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.

Zenith

Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi  Samsun-Turkiet    Turkiet 15, 16   6 / 3 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivning

In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.

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

Vårt huvudsakliga syfte är att använda vårt månläger som bas för vetenskaplig forskning. Som en fortsättning på forskningen utforskar vi månen. Med våra bemannade och obemannade månrover planerar vi att genomföra uppdrag där vi samlar in och återför prover av månens jord, stenar etc. till vår bas och låter våra utbildade astronauter göra omfattande studier av dessa prover. Som forskarna säger tror vi nämligen att månen kan vara en källa till värdefulla resurser. För att stödja dessa syften som nämnts tillhandahåller vi laboratorier för våra astronauter där de kommer att arbeta aktivt. Laboratorierna ger också våra astronauter en plats att forska inom astronomiområdet. Eftersom detta är vårt huvudsyfte tror vi också att byggandet av detta månläger, som fungerar som ett första steg, i nästa fas kommer att leda till en permanent närvaro på månen.

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

Vi planerar att etablera vår huvudbas (Alpha) i Archimedes Crater (39,7° N, 4,2° W), som ligger i den sydvästra delen av månen. Kraterns plana botten ger en relativt stabil yta för att bygga en månbas och landningsområde för rymdraketer, och den stabila temperaturen gör den till en lämplig plats för astronauter att bo och bedriva forskning. Dessutom har kratern underjordiska vattenkällor som är nödvändiga för att upprätthålla liv och generera energi.

Eftersom solljuset når kraterryggen De Gerlache Crater (88,71°S, 68,7°W) under 14 dagar per lunation har vi beslutat att etablera EGEC på åsen, som ligger bara 220 kilometer från Archimedes Crater. Åsen är idealisk för energiproduktion med solcellspaneler eftersom den får solljus upp till 98% av dygnet.

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.

För att tillverka basens huvudstrukturer kommer vi att använda våra stora 3D-skrivare. Efter att ha byggt vår huvudstruktur planerar vi att skapa ett skyddslager, som kommer att bestå av månregolit, för att ge den mest skyddade månbasen som vi kan bygga.

Vi kommer att använda månens regolit för att bygga baserna eftersom;

  • Eftersom månen har en tunn atmosfär och är en svår plats att leva på, kan månens regolit utgöra ett skyddande lager och en sköld mot strålning och meteoriter.
  • Genom Moon Regolith och dess undersökningar kommer forskarna att kunna lära sig och förstå specifik information om månen, till exempel dess bildning. Dessutom kan forskarna arbeta med regoliten för att lära sig och studera om månens geologi och historia.
  • Moon Regolith kan vara användbart för jordbruk i växthus. Den kan blandas med andra mineraler och vatten för hög effektivitet.
  • Månens regolit är en bra källa när det gäller mineraler, såsom oxider, sulfider, fosfater och naturliga metaller som planeras att utvinnas med vår gruvrover.

Genom att månregoliten finns på månen skulle det alltså vara lätt att bygga baser lika snabbt efter astronauternas landning.

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

Månens regolit innehåller järn, aluminium och kisel och är en skyddande och absorberande strålning med hög reflektionsförmåga, vilket är anledningen till att vi väljer att använda den som vårt skyddande lager.

Det är också ett bra material för att skydda mot meteoriter, eftersom det fungerar som en barriär som står emot meteoriter och förhindrar skador som skulle kunna skada basen och utrustningen. Dessutom kan det absorbera effekterna av meteoriter, vilket skulle vara farligt för månens livsmiljö.

Dessutom ger den värmeisolering för basen och utrustningen på månens yta. Med hjälp av det lager som den utgör kan den absorbera och avge värme och den hjälper faktiskt till att reglera temperaturen.

När det gäller skydd mot eventuella faror har vi två sätt och en beredskapsplan som vi kommer att godkänna.

Först och främst kommer vi att använda ett tidigt varningssystem som kommer att upptäcka meteoriter som är på väg mot månen och basen. Beroende på meteoritens hastighet, storlek och den plats där den hittas kommer astronauterna att flytta sig beroende på omständigheterna, och därför har de två möjliga sätt:

Plan 1: Om meteoriten är tillräckligt liten för att inte skada vår bas, kommer astronauterna att evakueras från basen till skyddsrummet som kommer att ligga under vår bas så att det omfamnas av tjock månregolit som ger säkerhet. När faran har övergått kommer astronauterna att upptäcka skador som basen har tagit, och sedan kommer de att börja reparera basen via rovers.

Plan 2: Om meteoriten är stor och ligger nära vår bas kommer vi att aktivera vår nödplan som innebär att vi tar oss till vår Bravo-bas via rovers så fort som möjligt efter vår evakuering.

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

För att tillhandahålla vatten planerar vi att samla in isvatten runt de platser som täcks av skugga. För att undvika infektioner kommer det insamlade isvattnet att smältas och filtreras. Den sista produkten, filtrerat vatten, kommer att lagras i vattentankar för framtida behov. Dessutom kommer Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELISSA) att användas för att få rent vatten från daglig användning (urin, hygien etc.).

 

För att tillhandahålla livsmedelskällor kommer vi att använda jordlöst jordbruk (hydroponiskt jordbruk). I detta system, som garanterar produkter även under ogynnsamma jordbruksförhållanden, tillgodoses växternas behov av vatten och näringsämnen på ett kontrollerat sätt. I jordlöst jordbruk elimineras direkt risken för sjukdomar som härrör från jorden, behovet av extra arbetskraft minskar och fler produkter erhålls genom processen. En av de främsta fördelarna är att hydroponiska system endast använder 10% av det vatten som används i normalt jordbruk. Dessutom är det planerat att producera vissa kosttillskott som innehåller mycket protein, vitaminer och mineraler med hjälp av en viss typ av gröna alger som kallas "Chlorella" i vår biodome.

 

När det behövs kommer syret att tillföras via vätgaspaneler och biodome. Förutom att rena vatten med MELISSA planerar vi att omvandla Co2 till O2 med hjälp av mikroalger. Enligt vissa uppskattningar kan 1 kg alger producera mellan 1 och 2,5 kg syre. Med tanke på att en genomsnittlig människas dagliga förbrukning av syre är 0,75 kg, är denna metod ett anmärkningsvärt effektivt sätt att producera syre, även om det inte är det andra sättet som används just nu.

Som energikällor kommer vi att använda tre olika sätt: vätgaspaneler, fusionsreaktorer och den energi vi får genom att förbränna avfall. Detaljerade förklaringar av dessa metoder visas i avsnittet om externa tittare.

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

Vi planerar att hantera avfall på flera olika sätt:

Det första sättet att hantera dem är kompostering. Organiskt avfall på månen kan omvandlas till jord genom kompostering och den kan användas för växtodling och jordbruk.

Det andra sättet att hantera avfall är att förbränna det med syre. Under denna process förbränns organiskt avfall i avfallet och som ett resultat av denna process frigörs energi som planeras att användas som en resurs för vår bas förutom solvätepaneler och fusionsreaktorer. Å andra sidan, även om detta alternativ ger oss energi kan det också orsaka vissa nackdelar. För att förhindra dessa möjliga konsekvenser bör man vara uppmärksam på innehållet i de material som ska komposteras och de gaser som kan uppstå efter bearbetningen måste tas under kontroll på ett sätt som inte skadar atmosfären.

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

För att kunna kommunicera med andra baser används satelliter som arbetar i VHF-bandet i radiovågspektrumet. Satelliten, som är utformad för att tillhandahålla denna kommunikation, har en mastkonstruktion för att immobilisera satelliten på marken och minska förlusten av signalstyrka. Ovanpå denna struktur finns kroppsstrukturen, som innehåller den elektroniska kretsen och den rörliga parabolen, som också kommer att minska förlusten av signalstyrka genom att rikta parabolen mot en annan satellit.

För att kunna kommunicera med jorden planerade vi dessutom att använda satelliten i vår huvudbas för att kommunicera med en satellit som kretsar kring jorden. Den främsta anledningen till att vi valde en satellit som befinner sig utanför atmosfären för att tillhandahålla kommunikation är att förhindra eventuell signalförlust.

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.).

Många vetenskapliga studier genomförs i vår värld. Att föra över dessa studier till månen kan ge oss många fördelar. Vi tror också att vissa undersökningar kan göras på ett mer omfattande sätt på månen. Till exempel:

Astronomi: Månens avsaknad av atmosfär och låga ljusföroreningar gör den till en utmärkt plats för astronomiska observationer. Den tomma marken ger oss också möjlighet att bygga stora teleskop och laboratorier att arbeta med. Med våra högteknologiska teleskop kan vi observera stjärnor, galaxer och mycket mer med en klarare vy.

Geokemi: Denna vetenskapsgren ger oss chansen att på nära håll observera de kemiska processer som utgör månen och mineralerna i underjordiska resurser. Denna information kan utgöra källor för framtida forskning och experiment.

Testområde för framtida teknik: Med obebyggd mark och avsaknad av mänsklig aktivitet kan framtida projekt testas utan några allvarliga konsekvenser. Detta kan hjälpa oss att fritt experimentera med vår teknik och utveckla den snabbare med resultaten i åtanke.

Nya resursområden: Det är ett allmänt faktum att jordens resurser är begränsade, vilket leder oss till ett nytt problem: "Var kan vi hitta nya resurser att använda?". Det är här månens yta, som är rik på grundämnen och föreningar, kommer väl till pass. Vi kan samla in och lagra dessa resurser och använda dem i våra andra experiment eller behov.

Seismologi på månen: Lunar seismologi kan definieras som rörelser i marken, som månbävningar och rörelsehändelser på månens yta. Även om flera seismografiska mätsystem redan har installerats, har de fortfarande begränsningar och brist på information. Med lämpliga anläggningar och närmare undersökningar tror vi att mer kan hittas. Nya upptäckter kan leda till nya sätt att utvinna energi med hjälp av månbävningar

Och mer forskning kan göras.

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

Efter urvalet av astronauter kommer de att genomföra ett träningsprogram på minst tre till fyra år som det genomförs i ESA innan de går ut i rymden för första gången.

Som ett första steg kommer de att genomgå en grundutbildning som tar 12 månader. Under denna tid kommer astronauterna att lära sig alla rymdstationens system, transportfordon och principerna för robotoperationer. Dessutom kommer de att få lära sig hur man sätter upp ett månläger, använder vätgaspaneler eller har syre i en biodom etc. De kommer att få information om principerna för de system de kommer att behöva. De kommer också att vänja sig vid att leva utan gravitation och kontrollera sin kropp i en gravitationsfri miljö.

Efter grundutbildningen kommer de att ha en förberedande uppdragsutbildning där de kommer att lära sig mer och utveckla sina kunskaper om rymdstationens system och delta i specialutbildningar på flera platser som Houston i USA, Star City i Ryssland, JAXA:s Tsukubacenter i Japan och Saint-Hubert/Montreal i Kanada.

Efter dessa förberedande steg är astronauterna redo att tilldelas ett uppdrag, och utbildningen om det uppdrag de tilldelats börjar. Under denna process kommer de att tränas med sin besättning för att de ska vänja sig vid varandra. Dessutom får de lära sig sina ansvarsområden och hur man arbetar tillsammans. Dessutom kommer de att informeras om vad de ska göra i en nödsituation och om evakueringsplaner.

Efter ankomsten till rymdstationen eller månen kommer de att fortsätta sin utbildning genom direktkommunikation mellan jorden och videor. De kommer också att fortsätta lära sig hur robotar och rymdfarkoster fungerar genom att prova dem live och i simuleringar.

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.

Det finns 3 rovers som är utformade för att astronauter framgångsrikt ska kunna slutföra sina uppdrag på månen. De viktigaste uppgifterna för dessa rovers är konstruktion, borrning, lagring och transport av astronauter. Ett av de viktigaste elementen i designen var roverns hjul. Roverhjulen är inspirerade av mecanumhjulet och mars perseverance-roverhjulen. De viktigaste egenskaperna hos dessa hjul är att de är motståndskraftiga mot de svårigheter som kan uppstå på månens yta och underlättar transport. Specifikt för Mecanum-hjulen är att de kan röra sig på vilket sätt som helst. Samtidigt har inspirationen från Mars Perseverance Rover gjort att fordonet har en full 360 graders rotation. När det gäller transporten till och från jorden använde vi oss av gräshoppsbenens biomimik på månlandaren för att göra landningen enklare och starten snabbare.

Andra projekt: