoverflaten, slik "Artemis-prosjektet" estimerte, er fortsatt ikke levedyktig. Heliumet er der, i de forventede mengdene, men i mangel av en måne-romheis vil transporten til jorden være uoverkommelig. gruveingeniøren forbereder seg på en ny prospektering i lava-rørene, han fant en stor forekomst av is, inne i en naturlig kuppel, under overflaten, han gjør nå integritetssimuleringer.



← Alle prosjekter