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: Månevandrere

Collège Champittet  Pully    Sveits 15 til 16 år gammel

Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

[42]

Beskriv Moon Camp-prosjektet ditt.

Målet med vår Moon Camp er å skape det mest effektive, praktiske og trygge miljøet for 2-4 astronauter som skal bo der over lengre tid.

Vi valgte en leir bestående av to boligkvarterer, tre underjordiske moduler (for ressurs-/vannlagring og drivhus), ett kommunikasjonssenter, ett underjordisk laboratorium, ett vannfusjonsfilteranlegg, ett kjernefysisk batteri (plassert i trygg avstand fra resten av leiren) og ett solcellefelt.

Pendling mellom de ulike modulene vil skje gjennom utendørs tunneler, noe som gir en sikker og effektiv måte å koble seg sammen på. Luftsluser vil også sørge for sikkerheten mellom alle områder.

Leirens struktur vil bestå av moduler som er forbundet med tunneler, hver med en lengde på ca. 5-10 meter, for å sikre at alle modulene er trygt isolert fra fare i en katastrofesituasjon.

Leiren sørger for alle livsnødvendigheter gjennom systematiske fasiliteter.

Hvor vil du bygge din måneleir?

Etter grundige undersøkelser valgte vi de høye fjellene på kanten av store kratere på månens poler ut fra kriteriene våre (temperatur, vanntilgang, materialtilgang, potensial for å fange solenergi og vitenskapelig interesse).

For det første inneholder månens poler verdifull is, noe som er unikt for polene og vitenskapelig verdifullt. Dessuten vil den forhåpentligvis kunne drikkes etter å ha vært gjenstand for eksperimenter på Månen, takket være vårt fusjonsfilteranlegg. Ved hjelp av elektrolyse kan vann dessuten deles opp i hydrogen og oksygen, som kan brukes til drivstoff og livsopprettholdelse.

Den andre viktige ressursen er sollyset, som takket være den høye posisjonen og månens poler vil være nærmest evigvarende, noe som betyr at solcellepanelene våre hele tiden vil samle inn energi.

Til slutt har månens poler en mer konstant temperatur, i motsetning til de ekstreme temperaturvariasjonene på resten av overflaten, noe som betyr at astronautene lettere kan tilpasse seg det nye miljøet og vedlikeholde utstyret.

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

For de utvendige bygningene (geodetiske kupler, tunneler og andre bygninger) vil vi bruke et 3D-printingkonsept som bruker månejord som hovedkomponent i byggematerialet. Maskinen vil bestå av en robotarm som skriver ut en geopolymer betongblanding kjent som "Lunarcrete", som hovedsakelig består av måneregolitt som graves ut ved hjelp av LEB (Lunar Excavation Blade). Den unike blandingen av silisiumdioksyd og jernholdige mineraler i månejorden kan også smeltes sammen til et glasslignende fast stoff ved hjelp av mikrobølger.

Til de underjordiske bygningene, som lager og drivhus, skal astronautene bruke LEB, som er i stand til å grave store hull som senere skal ferdigstilles med 3D-printing av robotarmen for å bygge veggene. Lunar Excavation Blade kan også brukes til å rydde opp og terraforme området rundt basen for andre byggeprosjekter, for eksempel et landingsområde og et solcellefelt.

Vann
Mat
Elektrisitet
Luft

Takket være den praktiske plasseringen av basen på månens poler, som inneholder 600 millioner tonn nesten ren is, kan den bli hovedkilden til vann. Fusjonsfilteranlegget i utkanten av basen vil ta imot den utgravde isen og gjøre den drikkbar (gjennom flere fysiske og kjemiske prosesser), slik at astronautene får tilgang til store mengder av denne livsviktige ressursen som ikke bare kan brukes til drikkevann, men også til andre hygieniske formål som dusjing og toalettbesøk.

Den viktigste matkilden for de første astronautene på basen vil være maten som bringes med fra Jorden, i hermetisert og dehydrert form. For de første astronautene vil maten som bringes med på den første turen, være tilstrekkelig inntil maten kan produseres i drivhuset (en egen underjordisk modul). Drivhuset vil ikke bare produsere livsnødvendig oksygen, men det vil også kunne dyrke mat som poteter, tomater, rødbeter osv. Senere kan drivhuset utvides til å produsere mer mat, avhengig av antall astronauter eller lagringskapasitet.

Først vil det være solcellepaneler som vil være svært effektive på månens poler på grunn av den høye og konstante mengden sollys. To batterier som er plassert ved siden av solcellepanelene, lagrer den innsamlede strømmen.
Deretter vil det være et kjernefysisk batteri, plassert i trygg avstand fra hovedbasen. Helium-3 finnes i store mengder i månens jordsmonn (hvor det har blitt generert gjennom milliarder av år av solvinden) og er en nøkkelingrediens i en levedyktig fusjonsreaktor. Det etterlater seg ikke noe strålingsavfall og har et høyt energiutbytte per kilo.

Oksygenet som astronautene trenger for å puste, vil i første omgang bli brukt i form av et kunstig livsstøttesystem, som vil gi dem nok oksygen inntil drivhuset er funksjonelt nok til å produsere oksygen og bli hovedkilden. Drivhuset vil inneholde et eget område for oksygenproduserende planter som arekapalme, neemtre og Sansevieria Trifasciata Zeylanica (slangeplante).
Månejorden består av 40-45% oksygen i masse, noe som betyr at den kan varmes opp til 2500 Kelvin ved hjelp av solenergi og mineraler for å generere 100 gram pustende oksygen for hvert kilo jord.

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.

Etter at alle vitale ressurser er dekket av våre anlegg og spesialiserte moduler, er de viktigste gjenværende truslene stråling, meteoritter og temperatur.

De geodetiske kuppelformede modulene er konstruert for å spre seg og minimere eventuelle sammenstøt, og den gjennomsnittlige tykkelsen på de stive veggene ligger på rundt 0,5 meter, noe som er nok til å beskytte mot små asteroider og solstråling, i tillegg til å isolere mot de kalde månetemperaturene. Rundt månens poler ligger det også mange lavarør, som for lenge siden ble dannet av basaltisk lava som fløt på månen. De kan være så brede som 300 meter og har en stabil temperatur på -20 °C. Disse lavarørene kan brukes i en fremtidig utvidelse av månebasen eller som et sekundært alternativ i tilfelle det første stedet blir skadet eller rett og slett ikke er i stand til å fungere.

Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i Moon Camp.

For å holde seg friske må astronautene holde en regelmessig søvnrytme med 8-9 timers søvn og være våkne i 16 timer om gangen.

Etter at astronautene har våknet, spiser de i et av boligkvarterene og får en briefing om dagen. De er pålagt å trene minst to timer om dagen for å opprettholde sterke muskler og bein, ettersom Månens svake tyngdekraft kan ha negative effekter når de kommer tilbake til Jorden.

Til å begynne med skulle astronautene imidlertid være helt og holdent dedikert til byggingen av leiren. Astronautene skulle først grave ut store mengder månejord/regolitt ved hjelp av Lunar Excavation Blade (LEB) og deretter gå gjennom de kjemiske prosedyrene for å teste egenskapene og gjøre den om til nyttig "Lunarcrete" for å bygge basen ved hjelp av 3D-printing med robotarmen.

Etter at leiren var avsluttet, ville astronautens dag hovedsakelig bestå av forskning og eksperimentering. Astronautene vil enten jobbe i team eller forske individuelt, avhengig av deres uavhengige ekspertise og forholdene eller kravene til selve eksperimentet.

En astronaut kan for eksempel fokusere på de fysiologiske effektene på mennesker og planter av å leve i verdensrommet, ved å teste og eksperimentere på astronauter og i drivhuset på ulike tider av døgnet. En annen astronaut kan forske på selve månen, utforske og analysere miljøet (landskap, meteoritter, polaris) og eksperimentere med månejord/regolitt i laboratoriet. Ytterligere én astronaut ville være helt og holdent opptatt av leirens ve og vel. Han/hun skal overvåke funksjonaliteten og de ulike mekanismene i leiren, for eksempel solcellepanelene, atombatteriet, drivhuset, lagringsanlegget, kommunikasjonsanlegget osv. Hvis det bare skulle være to astronauter til stede, ville de begge regelmessig overvåke basens ytelse og komponenter.

På grunn av leirens størrelse, kompleksitet og viktighet er det nødvendig å kontinuerlig verifisere dens tilstand. På slutten av dagen og under det siste måltidet skulle alle astronautene møtes i boligkvarteret for en debriefing. De må også ta en siste sjekk av hele leiren før de legger seg til å sove.

I hovedsak består den 16 timer lange "våkne perioden" av tre måltider der astronautene må møtes, to timer med fysisk trening, forskning og eksperimentering, og konstant vedlikehold av månebasen.



← Alle prosjekter