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: Moon_Squad

Gymnasium am Wall  Verden    Tyskland 16, 17

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

Våra läger på månen  Huvudsyftet är att skapa en säker och ansvarsfull utpost för människor på månen. Vi vill ge mänskligheten en ny inspiration för att öka intresset för de områden som ligger långt bort från vår jord och visa på nya tekniska möjligheter. Vi måste engagera unga människor som är entusiastiska för rymdutvecklingen för att nå nya stora milstolpar.

Överlag består vår Moon camp av enstaka moduler i form av en honeycomb för att säkerställa modularitet i basen och för att skapa möjlighet att utöka vårt läger. Utvecklingen av lägret är mycket flexibel eftersom en 3D-utskriftsrover ger möjlighet att skriva ut moduler allteftersom de behövs.

Dessutom kommer vi att ha en parkeringsplats för våra rovers och ett uppskjutningsområde för försörjnings- och evakueringsraketer, som är placerat på avstånd från lägret för att garantera astronauternas säkerhet.

Vi skyddar lägret och besättningen från faror samtidigt som vi placerar de viktiga modulerna i månens jord för att garantera ett naturligt skydd mot mikrometeoriter och strålning.

Dessutom är de enskilda modulerna separerade från varandra med särskilda grindar som kan stängas i en farlig situation.

I början av lägerbygget finns det bara en liten mängd resurser att tillgå. Därför är lägret under de första åren beroende av förnödenheter från jorden. I slutändan vill vi utveckla ett fullständigt självförsörjande läger som kommer att bli mer oberoende i framtiden. 

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Vi bestämde oss för att bygga lägret i området kring Nordpolen, eftersom det finns tillgång till vattenis i de djupa kraterområdena.

Dessutom är temperaturen på månens nordpol utanför kratrarna mycket mild och solen skiner nästan hela dagen, vilket garanterar en del av energiproduktionen.

Samtidigt bygger vi vårt läger på kanten av en krater för att minska risken för meteoritnedslag och strålning. Vi bygger dock lägret precis vid kraterkanten för att undvika att basen blir helt mörk och för att kunna använda alla viktiga tekniska anordningar som är placerade utanför kratern. Så småningom placerade vi en del av månlägret i kraterväggen för att öka säkerheten.

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

En autonom rover kommer först att skickas till månen för att bryta månjord. Med hjälp av en särskild tillverkningsprocess, som för närvarande utvecklas på jorden, gör vi jorden användbar för en rover med 3d-utskrift, med vilken vi kommer att bygga ett skal för modulerna. Denna metod sparar mycket tid och kostnader och förhindrar att astronauterna utsätts för strålning som de skulle behöva lida av när de skulle behöva bygga ett läger.

Dessutom håller rovern på att gräva i kraterväggen för att bygga en grotta där de viktigaste modulerna kommer att placeras.

Innanför de tryckta skalen kommer Rover att bygga en speciell och mycket hållbar plastbubbla med en aluminiumram för att skapa en säker miljö för de första astronauterna.

Efter att man har byggt en skyddad plats för astronauterna skickas utrustningen för de viktiga modulerna till månlägret, vilket inkluderar livsuppehållande system samt en första försörjning av luft och mat.

I början kommer Moon camp att ha en besättning på fem personer för att säkerställa att det finns en specialist för varje viktigt ämnesområde, som teknik eller medicin.

I framtiden kommer lägret att bli större så att det kan stödja fler än 10 personer.

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

En stor utmaning är strålning från rymden och meteoritnedslag, som kan förstöra viktiga moduler och äventyra besättningen. Därför bygger vi de viktigaste modulerna i en grotta i kraterväggen. 

Samtidigt skyddas resten av modulerna som inte är placerade i kraterväggen genom att lägga ett lager av  månjord (76 centimeter räcker för att förhindra att modulerna utsätts för strålning) ovanför modulerna. 

Förutom de faror som rymden medför är besättningen isolerad från människorna på jorden, och därför har de ständig kontakt med sina vänner och sin familj på jorden via VR-möten. För att skydda besättningen från muskelavveckling har de fasta träningstider varje dag.

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

Platsen för vårt Moon Camp har valts medvetet, eftersom det i kraterns djupa områden finns vattenis. Vi skulle därför kunna köra till kraterns botten med en autonom rover som bryter vattenis med en särskild förstärkt borr och transporterar isen till lägret. I delar av kratern finns inget ljus och därför måste rovern drivas av batterier. Vattenisen kommer att smältas med hjälp av spillvärme från atomreaktorn och fokuserat solljus.
Samtidigt som vi producerar vatten gör vi en metanisering för att omvandla koldioxid i andningsluften till vatten. En annan reaktionsprodukt är metan, som skulle kunna användas som raketbränsle för rymdskeppet från SpaceX.
Det vatten som uppstår har inga näringsämnen och därför får vi näringslösningar för vattnet och växterna från jorden.

I början av lägret måste maten vara vanlig astronautmat, men i framtiden kommer den att produceras i ett växthus. Växthuset har inga fönster eftersom det skulle behövas ett mycket tjockt glasskikt på grund av strålningen.

Principen för vår livsmedelsproduktion bygger på "Underground farming" där solljuset imiteras av LED-ljus och marken utgörs av ett odlingssubstrat. Näringslösningen möjliggör en hög avkastning på grödorna. Avföring används som gödningsmedel.

Växtmediet består av träfiber och är mycket lätt, vilket gör att det lätt kan skickas till månen. Bevattningen är självständig. Maten produceras också enligt samma princip som utvecklades på Neumayer-stationen i Antarktis.

Vissa proteiner som behövs för att leva skickas dock från jorden. Därför kan man inte bli helt oberoende.

På månens yta finns det mycket solljus som solfångare kan omvandla till energi. Vi skulle dock behöva många solfångare för att producera tillräckligt med energi, särskilt för gruv- och byggprocesserna i rovernas gruv- och byggprocesser. Dessutom anser vi att en sekundär energikälla är obligatorisk, t.ex. i händelse av en meteoritnedslag i solfångarfältet, vilket skulle kunna orsaka ett livshotande strömavbrott.

Därför produceras den huvudsakliga energin från atomenergi, som bygger på en tryckvattenreaktor under vattnet. Spillvärmen används för att värma upp lägret och för att tillhandahålla den nödvändiga värmen när vi gör en metanisering. Senare använder vi värmen för att smälta vattenisen.

Dessutom kan vi lagra vätgasen som produceras vid elektrolys och metan från metanisering, och vi kommer att behöva batteripacks för mobil utrustning (rovers osv.).

För att minimera transporten av luft från jorden producerade vi det viktigaste syret på månen.
Med hjälp av elektrolysen separerar vi den utvunna vattenisen till väte och syre. Syret kan användas för att andas.
Dessutom separerar vi malmen från månens jord till syre och metallpulver som används för 3D-utskrift.

Vi vill återanvända en stor del av den använda luften och därför leds luften till växthuset där CO2 reagerar med växterna genom fotosyntes och genererar syre.

Dessutom planterar vi växter som filtrerar giftiga gaser som formaldehyd. Vi vill till exempel använda gröna liljor som har en hög filtreringseffekt (enligt "Clean Air Study" från NASA).

För att skapa en liknande andningsluft på lägret som på jorden skickar vi kväve till lägret från början.

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

I början används månlägret bara för vetenskapliga ändamål. En viktig undersökning är dokumentationen av de långsiktiga konsekvenserna av vistelsen i lägret. Uppdragen på ISS varade inte längre än ett år. Därför är konsekvenserna av långvarig termisk isolering för framtida uppdrag till t.ex. mars inte kända. Samtidigt finns det inte mycket kunskap om hur astronauterna ska förses med den mat och energi som behövs för att kolonisera Mars. 

Dessutom bör vårt månläger testas för att bli en laststation för framtida uppdrag. 

Dessutom vill vi bygga ett radioteleskop som kan hitta nya upptäckter i rymden och ge information om fysikaliska problem. 

Kostnaderna för lägret är höga och därför kan en del turister besöka lägret. I slutändan bör lägret också inspirera unga människor till STEM-klasser och industrier. 

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

För att möjliggöra den bästa vetenskapliga forskningen och utredningen, liksom den reglerade vården och säkerheten, kommer besättningen på månlägret att bestå av astronauter som har en bred kunskapsbredd inom många olika ämnesområden. Astronauterna kommer att arbeta i skift, så att tillräckligt många personer är vakna för att kunna reagera på eventuella faror i nödsituationer. De olika skiftena överlappar varandra i en timme, så att astronauterna i de olika skiftena kan utvärdera alla händelser tillsammans. Vi kommer att anpassa oss till en normal 24-timmars dag på jorden med 13-timmarsskift. 

När skiftet börjar vaknar astronauterna, äter frukost och förbereder sig för arbetet. Varje dag arbetar astronauterna i laboratoriet för att göra experiment. Därefter skriver de ett protokoll för att säkra alla resultat. 

Samtidigt är besättningen skyldig att idrotta minst två timmar om dagen för att minska förlusten av muskler och bentäthet, som orsakas av den låga gravitationen.

Senare har astronauterna fritid, under vilken de har möjlighet att kontakta personer på jorden för att minimera den psykologiska stressen av isolering. 

Dessutom kontrolleras varje system i lägret varje dag av ingenjörerna för att reglera reaktorernas effekt och kyla bränslestavarna.

Dessutom måste de vitala systemens funktion sparas och syrenivån kontrolleras för att aktivera metaniseringen om CO2-nivån är hög. Växterna har även bevisats och kan skördas när de är tillräckligt stora.

Astronauterna har också åtagit sig att besöka stationens läkare två gånger i veckan för att göra rutinkontroller.

För att ha möjlighet att evakuera lägret i en nödsituation eller för att ta en skadad besättningsmedlem till jorden måste en evakueringsraket kontrolleras och förberedas. I allmänhet bör de raketer som försörjer lägret eller tar med sig experiment tillbaka till jorden förberedas.

Alla rovers och modulus är verifierade för att hålla alla system igång.

I en nödsituation indikerar en varningssiren i uppdragskontrollmodulerna i lägret ett problem som måste lösas omedelbart. 

Denna dagliga rutin möjliggör en ansvarsfull drift av vårt Moon Camp och omfattar alla viktiga aspekter för att hålla besättningen säker. Jordens normala rytm antas i lägret för att ge astronauterna en normal dag.



← Alla projekt