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: Kvinnlig Space Jam

IES Cervantes  Madrid    Spanien 17, 16

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

In-situ resursutnyttjande (ISRU) kommer att användas för att minska riskerna och kostnaderna för månbasens konstruktion och drift.
Vår Moon camp innehåller olika moduler för dagligt liv, kommunikation, livsmedelsproduktion, bränsle- och vattengenerering, lagring och andra faciliteter, inklusive ett fritidsutrymme.
Olika halvklotformade byggnader täckta med regolit kommer att utgöra de olika sammankopplade modulerna. Vi har gjort detta för att underlätta rörelse för astronauterna, som kommer att skyddas från solstrålning. Dessa byggnader bildar geometriska strukturer, lagrade över underjordiska platser där människor kommer att sova mycket skyddat. Vissa vatten- och matförråd kommer också att finnas under jord.
För den långsiktiga driften kommer det att behövas autonoma eller jordstyrda konstruktionssystem, inklusive rovers och robotar. Dessa enheter kan arbeta under förhållanden med reducerad gravitation (1/10 av jordens). Storskaliga 3D-skrivare kommer att användas för olika byggnadskonstruktioner, liksom autonoma elektrolyssystem för att producera syre och andra system för kommunikation och bränsleproduktion.
Det dagliga livet på månen kräver livsmedelsproduktion på plats. Det innebär ett växthus för att odla grönsaker på anrikad månjord. Olika förfaranden kan kombineras för att producera vatten och näringsämnen från regolit samt mänsklig urin och avfall. Kommunikationen med jorden kommer att vara enkel tack vare rymdorganisationernas expertis och bakgrund. Detta kommer att vara möjligt tack vare de olika sonder som redan har skjutits upp och som för närvarande färdas i yttre rymden.

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Solen lyser starkast på månens dolda sida. Om vi placerar vårt läger på detta område kommer vi att få elektricitet med solpaneler på grund av den stora mängden solljus. Dessutom skulle vi vilja placera det på sydpolen. Där finns djupa mörka kratrar fyllda med is och kemiska element, från vilka vi kan få syre, väte, vatten, bränsle ... Dessutom kan vi få vatten från isen utan att det tar slut.

För vår del tror vi att det bästa alternativet är att placera vårt läger på sydpolen och på månens dolda sida. På så sätt skulle vi få mer ljus, is och vi skulle kunna förhindra upptining. Eftersom denna satellit inte har någon atmosfär kommer vi att drabbas av mindre temperaturvariationer ju närmare sydpolen vi befinner oss, eftersom vi skulle ha isblock runt omkring oss.

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

För att bygga ett månläger måste man använda material som kan utvinnas där, även kallat ISRU. En av de resurser som finns i överflöd är regolit. Den har många användningsområden, t.ex. utvinning av syre, men den kan också användas för att skapa tegelstenar till månbasen. Den består av damm, jord, bitar av basaltisk sten och andra material som kan hittas på alla planeters ytor. Det är ett hårt och kompakt material.
Basen kommer att byggas med hjälp av tegelstenar som skapas genom att blanda regolit och astronauturin, som kommer att användas för att skapa betong. Regoliten kommer att bilda tegelstenarna genom specifika 3D-solskrivare som utformas av DIR, ESA-ESTEC och DIR.
Månbasen kommer att ha en sfärisk form. Detta beror på det lufttryck som kommer att utövas mot utsidan, så basen måste simulera strukturen hos en hyperbarisk kammare, som uthärdar stora trycknivåer. Takhöjden måste vara låg på grund av de stora seismiska rörelser som finns på månens yta, och för att spara material och tid som kan användas för att skapa de olika moduler som basen består av. En del av basen kommer att byggas under jord för att ge ett bättre skydd mot skadlig solstrålning (sovrum, mat- och vattenförråd).

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

Månen befinner sig i den heliosfär som bildas av solen och som skyddar den från det mesta av den kosmiska strålningen. Men eftersom den befinner sig utanför magnetosfären, jordens skyddande magnetfält som avleder de flesta solpartiklarna, utsätts den för högenergetisk solstrålning. Denna joniserande strålning orsakar olika former av biologiska skador på biomolekyler, celler och vävnader, vilket kan vara skadligt för astronauternas mentala hälsa och leda till beteendeförändringar, trötthet eller höga stressnivåer hos dem, eller till och med kan orsaka cancer hos dem. För att undvika denna negativa effekt på astronauterna skulle vi huvudsakligen arbeta med naturresurserna från månen. Vi skulle använda regolit för att bygga infrastrukturen, på grund av dess bevisade skyddande effekt mot strålning. Dessutom skulle vi placera sovmodulen, alla förråd och ett livsmedelsförråd i månens underjordiska grottor som fungerar som naturliga strålningsdämpare.

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

Basen kommer att placeras på månens sydpol för att kunna utvinna vatten ur is. Det kommer att samlas upp och filtreras i basen för senare användning. Dessutom kommer vi att utvinna mer vatten från kratrar i närheten av bosättningen. Dessa kratrar innehåller is och kemiska grundämnen. Vi kommer att kunna få fram väte- och syreatomer för att bilda vattenmolekyler. Isen kommer att samlas upp och filtreras i basen för senare användning. Vatten kommer också att erhållas från regolit, metan och från mänskligt avfall.

Grönsaker och frukt kommer att odlas i ett växthus. Jorden kommer att bestå av regolit, vatten och mänskligt avfall. Den måste också vara rik på kväve. Trycket i växthusets inre kommer att likna trycket i jordens atmosfär. Det kommer att finnas en cirkulär vattenkrets i lägret som kommer att omdirigera överskottet av vatten till växthuset. Syftet är att vattna växterna i växthuset. Maten kommer att förvaras i ett förråd nära köket. Förutom maten i växthuset kommer astronauterna att bära med sig bearbetade matpaket från jorden.

Elektricitet kan utvinnas från solpaneler, eftersom mer energi utvinns på månen på grund av avsaknaden av en atmosfär eller jonosfär. Strålningen är dock 1000 gånger större än på jorden, så den kan skada solpaneler eller minska deras effektivitet.
Bränsle från regolit skulle också kunna användas, eftersom det finns vissa metoder för att få fram det. Den mest effektiva metoden är att använda icke-radioaktivt helium-3 som finns på månen för att skapa fissionsreaktioner.
Energin kommer att lagras i supraledande batterier och vara tillgänglig under månnatten, då den behövs som mest.

För att utvinna syre är användningen av månens regolit ett av de bästa alternativen, eftersom den innehåller 45% syre i sin sammansättning. Det är kemiskt bundet till metaller, så det är svårt att utvinna syreatomer ur det. Processen kräver en kammare där regoliten sänks ned i smälta saltföreningar vid 950ºC, och en luftström passerar igenom. På grund av detta utlöses syreextraktionsprocessen. Ny forskning håller på att förbättra temperaturkraven för att utvinna syre. Detta måste naturligtvis kompletteras med metoder för återvinning av syrgas. Den mest effektiva som för närvarande finns tillgänglig kallas roxin.

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

Huvudsyftet är vetenskapligt och inriktat på att utforska månens yta och dess material. Det kommer också att göra det möjligt för forskare att experimentera under andra tryck-, strålnings-, gravitations- och fuktighetsförhållanden än de som finns på jorden. Det finns ett annat vetenskapligt syfte, som består i att skapa en skyttel till Mars eller andra uppdrag. Eftersom det inte finns någon gravitation på månen är det lättare att skjuta upp raketer. Dessutom kan månen användas som en transitplats för astronauter som ska resa till Mars när den optimala tidpunkten för resan har uppnåtts.

Det finns ett tekniskt-industriellt syfte, eftersom månen är rik på material och mineraler som är intressanta för olika användningsområden, t.ex. titan och andra sällsynta metaller. Det finns flera företag som redan är inriktade på att utnyttja dessa resurser. Dessutom finns det några företag som fokuserar på möjligheterna till turistiskt bruk, men detta är en långsiktig idé.

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

Med tanke på att en ljusdag på månen är 14 jorddagar, och att människokroppen inte klarar av så många timmar utan sömn, kommer vi som referens att använda en jorddag (24 timmar) som skulle motsvara en dag på den internationella rymdstationen.

Vi kommer att dela upp dagen i tre olika delar: arbetsperiod (cirka 12 timmar), viloperiod (4 timmar) och sovperiod (8 timmar).

Till att börja med kommer astronauterna att ha en timme (den första i viloperioden) på sig efter att de vaknat, för att värma upp kroppen genom fysisk träning. Eftersom månens gravitation är tio gånger lägre än jordens gravitation, förändras och försvagas muskler och organ på grund av blodtrycksförändringen. På grund av detta är en fullständig fysisk förberedelse i början av dagen avgörande. Efter träningspasset samlas alla besättningsmedlemmar i köket för att äta frukost. Därefter håller de ett möte i telekommunikationsmodulen för att fördela de dagliga uppgifterna.
I det ögonblicket kommer arbetsperioden att börja. De uppgifter som är relaterade till underhållet av stationen inkluderar: översyn av vatten- och bränslenivåerna i depåerna. Ljus-, fukt-, tryck- och temperaturnivåerna i växthuset måste kontrolleras. Månstoft måste avlägsnas från solpanelerna för att säkerställa att de fungerar korrekt, samt rengöring av drönare och rovers, avlägsnande av damm och rester av regolit med hjälp av ultraljudstvätt, om det behövs. Resten av de aktiviteter som ska utföras under arbetsdagen skulle vara relaterade till de syften med att bosätta sig på månen som redan har nämnts i ett annat avsnitt.

Mellan uppgifterna kommer det att finnas en lunch- och viloperiod under den första halvan av dagen, där alla samlas i matsalen i ungefär en timme. När alla uppgifter är slutförda, runt mitten av dagen, kommer de att ha fritid i cirka 2 timmar innan de äter middag och går och lägger sig igen så att astronauterna kan få en lämplig mängd sömn (8 timmar).



← Alla projekt