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: Floreat Kendricka

Kendrick Grammar School  Bracknell    Storbritannia 17 til 18 år

Ekstern visning for 3d-prosjekt

Prosjektbeskrivelse

[42]

Beskriv Moon Camp-prosjektet ditt.

Vår Moon Camp er en base på månen med plass til opptil tre personer. Den utnytter de lokale ressursene på månen til å levere pustende luft, rent vann, mat og beskyttelse mot stråling og meteorer. Vi har designet måneleiren vår slik at den er bærekraftig og økonomisk, samtidig som vi sørger for at astronautene er trygge og fullt utstyrt for alle sine behov, både for overlevelse og forskning. Vi tror at leiren vår også kan brukes som en potensiell bakkebase for NASAs Lunar Gateway-prosjekt (hvis det skulle oppstå en nødsituasjon om bord på måneporten og de trenger forsyninger fra leiren). Det er også verdt å merke seg at Fusion 360-designet vårt er skalert ned 80 ganger for å kunne brukes til 3D-printing.

Hvor vil du bygge din måneleir?

Vi skal slå opp måneleiren vår på den nordlige kanten av Peary-krateret, ettersom det er her det finnes fire fjellområder. Disse navnløse "toppene med evig lys" er stedet vi har valgt, fordi permanent sollys vil bety at stedet er egnet for en solcellepark som vil ha en pålitelig strømkilde. Selv om solcellepanelene og jordbrukskuppelen vår vil befinne seg på overflaten av fjellområdene, vil vi grave under jorden for hovedbasen vår (inkludert boligkvarter, laboratorier og treningsstudio). En fordel med en underjordisk base er at vi vil være beskyttet mot meteoritter og stråling. At vi befinner oss på toppen av det evige lyset, betyr dessuten at temperaturen vil være relativt stabil (i gjennomsnitt -50 °C, noe som kan sammenlignes med vinterforholdene på steder som Sibir og Antarktis).

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

Det første forslaget fra Larry Beyer ved University of Pittsburg er Lunarcrete, et byggemateriale som ligner betong og er laget av regolitt. Basen vår skal hovedsakelig bygges av dette og aluminium. Lunarcrete er et ideelt materiale ettersom det vil være en lett tilgjengelig ressurs i måneleiren, og det har omtrent samme tetthet som aluminium (~3g/cm³), noe som betyr at det vil tåle vekten av bakken over seg. Luftslusen vil ligge på overflaten for å gjøre det enkelt å komme seg inn og ut av basen, og landbruket vårt vil være nedsenket slik at taket er eksponert for sollys, men samtidig beskyttet. Astronautene vil bevege seg mellom rommene ved hjelp av tunneler, og hvert rom har en luftsluse, slik at hele basen ikke er i fare hvis ett av rommene skulle bli skadet. 

Vann
Mat
Elektrisitet
Luft

Hydrogenbrenselceller kan gi både drikkevann og andre energilagre enn solcellepanelene. De er små i forhold til hvor mye strøm de produserer. Da trenger vi tilførsel av oksygen (som kan hentes fra månestøv/jordbruk) og hydrogen. I tillegg, siden basen vår vil ligge ved månens nordpol, er det sannsynlig at vi vil kunne bruke månens is som vannkilde. Ved hjelp av klordråper kan vannet steriliseres for å drepe patogener, og det må filtreres skikkelig for å fjerne høye konsentrasjoner av kjemikalier.

Avlingene dyrkes i et hydroponisk medium. Hydroponisk dyrking brukes av bønder kommersielt fordi det gir sunne planter på kortere tid enn tradisjonelle metoder, og fordi man ikke trenger å vanne hele tiden siden vannet kan gjenbrukes og man kan kontrollere næringsinnholdet ved å løse det opp i vannet. For å kunne dyrke ulike avlinger må man ha ulike forhold å dyrke dem under, så gården vil ha etasjer som alle er eksponert for sollys, men med kontrollert temperatur og luftfuktighet. Tilberedningen av maten skjer i basen, og strømmen leveres av panelene/brenselcellene.

Som tidligere nevnt har basen vår den utrolige fordelen at den ligger i en sone med evig solskinn. Solcellepanelene som er plassert på overflaten av basen vår, vil ha en konstant strømkilde (på grunn av at vi befinner oss på toppen av en evig solskinnssone) og vil kunne levere en pålitelig energikilde slik at basen kan fungere problemfritt. En energikilde vi vil ha som reserve, er hydrogenbrenselceller som kombinerer hydrogen og oksygen og frigjør energi når de gjør det. Det eneste avfallsproduktet er vann som brukes til matlaging, rengjøring osv.

ESAs oksygenanlegg utvinner oksygen som er fanget i månestøvet, og vil dermed være vår viktigste oksygenkilde. Planter vil være en sekundær oksygenkilde på grunn av fotosyntesen og bidra til å opprettholde noe av oksygenet. Vi vil forsøke å tilpasse lufttrykket til trykket på bakken for å unngå implosjon. Atmosfæren vil bestå av 30-40% oksygen og resten nitrogen, som vil bli transportert som flytende nitrogen. For å hindre at avfall og giftige gasser bygger seg opp, vil vi bruke natronkalk til å absorbere karbondioksid og aktive kullfiltre til å fjerne metan fra ventilasjonssystemene.

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.

Lunarcrete har samme strekkfasthet som jordisk betong, noe som gjør det til et sterkt materiale som tåler vekten av bakken rundt seg. Siden basen er bygget under jorden, vil den være godt beskyttet mot meteoritter og stråling. Solcellepanelene og taket på gården vil ikke bli bygget av kommersielt glass, da det er for sprøtt. Måneglasset vil beskytte solcellepanelene og gården, siden det har mange av de samme egenskapene som glassfiber, men siden det er laget av regolitt, reduseres kostnadene ved å transportere glassfiber til månen. Det er også gjennomsiktig, noe som gjør at sollyset fortsatt når frem til solcelleparken for fotosyntese. Ved å sørge for at astronautene opprettholder en høy hygienestandard for seg selv og basen, vil de være beskyttet mot mikrober som kan ha blitt mutert av strålingen utenfor basen.

Beskriv en dag på månen for astronautbesetningen i Moon Camp.

Astronauter våkner ved hjelp av en alarm som er innstilt på GMT etter 8 timers søvn. Etter å ha vasket seg, spiser de en proteinrik frokost før de starter dagen.

Daglige vedlikeholdskontroller av livsstøttesystemer, inkludert maskineri, regulatorer (opprettholder konstant atmosfærisk sammensetning) og filtre (holder skadelige partikler ute), utføres for å sikre at alle forhold er trygge. Astronautene må trene i treningsstudioet i to timer hver dag; det trengs mindre kraft for å bevege seg på grunn av lavere gravitasjonsfeltstyrke. Hvis de ikke følger dette strenge treningsregimet, vil de miste muskelmasse og beintetthet, noe som vil være skadelig for helsen når de er tilbake på jorden. 

 

Astronautene tar på seg draktene i kuppelområdet, en luftsluse med to dører som hindrer at luften inne i stasjonen slipper ut. Draktene er trykksatt og fylt med rent oksygen (som hjelper til med å rense lungene) og 1,9 liter vann som kan drikkes gjennom en slange, noe som gjør det mulig å gå lange månevandringer. Når astronautene er ute, samler de inn måneprøver for å utføre eksperimenter og forskning. Hvis de må forflytte seg til andre områder på månen (f.eks. kratere eller områder med måneis), brukes et roterende månekjøretøy utstyrt med navigasjonssystemer. Hvis astronautene arbeider i nærheten av leiren, kommer de tilbake for å spise lunsj på kjøkkenet. 

 

De daglige spiseplanene kan være uregelmessige fordi utforskningen til fots eller med rover kan vare i 5-8 timer om gangen. Astronautene spiser kanskje bare hele måltider før og etter romvandringen. Astronauter kan ha med seg frukt eller frokostblandinger (som spises umiddelbart etter at de er åpnet for å unngå smuler) som mellommåltid på lange månevandringer. Måltidene i løpet av dagen består av ferske råvarer dyrket på gården og kosttilskudd. Kjøkkenet gjør det mulig å varme opp og tilberede måltider på samme måte som på jorden. Prøvene som samles inn, transporteres til laboratoriet der de analyseres for kjemisk sammensetning ved hjelp av ulike apparater som spektrometre. Dataene konverteres digitalt og sendes deretter til Jorden for videre beregning og registrering. Astronautene bruker observatoriet med flere kraftige teleskoper til astronomi for å forske på hovedstjerner, galakser og planeter som bedre kan observeres fra månen. Etter en lang dag på månen vender de tilbake til leiren og besøker gården for å dyrke planter til middagen. Noen timer etter middagen går med til å slappe av med fritidsaktiviteter som kortspill, trening eller samvær med familien.



← Alle prosjekter