moon_camp

Moon Camp Pioneers Galleri 2021-2022

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: Elemental Aerospace

Liceul Teoretic Benjamin Franklin  Bucuresti    Rumänien 17   2 / 0


Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

Det projekt som vi har utformat för Moon Camp Challenge är en månbasmodul med cylindrisk form och en yttre diameter på 5,2 meter, som är utformad för att passa i nästa generations Ariane 6-raket som byggs av Arianespace för ESA:s räkning. Modulen har en användbar bostadsyta på 34 m^2, med en bekväm inredning i mestadels trä, och innehåller alla nödvändiga livsuppehållande system: kraftgenerering och lagring med hjälp av solpaneler respektive batterier, lagring av syre och CO2-rening, lagring och återvinning av vatten, lagring av livsmedel och eldrivna värme- och kylsystem. En annan modul som är separat från huvudmodulen kan användas för att odla växter - akvaponikmodulen. Den används för att odla fisk och växter på ett hållbart sätt. Basen innehåller också ett kommunikationssystem med två lägen: en mikrovågslänk med låg bandbredd på 2,2 GHz som används för telemetri, röst och nödkommunikation, och en optisk länk via satellit för tillämpningar med hög bandbredd (videostreaming) som kan nå en nedlänkningshastighet på 600 Mbit/s.

2.1 Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Vi vill bygga månlägret på ett slätt område, där terrängen saknar kratrar och andra små deformationer, men där det finns en naturlig grotta i relativ närhet, på månens närsida. Att bygga i en slät terräng är lättare och ger utrymme för framtida expansion. En nödmodul kommer att placeras i den naturliga grottan för att användas som skydd i händelse av meteoriter. Månens nära sida valdes eftersom den belyses av solen och är vänd mot jorden. Solen används av solcellspanelerna för att generera ström, och astronauternas aktiviteter förbättras av ljuset. Att basen ligger på den sida som vetter mot jorden gynnar också kommunikationen, eftersom antennerna är riktade direkt mot planeten (eller mot en satellit när det gäller den optiska länken).

2.2 Hur planerar du att bygga ditt Moon Camp? Beskriv tekniker, material och dina val av design.

Vi planerar att bygga vårt månläger med hjälp av färdiga moduler som transporteras från jorden med Ariane 64-raketer. Den maximala massan för en modul kommer att vara 8,6 ton, vilket är den maximala nyttolasten för A64 till LTO (Lunar Transfer Orbit). Vid sidan av huvudmodulen kan flera andra moduler läggas till för att bilda månlägret. Solpaneler, antenner och annan extern utrustning kommer att monteras på månytan, bredvid basen. Huvudmaterialet är aluminiumlegering 6061 med ett fåtal delar av ABS och kolfiber, tillsammans med andra material i små mängder, t.ex. stålbultar, gummipackningar osv. Modulerna kommer att placeras i en 1,2 meter djup utgrävning i månytan för att förhindra oönskade rörelser eller rotationer. De kommer att manipuleras och placeras med hjälp av kranar och kan också flyttas genom att rullas på plats. Kranar och andra maskiner som behövs för manipuleringen kan tas med i ett separat tidigare uppdrag eller med en sekundärraket i samma uppdrag. En slagnyckel behövs också för att koppla ihop två moduler och modulernas ändar. Modulerna kommer att tryckas efter färdigställandet och trycklösas före varje ändring. Fönsterpanelen kommer att transporteras omonterad i en säker behållare så att den inte skadas under monteringen och transporten.

2.3 Miljön på månen är mycket farlig för astronauterna. Förklara hur ert månläger kommer att skydda dem. (högst 150 ord)

Månbasmodulernas värme- och kylsystem kommer att ge en bra temperatur för boende. O2-lagringssystemet och CO2-skrubbern kommer att hålla syreflödet genom modulerna och samla in överflödig CO2. Modulernas väggar kommer att skydda astronauterna i viss utsträckning mot kosmisk strålning, detta kan förbättras genom att lägga jord ovanpå modulernas väggar, och aluminiumlegeringen 6061 av flygplanskvalitet kan skydda basen mot små stötar. Modulernas kropp kan hantera ett tryck på 3 atm, baserat på en simulering. Basen är också utrustad med ett akvaponsystem som kan upprätthålla en livsmedelsförsörjning även om återförsörjningsuppdragen påverkas allvarligt. Huvudfönstret är en glas/plastruta som skyddar besättningen från eventuella glassplitter.

2.4 Förklara hur ert månläger kommer att förse astronauterna med:

Vatten
Livsmedel
Effekt
Luft

Basen kommer att förse besättningen med vatten med hjälp av ett vattencirkulationssystem (ett liknande system som det som används på ISS) genom att filtrera det använda vattnet med hjälp av ett särskilt sortiment av filter, vilket gör det självförsörjande. Systemet kan också omvandla urin till drickbart vatten. Vattensystemet består av en huvudtank under modulens badrum och en nödvattenförsörjning, som består i akvarieodlingsmodulens akvarietank. Vatten kan också utvinnas som kondens från luftkonditioneringssystemet, med de medföljande kollektorerna i luftkonditioneringen.

Maten förvaras huvudsakligen i närheten av syretankarna under golvet i varje modul. Maten kommer huvudsakligen att bestå av torkade produkter som kan återfuktas med vatten. Det huvudsakliga sättet att framställa mat kommer att bestå av ett akvaponsystem som odlar fisk, skaldjur och alger tillsammans med andra grönsaker och örter på ett symbiotiskt sätt. Avfallet från akvariet kommer att användas som naturligt gödningsmedel för odling av grönsaker, och de näringsämnen och det syre som växterna ger kommer att användas i akvariet.

Kraftsystemet består av solcellspaneler, uppladdningsbara batterier och motsvarande elektronik. Systemet använder 22 455-watt-paneler som kan generera upp till 10 kWp total effekt och 16 litiumbaserade LiFePO4-celler som placeras i en säker behållare. Batteritekniken valdes eftersom den är mycket säker jämfört med andra kemier, på bekostnad av mer vikt. Cellerna har en nominell spänning på 3,2 V och har tillsammans en energi på 48 kWh. Systemet har dessutom olika omvandlings- och förvaltningselektronik, t.ex. inverter och BMS, som används för att omvandla likström till växelström respektive för att skydda batterierna.

Basen har ett eldrivet luftkonditioneringssystem som även skrubbar luften från koldioxid. Alla filter är utbytbara och lätta att ta bort, och de är utformade utan verktyg. Under golvet i varje modul finns sex syretankar som styrs av modulens elektroniska huvudenhet (ECU), som känner av syrenivåerna och kompenserar vid behov. Kontrollenheten kontrollerar också modulens inre tryck. Systemet ser till att den optimala syrenivån upprätthålls i basen och skyddar astronauternas hälsa.

2.5 Förklara vad som skulle vara huvudsyftet med ditt Moon Camp.

Vårt Moon Camp kan tjäna alla tre syften: kommersiellt, vetenskapligt och turistiskt, eftersom det är modulärt och kan byggas ut efter behov. I sin standardkonfiguration kommer månlägret inledningsvis att vara utrustat för vetenskapliga ändamål.

Med hjälp av en månrover, som är ett multifunktionellt konstruktions- och vetenskapligt verktyg, kan vi transportera och manipulera material för att bygga ut månbasen ytterligare för alla nödvändiga ändamål.

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

Astronauterna vaknar upp i sina våningssängar av trä och gör sina morgonrutiner, inklusive mat, hygien och hälsokontroller, och basens träinredning ger dem förhoppningsvis en känsla av komfort och hemtrevnad. Därefter kontrollerar de statusen på de centrala system som behövs för månlägrets verksamhet, t.ex. kraftsystemet, luftsystemet, vattensystemet och akvaponsystemet. Kontrollerna omfattar rengöring av solpanelerna (en del av kraftsystemet), övervakning av syre- och koldioxidnivåerna och trycket i basen, kontroll av vattnets PH- och syrehalt från akvaponsystemet samt näringsinnehållet i jorden.

Varje besättningsmedlem måste träna minst 30 minuter inomhus eller ta en promenad av samma längd utanför basen för att förhindra muskelförtvining.

          Efter de första kontrollerna kommer teamet från månbasen att kontakta kommandocentralen på jorden för att rapportera om situationen ombord och begära information om de forskningsuppdrag som de måste utföra.

Minst två besättningsmedlemmar kommer alltid att vara ombord för att övervaka driften av kritiska system och upprätthålla säkerheten på basen. Resten av astronauterna kan utföra olika uppgifter, t.ex. utforska månens jord, skapa nya baser med hjälp av 3D-utskrift, utföra experiment med att odla växter och djur på månens yta med hjälp av akvaponsystemet, utföra experiment med själva månjorden, utföra gruvdrift av industriella skäl eller forskning och i framtiden även utföra rundturer och fungera som bas för framtida uppdrag längre bort i solsystemet.

I slutet av dagen återvänder all personal till basen, packar ihop alla verktyg och instrument som lämnats utanför basen, äter och har lite fritid. De kan prata med sina familjer eller vänner på jorden, titta på videor eller medier som laddats ner på förhand på den interna servern, söka och publicera dokumentation och mycket annat med hjälp av kommunikationssystemet med hög bandbredd.

Andra projekt:

  Utflyttning från jorden

 

  郑州轻工业大学
    Kina
  Gipsy Danger

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  En liten gnista

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Kina
  Be-E

 

  Lycée polyvalent Blaise Pascal
    Frankrike