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: Projekt ZLE

King Kekaulike High School  Pukalani    Förenta staterna 16, 17

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

Vi har utformat ett månläger i syfte att få en extremt säker, till stor del modulär och toppmodern anläggning som kan inleda en ny era av månexperimentering. I grunden har vi skapat en bas med säkerheten som första prioritet. Nästan alla system är trippelredundanta, vilket innebär att bara om en aspekt går fel, vilket ofta är fallet i den nya tidens rymdforskning, kan hela systemet fortsätta att fungera utan fel. Därefter satte vi som mål att hela systemet, inte bara bostadsutrymmena, skulle vara helt modulärt men också säkert. Vi tog hänsyn till detta och utformade allting så att det lätt kan bytas ut i interiör och exteriör och kan monteras och demonteras med hjälp av en enkel borrmaskin. Slutligen har vi införlivat några av rymdindustrins mest avancerade konstruktioner för kraft- och vattenförsörjning, och vi har även utvecklat några av våra egna tekniker för att hantera månens hårda yta.

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Vi valde att bygga vårt månläger vid den södra polkanten, i Shackletonkratern. Vi valde denna plats av följande skäl:

1) Den ligger tillräckligt långt från den verkliga polen för att minska miljöeffekterna av att etablera en bas vid polen, t.ex. strålning, vindar, temperaturförändringar och månbävningar. 

2) Kraterns ränder har nästan konstant solljus, vilket gör att vår solcellsanläggning kan arbeta med maximal kapacitet så länge som möjligt och endast förlita sig på andra reservkraftkällor när det är absolut nödvändigt.

3) Kraterbotten har en extremt låg temperatur, där det kan finnas fruset vatten under ytan, vilket kan fungera som en av några få möjliga vattenkällor för vår bas.

4) Utforskning i det "evigt mörka" området i kraterns centrum kan ge möjligheter till viktiga vetenskapliga upptäckter.

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

Vi planerar att bygga upp vårt månläger genom att skjuta upp komponenter från jorden och bygga ihop dem på månens yta. De sexkantiga basplattorna, stöden och väggarna av stål och kolfiberkomposit för varje hab skulle förpackas i värmebeständiga trådar och skjutas upp tillsammans från rymdfarkoster i omloppsbana runt månen. Deras nedstigning skulle bromsas upp med hjälp av drivkrafter som liknar dem som används i NASA:s SkyCrane. När paketet väl är fast på månens yta skulle det markera sin plats och signalera att det är redo för mänsklig interaktion och montering. En landare med astronauterna skulle sedan landa inom 50 meter från platsen, så att ett stödteam av astronauter, med hjälp av robotar och elverktyg, skulle kunna montera basens väggar och trycksätta och syresätta minst en modul, där de sedan skulle kunna omgruppera sig och förbereda sig för ytterligare expansion av basen, allteftersom uppdraget kräver det.

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

För oss var säkerheten viktigast i designprocessen. I nästan varje aspekt av vår konstruktion har vi minst två reservdelar, om den första aspekten skulle misslyckas. Vi skapade från grunden ett spiralfjädrande fjädringssystem för att stödja hela basen. Huvudsyftet med den här konstruktionen är att ge en dämpning mot månbävningar, men också att skapa en plan yta i hab, om basen skulle behöva placeras på en liten lutning. Vi valde också att skapa en kompositvägg, där vi främst använde lätta material som kolfiber och glasfiber, med ett yttre lager av bly för att reflektera strålning. Eftersom vi inte befinner oss direkt på polen förutspår vi att detta kommer att vara tillräckligt för att förhindra att månstrålning kommer in i habs, och om det vid praktiska tester visar sig att det inte är så, kan extra lager av blyinfunderad färg eller filament läggas till på basens utsida.

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

För att förse våra forskare med vatten måste vår bas till att börja med ha en reserv av vatten som hämtas från jorden. Med denna reserv planerar vi att använda en destillationsprocess och avfuktning av atmosfären för att återvinna vatten. Precis som den process som används på rymdstationen bör denna process vara 99% effektiv, så endast små mängder vatten behöver skickas från jorden. Dessutom kommer månis att samlas in och återställas så att månisen kan filtreras och användas som en alternativ vattenkälla. En vattenåtervinnare kan filtrera tillräckligt med vatten för sex personer per dag och det finns tre återvinnare för trippel redundans.

Eftersom det kostar $10 000 per pund nyttolast att skicka till rymden var det viktigt för oss att minska mängden produkter som skulle behöva skickas. För att få ut så mycket som möjligt av våra medel måste vi odla så mycket mat som möjligt på basen. En av de enklaste livsmedlen att odla som levererar flest kalorier är potatis, så vi har en särskild sektion för odling av grödor i vår hab som kommer att ha alla krav för att odla mat.

Strömmen är en av de viktigaste delarna i en rymdbiotop, och för att lösa detta viktiga problem har vi funderat på vilka alternativ som skulle ge mest ström på minst utrymme. De två metoder vi valde var sol- och kärnkraft samt litiumbatterier med hög kapacitet, som de som används på den internationella rymdstationen. För att räkna ut hur många av varje produktionsprocess vi skulle behöva räknade vi sedan ut hur mycket energi basen behövde i en standardkonfiguration med 7 HAB. Vi räknar med att om vår bas är ungefär dubbelt så stor som ISS, så måste den kunna producera dubbelt så mycket ström. Om ISS kan producera 120 kilowatt vid full belastning måste vår bas kunna producera 240 kilowatt. Det slutade med att vi behövde 24 kärnkraftsgeneratorer (8 reaktorer) och 32 solgeneratorer (8 paneler) tillsammans med 48 batterier (16 grupper).

För att ge syrgas till habs har vi en tredubbelt redundant syregeneratoruppsättning som skapar 12 pund syre per syregenerator. Denna installation kan bekvämt stödja 6 personer. Syrgasgeneratorerna skapar syre genom att ta in koldioxid och omvandla det till O2.

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

Vårt månläger är modulärt utformat, vilket innebär att det kan kan utformas för att passa många olika omständigheter eller syften. På det sätt som vi har byggt upp det nu är månlägret endast avsett för vetenskapligt bruk, eftersom mycket av utrustningen ombord är extremt känslig och skulle kräva särskild utbildning för att kunna hanteras eller användas på ett säkert sätt.

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

För att börja en dag i vårt läger skulle de tre forskarna i varje sömncykel (grupp) vakna upp och på väg till köket göra kontroller av viktig livsuppehållande och syresättande utrustning. När de har ätit skulle varje forskare gå till sin tilldelade uppgift, främst för att se till att alla viktiga system är normala, men också för att odla grödor, forska på exemplar, reparera trasig utrustning eller någon annan uppgift som dagen kan medföra. När den första gruppen är klar och den andra gruppen vaknar skulle båda grupperna samtala om dagens framgångar och utmaningar, och utifrån denna information skulle den andra gruppen avsluta allt det som den första gruppen inte kunde göra och fortsätta i denna typ av cykel.



← Alla projekt