moon_camp
upptäckt interaktiv bild

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projektgalleri

 

I Moon Camp Pioneers är varje lags uppdrag att 3D-designa ett komplett Moon Camp med hjälp av valfri programvara. De måste också förklara hur de ska använda lokala resurser, skydda astronauterna från farorna i rymden och beskriva boende- och arbetsfaciliteterna i sitt Moon Camp.

Terra Mimesis

  Andra plats - Medlemsstater som inte är medlemmar i EES-avtalet

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turkiet    Turkiet 14, 16, 17   6 / 3 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivning

Vårt månläger har utformats helt av vårt team och är placerat mellan kratrarna Shackleton och Shoemaker för att hysa 4 astronauter under deras vetenskapliga forskning. Huvudbasen, som i hög grad påverkades av växternas blad under utformningen, har lager som uppfyller olika syften och består av 6 olika delar. Den första av dessa sektioner innehåller astronauternas arbetsområden, den andra innehåller elektrolys- och vattenbehandlingssystemen, den tredje har astronauternas personliga områden, den fjärde innehåller astronauternas gemensamma områden, den femte innehåller materialrummet och lagret, och den sista är jordbruksområdet. Förutom huvudbasen finns garaget och observatoriet, vars design inspirerats av bältdjurens skal, en månlandare och robotarmar som kan skrivas ut i 3D. För att tillgodose basens behov, såsom vatten och syre, eller för att hantera avfall, har olika system placerats i basen; ett hybridkommunikationssystem har skapats för att tillhandahålla kommunikation, solpaneler har placerats på basen och olika regioner för att tillhandahålla energi, och rovers har utformats för att hjälpa astronauterna under deras uppdrag.

1.2 - Varför vill du bygga ett Moon Camp? Förklara huvudsyftet med din Moon Camp (till exempel vetenskapliga, kommersiella och/eller turistiska syften).

Vi planerar att ta ett stort steg i mänsklighetens resa till månen med vårt designade månläger. Den månbas som vi har färdigställt för tillfället är avsedd för vetenskaplig forskning, men detta kan komma att ändras i framtiden. Idén med vår bas som producerats i detta skede utvecklades för endast 4 astronauter. Denna design inkluderar laboratorier och resurser där astronauterna kan arbeta med astrofysik, kemi, biologi och jordbruk. Men med vår bas modulära struktur är det möjligt att utöka designen och öka radien för dess syfte. När basen byggs ut i senare skeden kan den öppnas för kommersiella ändamål för att visa världen hur det är att leva i rymden. I ännu senare skeden kan vår bas byggas ut så att turistexpeditioner blir möjliga.

2.1 - Var vill du bygga ditt Moon Camp? Förklara ditt val.

Vi planerar att bygga vårt månläger på Sydpolen, närmare bestämt mellan Shackleton- och Shoemaker-kratrarna. Det främsta skälet till att vi väljer att placera vår bas mellan dessa två kratrar är att vi vill dra nytta av dem båda. Studier visar att Shoemaker Crater innehåller stora mängder fruset vatten, vätgas och mineraltillgångar. Därför kan vi använda fruset vatten som dricksvatten, vätgas för vattenutvinning och energi, och mineraler för vetenskaplig forskning. Å andra sidan fluktuerar Shackletonkraterns temperaturvärden mindre. Kratern får solljus kontinuerligt under nästan 2 månader och 90% av dygnet, vilket innebär att vi kan spara mer energi till vårt månläger med hjälp av solpaneler. Eftersom avståndet mellan dessa två kratrar är ca 60-65 km kommer det att vara möjligt att resa mellan dem. Det förutspås också att vädret på den valda platsen kommer att vara delvis bättre, vilket kommer att minska ogynnsamma förhållanden till ett minimum.

2.2 - Hur planerar du att bygga ditt månläger? Fundera på hur ni kan utnyttja månens naturresurser och vilka material ni skulle behöva ta med från jorden. Beskriv teknikerna, materialen och dina designval.

Byggandet av vårt månläger kommer att omfatta två olika uppdrag som kallas A och B. Uppdrag A kommer att slutföras autonomt utan att astronauter kliver upp på månen. Denna fas kommer att skötas av specialdesignade rovers och 3D-printade robotarmar, som använder byggmaterial som betong och ETFE från jorden. Först kommer väghyvelrovern att göra marken lämplig för basen och samla in månjord. Därefter kommer de autonoma rovrarna och robotarmarna att börja bygga basen. Det inre lagret i vår bas kommer att bestå av betong som är uppbyggd av månjord. Därefter kommer det centrala lagret att tillverkas av ETFE, och slutligen kommer det yttre lagret att tillverkas av månjord som omvandlas till en användbar form för 3D-utskrift. Konturerna av vår bas kommer att slutföras genom att solpaneler placeras på taken. Den allmänna utformningen av vår bas har inspirerats av löv. Huvudkontorets struktur med tre lager hämtades från deras skiktade textur, medan basens korridorer replikerades från nervtrådar. Dessutom inspirerades utformningen av vårt garage och observatorium av bältdjurens förmåga att skydda sig med sin sköld. Denna design gav också en hopfällbar struktur, vilket hjälpte oss att spara utrymme. Dessutom var vår basdesign utformad med hänsyn till modularitet och livslängd, vilket gjorde att vi kunde bygga ut vår bas närhelst vi önskade. Inom uppdrag B kommer astronauterna att landa och placera ut alla egenskaper som behövs, vilket blir början på livet på månen.

2.3 - Hur skyddar och skyddar ditt Moon Camp dina astronauter mot månens hårda miljö?

Astronauter som stationeras i ett månläger kommer att utsättas för en tuff miljö som kan hota deras hälsa och säkerhet. En av de största utmaningarna är att ge dem skydd mot den extrema miljön på månen. För att uppnå detta har vårt team analyserat och sökt på djupet om miljöproblem som kan uppstå i vårt månläger. Vi listade primära faktorer som bör beaktas som värmeisolering och skydd mot meteoriter och strålning. I denna riktning sökte vi lösningar för varje identifierat problem och bäddade in dessa lösningar i vår design, exakt i strukturen på vår bas. När det gäller materialvalet i allmänhet sökte vi fyra huvudfunktioner. Dessa var reflekterande material som reflekterar solljus på månytan och skyddar temperaturen, värmeisolerande material som förhindrar värmeförlust i det inre, hållbara material som kommer att utgöra de yttre lagren i lägret och lätta material som kommer att placeras på grunden för att underlätta installationen av basen. Vi bestämde vilka material som skulle passa varje funktion genom att vidareutveckla och undersöka dessa. Vi bestämde oss för att använda månjord som reflekterande material. Med detta lager placerat i den yttersta delen av basen gav vi också värmeisolering och skydd mot meteoriter. ETFE-materialet (ethylene tetrafluoroethylene), som kommer att utgöra basens mellanskikt, kommer att öka styrkan även med ett tunt och lätt skikt tack vare sin höga smälttemperatur och kommer också att gynna oss med materialets motståndskraft mot strålning med hög energi, återvinningsbarhet och långvariga egenskaper. Det innersta betonglagret kommer att utgöra basens primära radioaktiva isolering. Ett upp till 1 meter tjockt lager kommer att skydda basen från gamma- och röntgenstrålning. Våra luft- och vattenreningssystem kommer också att garantera säkerheten för astronauterna inne i basen.

3.1 - Hur kommer ert Moon Camp att ge astronauterna hållbar tillgång till grundläggande behov som vatten, mat, luft och ström?

Vatten: Vatten är avgörande för livet i lägret. Till en början kommer den nödvändiga mängden vatten att hämtas från jorden. Ett vattenhanteringssystem som kontinuerligt cirkulerar runt basen kommer också att byggas. Detta system kommer att rena urin, svett, fukt osv. Genom att rena vattnet kommer vi att återvinna 90% av vattnet. Vattenis från månen är ett annat alternativ att använda som vattenresurs. Vattenis kommer att tas ut med rovers och lagras för att användas när det behövs.

Mat: Till en början kommer astronauterna att äta den mat de har med sig från jorden. Dessutom kommer färsk mat att tillhandahållas med hjälp av den aeroponiska jordbruksmetoden. Med aeroponisk odling kan 95% av vattnet sparas och tillväxten blir 3 gånger snabbare än med traditionell odling. Vårt mål är att skapa en hälsosam kost för astronauter. Vi planerade att odla potatis, spenat, bönor etc., som har högt näringsvärde och är lätta att odla.

Luft: Vårt återvinningssystem inkluderar ett lufthanteringssystem. Den nödvändiga mängden vatten från vattenhanteringssystemet kommer att skickas till elektrolys. Vid elektrolysen separeras väte- och syremolekyler. Syret, som har blivit lämpligt att andas, kommer att distribueras runt vår bas. Det återstående vätet kommer att användas för att producera vatten med vårt Sabatier-system. Växternas fotosyntescykel kommer också att bidra till lufthanteringssystemet.

Kraft: Strömförsörjning är avgörande för att säkerställa basens kontinuitet. Vi planerar att placera IBC-solpaneler av N-typ som har en effektivitet på 23% på toppen av vår bas. Dessutom kommer koncentrerade solpaneler (CSP), som omvandlar solljus till värme och lagrar den, att placeras vid Shackleton-kratern eftersom denna plats nästan alltid är exponerad för solljus. Detta system bidrar avsevärt till basen eftersom det är förnybart och mycket effektivt.

3.2 - Hur kommer ert Moon Camp att hantera det avfall som astronauterna producerar på månen?

Avfallshantering är en viktig fråga på vår månbas. Redan från början byggdes våra förvaltningsplaner för att minimera avfallskostnaderna genom att följa en nollavfallspolicy. Å andra sidan, så länge det finns olika typer av avfall, är det nödvändigt att använda olika metoder för att minska och bortskaffa varje avfall. Det organiska avfall som produceras kan omvandlas till gödselmedel. Detta kommer att ge värme och energi som kommer ut för basens värmesystem. De producerade gödningsmedlen kan också användas för plantering. Dessutom kommer användbart avfall som plast att användas för att skapa våra lägers behov genom att använda dem för att tillhandahålla filament i 3D-skrivare. Å andra sidan kan okonvertibelt fast avfall också komma att användas på olika sätt. Detta avfall kommer att skickas till jordens atmosfär och se till att det förstörs genom förbränning.

3.3 - Hur kommer ditt månläger att upprätthålla kommunikationen med jorden och andra månbaser?

För att uppfylla olika krav på rymdkommunikation, som tillförlitlighet och fördröjning, beslutade vi att skapa en hybridkommunikationsstruktur i vårt månläger där olika system uppfyller dessa krav. Den primära metoden kommer att vara radiokommunikation, precis som vid tidigare månfärder. Eftersom det är snabbare kan ett laserkommunikationssystem användas när omedelbar kommunikation krävs. För dessa system måste det finnas en markstation på jorden och en sändtagare och antenn på månen. Markstationerna bör placeras nära ekvatorn med fri sikt mot den södra himlen så att man har en kontinuerlig vy över lägret. Slutligen kan lägret också ha ett reservsystem som stöder satellitkommunikation, som är den säkraste och mest studerade metoden. Den satellit som krävs kan placeras i månens omloppsbana, och detta kan också upprätthålla kommunikationen mellan andra månläger.

4.1 - Vilket eller vilka vetenskapliga ämnen skulle vara i fokus för forskningen i ert Moon Camp? Förklara vilka experiment du planerar att göra på månen (t.ex. inom ämnena geologi, miljö med låg gravitation, biologi, teknik, robotteknik, astronomi etc.).

Vårt månläger skulle innebära en enastående möjlighet till vetenskaplig utforskning och erbjuda en unik miljö för att bedriva forskning inom ett brett spektrum av vetenskapliga discipliner. Det innehåll som kommer att ingå i de studier som ska genomföras i vårt månläger kommer definitivt att omfatta månens struktur och miljö. Den viktigaste faktorn i sådana studier kan vara månens jord. Det sägs att månens jord har potential att användas för framställning av syre och bränsle. Detta kan vara ett område som våra campare studerar. Genom att undersöka jord och stenar som tagits från månens yta kan mineraler och liknande ämnen undersökas, och forskning kan göras om vad dessa material kan användas till. Förutom ämnen kan man också utforska spår av liv. Samtidigt kan astronauterna analysera och upptäcka fler detaljer om månens bildning. Dessutom kan man göra växtstudier på månens jord. Om man går vidare kan man undersöka användningen av olika mikroorganismer i månjordbruket, eller studera olika metoder för att göra jordbruk på månjorden och i månmiljön möjligt. Samtidigt som alla arbetar med dessa områden kan en ny och utvecklad kartläggning av månen och dess geologiska egenskaper göras. Slutligen kan man också genomföra studier av astronauternas psykologi på basen. De psykologiska förändringarna och utvecklingen hos dessa individer, som kommer att leva isolerade i en annorlunda miljö under lång tid, kan följas genom kommunikation med världen. Samtidigt kan astronauterna erbjudas att föra dagbok eller vlogga under sin tid i rymden för att stödja detta arbete och på så sätt skapa en resurs om hur livet i rymden är.

5.1 - Vad skulle du inkludera i ditt träningsprogram för astronauter, för att förbereda dem för en månfärd?

I ett månläger kommer astronauterna att vistas i en främmande miljö i isolering medan de ser den planet de tillbringat hela sitt liv på krympa till en liten blå och grön sfär. Det är ett faktum att dessa enorma förändringar i astronauternas liv kan få både fysiska och psykiska effekter på dem med tiden. Därför måste astronauterna genomgå ett utbildningsprogram för att säkerställa att de är fullt förberedda på att hantera de fysiska och mentala utmaningar som det innebär att leva och arbeta på månen. Vårt team har förberett ett testprogram för astronauterna som kommer att ta cirka 3 år att genomföra. I det första steget kommer astronauterna att få ett års allmän utbildning om livet i rymden. Varje astronaut kommer att få detaljerad utbildning inom sitt specialområde i senare skeden. Den första etappen av utbildningen kommer att innehålla två viktiga områden: mental hälsa och fysisk skicklighet. Med sin fysiska träning kommer astronauterna att bekanta sig med de hårda förhållandena på månen, som hur man anpassar sig till rörelse eller minskar muskelförlusten under förhållanden med låg gravitation. Å andra sidan bör alla astronauter genomgå grundläggande utbildning i hur man hanterar system som används i basen och andra rymdfarkoster samt hur man agerar vid eventuella funktionsfel. Alla astronauter bör också känna till första hjälpen och grundläggande medicinsk information. Med sin mentala träning kommer astronauterna att lära sig att hantera isolering samtidigt som de lär sig om lagarbete och förbättrar sin kommunikationsförmåga och problemlösningsförmåga eftersom de kommer att ha flera personer i sitt liv på lägret. Efter att ha lärt sig de nödvändiga färdigheterna kommer astronauterna att få utbildning i sina egna specialiteter, som bioteknik, kemiteknik eller flygteknik, och hur de kan använda dessa på månen. Astronauternas utbildning kommer inte att vara över när de landar på månen, utan den kommer att fortsätta med kommunikation med experter på jorden, till exempel psykiatriker.

5.2 - Vilka rymdfordon kommer ditt framtida månuppdrag att behöva? Beskriv de farkoster som finns i din Moon camp och fundera på hur du ska resa till och från jorden och utforska nya destinationer på månens yta.

Vår resa i rymden börjar med en rymdfarkost som består av delar för kommandomodul, servicemodul och månlandare. Kommandomodulen kommer att vara den centrala delen där astronauterna styr rymdfarkosten. I servicemodulen förvaras motorn, bränslet och all utrustning som används på månen. Månlandaren kommer att användas för landning och start på månen. Om vi tittar på fordonen i vårt läger så finns det en forskningsrover, en byggrover och en samlarrover. Forskningsrovern, som har ett förråd, är till för att astronauterna ska kunna resa och forska på månen. Builder Rover har en väghyvel och grävmaskinsdelar som självständigt samlar in månjord medan de jämnar ut marken för basen och bygger den. Collector-rovern samlar huvudsakligen in månvatten, is och andra prover runt månen. Det finns också en drönare som är utformad för att utforska månen med en annan synvinkel.

Andra projekt: