Team: BENDIS

Kategori: 1. plass - ESAs medlemsstater 1. plass - ESAs medlemsstater Timisoara - Romania  Den nasjonale høyskolen "Constantin Diaconovici Loga"

Prosjektbeskrivelse

2.1.a. Hvor ville du plassert din bolig på månens overflate? 
Nær månepolene

2.1.b. Forklar ditt valg fra spørsmål 2.1. 
Etter å ha studert forskjellig informasjon om månen, bestemte team Bendis at det mest passende stedet for å lokalisere måneleiren vår skulle være nordpolen på månen. Valget av plassering ble gjort med tanke på to viktige ressurser som er uunnværlige for at basen skal fungere godt, og som er tilgjengelige i store mengder i denne posisjonen. Dessuten er temperaturene på Månen ganske ekstreme på grunn av mangelen på atmosfære. På nordpolen ligger temperaturene i intervallet (-50 grader C, 0 grader C), med mer effektiv styring. Den første ressursen er isen. Isen kan samles inn og smeltes, underkastes analyse, og forskerne håper at den kan drikkes. På denne måten kan vi sikre et viktig element for livsopprettholdelse på Månen. På den annen side kan vannet gjennom elektrolyse separeres i oksygen (for livsopprettholdelse) og hydrogen (som kan brukes som drivstoff). Den andre verdifulle ressursen er SOLLYS. På Nordpolen er sollyset permanent, så installerte solcellepaneler kan produsere energi uten avbrudd. Andre aspekter ble vurdert. I denne regionen av Månen, tidligere oppdrag indikert tilstedeværelse av lava rør, dukket opp i de tidlige stadiene av Månens liv. Disse tunnelene kan brukes av astronauter som et midlertidig tilfluktsrom som sikrer beskyttelse mot meteoritter og en tilnærmet konstant temperatur på -20 grader, inntil månebasen er bygget. Etter det kan tunnelene fortsatt brukes som lager.

2.2.a. Hvor vil du bygge tilfluktsrommet: på overflaten eller under bakken? 
På overflaten

2.2.b. Forklar ditt valg i spørsmål 2.2.
Basen vil bli plassert på månens overflate for å unngå utgraving i stor skala. Ved å plassere den på Månens overflate vil også byggetiden bli betydelig redusert. Det beste stedet kan for eksempel være et stort nok krater. På denne måten er basen på en eller annen måte beskyttet av kraterets vegger. En inngang til krateret må bygges. En annen fordel med å plassere leiren i et krater er at det gir et minimalt beskyttelsesskjold mot måneforholdene. Det gir også relativt små temperaturvariasjoner, siden det er plassert i skyggen av kraterveggene. Et slikt sted, som ligger på Månens nordpol, er en perfekt kandidat, med permanent tilgang til sollys som kan ledes gjennom et speilsystem gjennom krateret.

3.1. Hva blir størrelsen på måneleiren din?
Leiren består av fem moduler, forbundet med tunneler som gjør det mulig for astronautene å gå fra en modul til en annen. Vi har forsøkt å utforme basen så kompakt som mulig og samtidig sørge for komfort. Kjernereaktoren er 10 meter i diameter og ligger utenfor selve leiren for å beskytte beboerne så mye som mulig mot bestråling. Drivhuset er den største av modulene, med en diameter på 20 meter. Soverommet, en av de minste modulene, er bare 13 meter i diameter, men likevel romslig nok for fire astronauter. Lagringsmodulen er også litt mindre romslig enn andre med 15 meter i diameter, mens kommandosenteret har 10 meter i diameter. Tunnelen som sikrer inngangen til basen og den med inngangen til reaktoren er 8 meter lang, fordi de inkluderer et trykkavlastningskammer. De andre tunnelene er 4,75 meter lange. Det faktiske basefotavtrykket, uten generatoren (plassert utenfor basen), er rundt 1056 kvadratmeter (tilsvarer et kvadrat med en side på 32,5 meter). Et separat område, også utenfor basen, er fylt med solcellepaneler og dekker et kvadrat på 31 meter, noe som betyr rundt 960 kvadratmeter. Vi har anslått 496 solcellepaneler.

3.2.a. Hvor mange mennesker vil måneleiren ha plass til? 
3 - 4 astronauter

3.2.b. Forklar ditt valg i spørsmål 3.2. 
Våre estimater tyder på at det å ha mer enn 4 personer vil kreve flere drivhus, boligmoduler og mye mer strøm, som bare er utvidelser av en enklere leir som kan holde fire personer. Vi må også huske på forbruket av mat, vann og oksygen per person og avfallshåndteringen. Som sådan har vi bare gjort den første fasen av vår koloniseringsinnsats på Månen. Nye moduler kan alltid bygges og kobles til eldre, noe som gir mulighet for ubegrenset utvidelse.

3.3.a Hvilke lokale måneressurser vil du bruke? 
Vannis
Regolitt (månejord)
Sollys

3.3.b. Forklar ditt valg på spørsmål 3.3.
Vi foreslår å bruke alle slags lokale ressurser mens du bor i måneleiren. Regolith kommer til å bli brukt i de fleste bygningene som hovedbyggemateriale. Det kan utvinnes ved hjelp av et måneblad og deretter lagres og brukes som råmateriale for 3D-printing. Senere kan regolitten brukes til å utvinne små mengder vann og brukes til å tette sprekker og hull i konstruksjonene. Det kan også brukes til å utvinne metaller og mineraler. Vannis er et annet materiale som skal utvinnes ved hjelp av Lunar Blade. Siden basen er plassert på Månens nordpol, er det en lett tilgjengelig ressurs. De tynne isbitene som utvinnes ved hjelp av denne teknikken, kan deretter smeltes til vann og brukes enten som de er, eller utsettes for elektrolyse for å utvinne oksygen (nødvendig for å puste) og hydrogen (svært potent drivstoff). Sollys vil være den viktigste energikilden for basen. Denne energikilden forstyrres nesten aldri (bortsett fra ved solformørkelse). Speilsystemer kombinert med solcellepaneler kan brukes til å fange opp mer lys og øke mengden produsert energi.

3.4. Forklar hvordan du planlegger å bygge prosjektet ditt på månen. Du bør inkludere informasjon om materialene og byggeteknikkene du planlegger å bruke. Fremhev de unike egenskapene ved designet ditt. 
Måneleiren vår vil i sin helhet bli bygget av månejord. Graving er vanskelig å utføre på grunn av den lave gravitasjonsakselerasjonen på Månen. Ifølge NASA-spesialister er en enhet som med hell kan brukes på månen, måneutgravningsbladet. Med en slik enhet, kan vi terraform for leiren bygninger. Det er også nyttig for å eliminere månestøvet fra hele leirområdet, forberede miljøet for å plassere solcellepanelene, landingssonene og skyve det gjennom grensene til basen. Den utgravde regolitten skal brukes av en sammenleggbar 3D-skriver med store dimensjoner for å konstruere modulene og tilkoblingskanalene. Vi bestemte oss for å bruke en modulær konstruksjon fordi det er enkelt å utvide den og det minimerer material- og ressurstap i tilfelle ytre påvirkninger over leiren. Den geodetiske kuppelstrukturen vi valgte for hver modul er holdbar og selvbærende, og de trekantede flatene kan enkelt skiftes ut i tilfelle skade. Vi la stor vekt på livsstøtten for leiren vår. Rundt drivhuset har vi designet vannrensingssystemet. Rundt hele basen har vi dampsamlere. Vann, oksygen og elektrisitet transporteres gjennom et nett av kabler og rør rundt modulene. En del av vannet kombineres med næringsstoffer og brukes til plantevekst inne i drivhuset.

3.5. Beskriv og forklar utformingen av inngangen til din måneleir.
Inngangen til måneleiren vil bestå av en sekskantet kanal med to kamre. Oksygenet fra det første kammeret vil bli sugd inn i resten av basen for å forhindre tap og maksimere mengden vann vi kan produsere. Deretter åpner astronauten den ubåtlignende døren for å gå inn i det første kammeret. Når de har kommet inn i kammeret, vil de lukke døren og trykkstabiliseringsprosessen vil begynne. Når trykket er stabilisert, åpnes den andre døren til det andre kammeret, slik at astronauten får tilgang til Moon camp. Det samme systemet, med et trykkavlastningskammer, brukes til inngangen til atombatteriet.

3.6. Forklar hvordan måneleiren beskytter astronautene.
Hver modul i vårt design vil ha en geodetisk kuppelform. De trekantede elementene i kuppelen er strukturelt stive og fordeler belastningen gjennom hele strukturen, noe som gjør kuplene i stand til å motstå svært store belastninger og støt. Modulenes geodetiske kupler vil ha en gjennomsnittlig tykkelse på en meter, slik at små asteroider ikke lett kan slå gjennom. Hver modul, bortsett fra drivhuset, vil også være dekket med månejord for ekstra beskyttelse mot temperaturvariasjoner, solstråling og mekaniske påvirkninger. Tykkelsen og jorddekket skal gi en sterk struktur som nesten ikke kan kollapse eller skades generelt. De sekskantede forbindelseskanalene vil ha dører i begge ender, slik at hvis den ene blir skadet, lukkes begge dørene og oksygentapet reduseres. Som nevnt i et tidligere avsnitt, må hele området i måneleiren rengjøres for månestøv, fordi de minste bevegelser setter støvet i bevegelse. Dette er en reell fare, hvis de fine kornene av månestøv legger seg på solpanelene (reduserer mottakeroverflaten på panelene) eller kommer inn i basen (forårsaker blant annet luftveisproblemer for astronautene).

3.7. Beskriv plasseringen og innretningen av sove- og arbeidsområdene.
Boligmodulen er delt i to halvdeler. Den første har 4 rom som inneholder lagringsplass, skrivebord og plass til soveposer. Hver har rundt 10 kvadratmeter, basert på studier som indikerte dette som nok plass for en person. I den andre halvdelen har vi plassert badet, flere oppbevaringsplasser, en vanndispenser, en elektrisk ovn, en fysisk treningsmaskin, et førstehjelpsutstyr, et backup-livsstøttesystem og en spiseplass med bord og stoler som også kan brukes til oppbevaring. Astronautene kommer til å utføre de fleste aktivitetene sine i drivhuset, ved arbeidsbenken i kommandosenteret for å reparere skadede deler, mens de bruker den fysiske treningsmaskinen og mens de utfører forskning eller ulike vedlikeholdsoppgaver.

4.1. Beskriv hva som vil være strømkilden for tilfluktsrommet. 
Solcellepanelene vil være den viktigste energikilden (med en effektivitet på 22%, som genererer rundt 270 kW/h elektrisitet). Men det er øyeblikk når sollyset ikke treffer reseptorene (formørkelser), og vi kan også trenge litt ekstra energi. Det er her reserveenergikilden, kjernekraftbatteriet, kommer inn i bildet. Batteriet er en levedyktig energikilde, men det produserer stråling, så det er bedre å bare bruke det når det er nødvendig. En del av den smeltede isen kan utsettes for elektrolyse, og vi kan få en annen energikilde, hydrogen, som kan brukes som drivstoff for maskiner. Vi anslår at strømforbruket kommer til å være rundt 220 kW/h, og på grunn av beliggenheten i et område med konstant sollys trenger vi en mindre mengde batterier (ca. 30 kubikkmeter litium-ion-batterier, som skal vare i minst 3 dager), som bare brukes i en nødsituasjon.

4.2. Beskriv hvor vannet skal komme fra. 
Vann er et uunnværlig element, ikke bare på Månen, men også på Jorden, og er avgjørende for biologisk liv. Det er ikke tilfeldig at basen vår ligger på en av månens poler, for tidligere undersøkelser har vist at det finnes store mengder frossent vann i jorden. Isen skal graves ut, smeltes, sedimenteres, filtreres og behandles kjemisk i en spesiell innretning utenfor leiren, slik at den kan brukes av astronautene ikke bare til drikkevann, men også til daglig hygiene (vask, dusjing, toalett). Små mengder vann kan utvinnes fra menneskers svette og urin. Brukt vann kan resirkuleres, filtreres og gjenbrukes, både til mennesker og planter.

4.3. Beskriv hva som vil være matkilden. 
En av matkildene kommer til å være mat hentet fra Jorden, for de tidlige stadiene av bosettingen i måneleiren. Den vil bestå av hermetikk og dehydrert mat. En annen matkilde kommer til å være drivhuset som bygges på måneleiren, så snart det begynner å produsere varer. Drivhuset er designet for å dyrke alle slags planter, under passende forhold. En modul i leiren er dedikert til drivhuset. Det er bygget på tre nivåer, sammenkoblet med vannrør. Rørene er støtte for dyrking av planter som bare krever vann med næringsstoffer (salat, aromatiske urter). Plattformene på nivåene vil vokse planter som også trenger jord (tomater, poteter, rødbeter). Mellomnivået vil også inneholde en tank for dyrking av spirulina (som en verdifull næringskilde).

5.1. Hva ønsker du å studere på månen? 
Som forventet er vi veldig nysgjerrige på månens hemmeligheter. Så vi har planlagt en rekke forslag til eksperimenter som skal utføres av astronautteamet som skal oppholde seg i måneleiren. I den første perioden, frem til basen er bygget, kan eksperimenter utføres på vann for å identifisere dets egenskaper og for å sjekke om det kan drikkes. Analyser kan utføres på regolitten som er samlet inn fra forskjellige områder, for å sjekke dens egenskaper som byggemateriale. Senere kan det foretas undersøkelser for å identifisere områder for utvinning av metaller eller andre verdifulle mineraler til støtte for konstruksjoner på Månen. Etter at basen er bygget, vil spesiell oppmerksomhet rettes mot veksten av planter, for å studere deres oppførsel og utvikling under forhold i det ytre rom, fra frø til modenhet og høsting. Vi er interessert i hvordan planter vokser i kunstig lys, matet med næringsstoffer og resirkulert vann uten eller med en liten mengde jord. Utformingen av drivhuset bruker plattformer for å dyrke planter i en liten mengde jord produsert ved kompostering av menneskelig avfall. Det er også plassert en spesiell tank der for dyrking av spirulina. Spesielle hengende potter, koblet til vannrørene, brukes til å dyrke planter direkte i næringsvann. Andre aspekter å vurdere er knyttet til avfallshåndteringen og omdannelsen til næringsstoffer eller materialer som skal gjenbrukes. Et annet viktig aspekt er energien som produseres for å opprettholde livet i leiren. Solpanelsystemer må overvåkes nøye. Mengden produsert energi må undersøkes for å kunne lagre denne energien på riktig måte for senere bruk. Alternative energikilder må identifiseres og studeres. Observasjoner må rettes mot meteorittenes fall og miljøforholdene på månen, inkludert stråling. Dette vil bidra til å forbedre utformingen av leiren og vil identifisere de mest hensiktsmessige materialene å bruke, for maksimal beskyttelse av integriteten til astronauter, planter og utstyr. Selvfølgelig må det utføres studier på menneskene som bor i måneleiren. Astronautenes atferd må analyseres i tilfelle lengre opphold på Månen. Både fysiske og mentale aspekter må ivaretas. Et nett av rovere kan settes ut for å dekke store områder i nærheten av leiren for å studere miljøet.

Prosjektene opprettes av teamene, og de tar det fulle ansvaret for det delte innholdet.