moon_camp

Moon Camp Pioneers-galleri 2020-2021

I Moon Camp Pioneers ska varje lag 3D-designa ett komplett Moon Camp med hjälp av Fusion 360. De måste också förklara hur de kommer att använda lokala resurser, skydda astronauterna från farorna i rymden och beskriva bostads- och arbetsutrymmena.

Team: Rymdkammare

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Polen 16, 15

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

Vår bas är grunden för en verkligt självförsörjande koloni på månen. När vi utformade den fokuserade vi på största möjliga självförsörjning och funktionalitet för varje element, samtidigt som vi kom ihåg det viktigaste, dvs. komforten för de astronauter som vistas i den. Tillägg, som en artificiellt kontrollerad dag- och nattcykel eller förekomsten av växter i rummen, ska minska stressen bland astronauterna och ta hand om deras mentala hälsa. Basen är utformad för minst 4 personer, men med ett större antal kan fördelningen i bostadsmoduler för fyra personer bidra till utvecklingen av en känsla av små samhällen, vilket kommer att underlätta arbetet och fördelningen av arbetsuppgifter. Både basens läge och utrustning gör det möjligt att utföra många experiment och effektivt genomföra ytterligare rymdexpansion.

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Vi har beslutat att bygga vår månbas på månens sydpol, på kanten av Shackletonkratern. Enligt vår bästa kunskap finns det vattenis och andra flyktiga ämnen i den. Den potentiella förekomsten av vatten skulle lösa problemet med att anskaffa det och skulle inte kräva någon kostsam leverans från jorden. Att placera vår bas på dess kant skulle också förenkla problemet med att förse basen med elektricitet. På kanten av kratern kommer solenergin nästan kontinuerligt, så det skulle finnas en möjlighet att praktiskt taget kontinuerligt omvandla solenergi till elektrisk energi med hjälp av solpaneler. Det innebär också att temperaturvariationerna blir mindre, vilket kan vara farligt för komponenter som är känsliga för termisk expansion. Enligt topografiska kartor över området har det en lutning på ca 6-7 grader, vilket återspeglas i vår modell.

Hur planerar du att bygga ditt Moon Camp? Beskriv vilka tekniker och material du kommer att använda.

Först kommer en spaningsrover att placeras ut. När den har hittat en lämplig plats kommer den att förbereda en plan yta där Workshop-delen med rover, solpaneler och 3D-skrivare inuti kommer att landa. Rovern kommer att vara autonom, men kommunikationsfördröjningen mellan jorden och månen är tillräckligt kort för att en människa effektivt ska kunna styra en rover i händelse av problem. Inledningsvis kommer verkstaden att fungera som en bas för verksamheten, vara utrustad med batterier och kunna tillverka reservdelar till robotarna. Vi planerar att 3D-printa basens tak, väggar och de flesta möblerna med hjälp av månbetong, vars huvudkomponent är månregolit, en resurs som finns i överflöd på månens yta. Basen kommer att bestå av sexkantiga rum för att maximera materialanvändningen och göra det enkelt att expandera. Insidan av rummen kommer att beläggas med ett lager syntetiskt gummi, vilket gör att de kan fyllas med en atmosfär. Trycket i luften inuti skulle vara tillräckligt för att bära vikten av en ~4 meter tjock regolitstrålningssköld. För att minimera mängden damm som invånarna kan föra med sig in i basen skulle rymddräkterna aldrig gå direkt in i basen, utan istället låta besättningen gå in i dem genom luckor på baksidan. När tryckprocessen är klar kan annan nödvändig utrustning tas med från jorden tillsammans med de anländande astronauterna och installeras på månytan.

Miljön på månen är mycket farlig för astronauterna. Förklara hur ert månläger kommer att skydda dem.

Miljön på månen är mycket farlig, så en av våra prioriteringar är att garantera full säkerhet för de astronauter som befinner sig på basen. En av de största farorna som väntar människor på månen är den kosmiska strålningen, som är upp till 200 gånger starkare än på jorden. Det har dock visat sig att strålningsnivåerna är lägre nära stora kratrar, så placeringen av vår bas i Shackletonkratern kommer delvis att lösa detta problem. Ytterligare skydd kommer också att ges av basens väggar, som är cirka 4 meter tjocka och gjorda av månjord. Dessa väggar kommer också att ge skydd mot mikrometeoriter och de extremt låga temperaturer som finns på månen.

Förklara hur ert månläger kommer att ge astronauterna:
Vatten
Livsmedel
Elektricitet
Luft

Som bas har ISS en 2000 liters vattentank för en besättning på sex personer. Vår bas kommer dock även att använda vatten för odling av växter, djur och mikroorganismer samt för vattenelektrolys. För att tillgodose detta behov kommer vår bas att ha en maximal lagringskapacitet på ca 30 000 liter vatten - detta kommer också att underlätta ytterligare expansion av basen. Astronauterna kommer att ta med sig lite vatten, men det mesta av vattnet kommer att hämtas av rovers från närliggande flyktiga avlagringar i Shackleton-kratern. Utandningsvatten kommer att fångas upp av luftbehandlingsenheten och återföras till vattenförsörjningen. Urin kommer att filtreras och återföras till tankarna. Allt bioavfall kommer att återvinnas för användning som växtgödsel och djur- eller mikrobfoder när så är möjligt.

Hydroponisk odling kommer att spela en nyckelroll för att få fram mat på stationen. Hydroponiska trädgårdar kommer att använda lysdioder med utvalda våglängder (dvs. mest rött) för att minimera energislöseriet. Varje person som reser till månen kommer att ha en förutbestämd, individuell diet som täcker deras totala kaloribehov, samt makro- och mikroelement. Enligt dessa uppgifter kommer det att vara möjligt att planera proportionerna av odlade växter i förväg. Dessutom planerar vi att skaffa protein i form av så kallat "odlat kött". Denna teknik blir mer och mer avancerad, så vi skulle vilja använda den i vår bas. Till en början skulle stamcellsbeståndet hämtas från jorden, men med tiden, när uppfödningen av djuren i basen har bemästrats, skulle celler tas direkt från dem. Genom att ge astronauterna tillgång till hälsosamma måltider som så mycket som möjligt liknar dem som äts på jorden, kommer vi att ta hand om både deras fysiska och psykiska hälsa.

Eftersom vår bas är belägen på den del av Shackletons kant som är en "topp av evigt ljus" kommer den att få nästan oavbruten solstrålning. Som ett resultat av detta kommer den att kunna klara sig på enbart solenergi under större delen av tiden. Energilagring är dock avgörande för högförbrukande verksamheter som vattenelektrolys eller metallraffinering på plats, och det finns fortfarande nätter som kan vara upp till sju jorddagar. För att lösa dessa problem kommer basen att ha ett antal olika energilagringslösningar. Till en början kommer den att använda lätta litiumjonbatterier och solpaneler som skeppas från jorden, för att senare utökas med solpaneler och batterier av flytande metall som byggs på plats. Om det visar sig vara omöjligt att bygga batterier kan basen utrustas med stora svänghjul tillverkade av komprimerad regolit som hänger via spinnstabiliserad maglev (avsaknaden av atmosfär och låg gravitation gör dem mycket enklare att använda än på jorden)

Syret kommer att komma från ett antal olika processer. Det kommer att vara en produkt av fotosyntesen i de hydroponiska trädgårdarna och en biprodukt av metalloxidförädling via elektrolys. Det kan också erhållas från vattenelektrolys, men utan ett oxidationsmedel skulle det producerade vätet vara värdelöst som bränsle. Eftersom kol är en begränsad resurs på månen kommer vi att försöka återvinna så mycket CO2 som möjligt genom fotosyntes. Inerta gaser som kväve och argon genomgår inga reaktioner, så de kan användas hur länge som helst förutsatt att inga läckor uppstår. Vattenånga som bildas vid andning kommer att fångas upp och återföras till vattenförsörjningen.
I en nödsituation kan syrgasljus användas för att ge en snabb och tillförlitlig källa till andningsbar luft.

Förklara vad som skulle vara huvudsyftet med ert Moon Camp (t.ex. kommersiellt, vetenskapligt och/eller turistiskt syfte).

De första grupperna av astronauter som skickas till vår bas kommer att försöka bekanta sig med miljön på månen och genomföra de mest nödvändiga vetenskapliga experimenten. En viktig del av forskningen kommer att vara att studera hur människor och djur reagerar på en långvarig vistelse på månen, samt att förbättra jordbrukstekniken, telekommunikationerna och energiproduktionen, som senare kan användas på jorden. Förhoppningsvis kommer basen också att fungera som en interplanetär knutpunkt, som kan förse skepp på väg till Mars med mat och bränsle. I framtiden kan den bli en källa till billigare material för att bygga stora rymdinstallationer och skepp på grund av den lägre gravitationen. Flexibiliteten hos vår bas gör det också möjligt att expandera basen och avvika från dess ursprungliga mål, med fokus på mer kommersiella möjligheter, turism eller utveckling av stora kolonier.

Beskriv en dag på månen för din astronautbesättning på Moon Camp.

När vi utformade vår rymdbas fann vi att det mest effektiva arbetssystemet skulle vara att skräddarsy varje astronauts dagliga schema. Detta kommer att underlätta utförandet av specialiserade uppgifter och göra det möjligt för minst 2 personer att hålla sig vakna, även om det rör sig om en liten besättning. Planerna för varje dag kommer inledningsvis att skickas från kontrollcentret på jorden, och när basen utvecklas kommer enskilda besättningsmedlemmar att ansvara för att göra dem för resten av gruppen.

I början av dagen, efter att ha gjort sig redo för arbetet, går astronauterna för att kontrollera den senaste informationen på monitorn, som samtidigt informerar dem om deras aktuella arbetsuppgifter, skräddarsydda efter deras specialitet. Vissa har till uppgift att bedriva forskning, experimentera och arbeta i laboratoriet, andra kommer att ta hand om djur och odla växter, medan andra kommer att kontrollera arbetet i basens moduler, reparera aktuella skador och upprätthålla det tekniska tillståndet för rovers.

Efter att ha gått igenom sina scheman beger sig astronauterna till samlingsrummet för att äta en personlig frukost - som alla andra måltider.

Astronauterna tar sedan itu med sina tilldelade uppgifter. Efter att ha slutfört sina första uppgifter går astronauterna till ett gym som är anslutet till det medicinska rummet och där introduceras de till sin personliga träningsplan för den aktuella dagen. Efter träningspasset beger sig astronauterna återigen till det gemensamma rummet för att äta sin andra måltid. Det kommer att vara mycket viktigt att planera dagen så att astronauternas måltider överlappar varandra så mycket som möjligt, naturligtvis kommer vissa att äta lunch och andra middag. Men poängen är att säkerställa mänsklig kontakt och bygga upp en känsla av gemenskap bland astronauterna.

Efter lunch, om den aktuella situationen tillåter det, har astronauterna fritid. De kan underhålla sig med videospel, virtuell verklighet, böcker eller musik. De kan också ringa sina familjer eller tillbringa lite tid med andra astronauter eller djur. Sedan återgår de till sina arbetsuppgifter under en tid fram till kvällen. I slutet av dagen äter de middag och går till sina sovrum. Så här ser en genomsnittlig, lugn dag ut på vår månbas.



← Alla projekt