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.
DOUKAS SKOLA Marousi-ATHENS Grekland 15 2 / 0 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360
Vårt uppdrag är att installera ett läger i en lavatub på månen i enlighet med FN:s månavtal. Lägrets namn är "PETRALONA" som är en av de äldsta grottorna i Europa som användes av förhistoriska människor.
Fas 1- FÖRBEREDELSER. Inledningsvis skulle en orbiter (möjligen Gateway) runt månen utgöra en bas för flera veckors resor med besättning till månens yta i en trycksatt rover för att detaljerade kartor över ytan och underytan skall kunna utarbetas. En robotsond kommer att utforska ingången, väggarna och tunneln i Marius Hills rör med avseende på lämplighet för mänsklig bosättning, förekomsten av is och för att utveckla logistiken.
Fas 2 - INSTÄLLNING AV BAS. Tre obemannade lastflygningar med raketen Ariane 6 och en bemannad med ESA:s återvinningsbara rymdfarkost ska förbereda lavatuben och upprätta primära system: hiss, trycksatta habitat, energi-, kommunikations- och livsförsörjningssystem.
Fas 3- Självförsörjande läger. In situ-tillverkning och montering av habitat och infrastrukturkonstruktioner. Livsuppehållande åtgärder och kraftgenerering på plats, regolitbrytning, syreutvinning, vattenproduktion, solpaneler och andra kraftverk, växthus och bränsleproduktion. En fjärrstyrd robotplantage för utvinning av is och flyktiga ämnen (N, H, C) kommer att etableras på Aristarchus-platån och en 300 km lång pipeline kommer att ansluta den till vårt läger.
Fas 4 - FÖRLÄNGNING AV BASEN. Tillverkning och reparation på plats. Utforskning av månen och experiment. Utforskning av rymden, stöd till resor till Mars och kommersiell verksamhet.
Etablera den första utomjordiska mänskliga bosättningen som ett första steg för att utvidga människans aktiviteter i solsystemet och särskilt som en mellanstation för resor till Mars. Den kommer att fungera som ett långsiktigt experiment för att studera permanent boende på en annan planet med ogynnsamma levnadsförhållanden långt från jorden. Det är ett fantastiskt tillfälle att prova ny teknik i verkliga situationer, logistiken för ett sådant försök, astronauternas medicinska och psykologiska problem. Månen utgör ett unikt vetenskapligt laboratorium för experiment inom fysik, kemi, biologi, geologi och sociologi som inte kan utföras på jorden, om jordens och månens uppkomst, vårt skydd mot rymdbaserade hot och för avancerade observationer av rymden med nya teleskop. Dessutom kommer utvinning av värdefulla månresurser (inklusive sällsynta jordartsmetaller, nya mineraler och helium-3), tillverkning av säljbara rymdprodukter och turism att föra tekniken framåt, främja ekonomisk tillväxt och skapa givande jobbmöjligheter.
I en lave tub i Marius Hills regionen med ett takfönster (58 × 49 m och 40 m djupt) och en taktjocklek på 20-25 m, vid koordinaterna 14,2°N, 303,3°E. En sådan livsmiljö skulle vara helt skyddad från strålning, extrema temperaturvariationer, meteoritbombardemang, statisk elektricitet och regolitdamm. Genom att undvika de extremt låga temperaturerna vid polerna kan man spara nästan 30% av den energi som behövs. Det är alltså möjligt att göra stora minskningar av vikt, komplexitet, specialprotokoll och avskärmning jämfört med livsmiljöer på ytan, utöka de vetenskapliga uppdragens mål och varaktighet, tillåta ett större antal besättningsmedlemmar (som arbetar under rutinförhållanden och förbättrad psykologi) och mer nyttolast att landas för vetenskapliga ändamål. Ekvatorn är den enklaste platsen för landning och konstant kommunikation med jorden, även om månnätter är en utmaning för kraften. Den mogna jorden i närheten av Maria är rik på metaller. Vatten (>500-700 ppm), N, H och C resurser som pyroklastiska avlagringar är betydande på Aristarchus platån. De senaste uppgifterna visar att det finns stora mängder vatten lagrat i glaspärlor från nedslag.
Under förberedelserna kommer markmaterial att transporteras, inklusive självutplacerande skyddsrum, enheter för produktion/återvinning av syre och vatten, mat för en månad, solpaneler och laddade batterier för nattperioden, luftslussmoduler, aluminium, kolfiber, gruvkran, två robotar, antenner, 3D-skrivare, rymddräkter, små mängder syre, kväve och väte.
Efter utjämningen av tunnelgolvet kommer det utvalda segmentet att avskärmas från ytan genom att takfönstret tätas och sedan blockeras underliggande lumen på båda sidor med lufttäta väggar. Fönsteröppningar på taket kommer att skärmas av med transparent keramik från aluminiumoxynitrid för naturlig belysning tillsammans med lampor som avger synligt och infrarött, UV-A och UV-B-ljus för att bättre efterlikna solljus. Ett trycksatt område fyllt med andningsbar luft på 1 atm kommer att skapas.
Permanenta livsmiljöer kommer att byggas med regolitavgjutningar och 3D-utskrifter med hjälp av månjord. Petralona-lägret består av ett centralt torn med en hiss för tunga laster och en för personal, som utgår från tunnelgolvet och expanderar genom det avskärmade takfönstret till månytan i en kupolstruktur som skyddas mot strålning av ett 2 meter tjockt regolittäcke och har keramiska fönster. Det är huvudingången för besättning och fordon genom en luftslussmodul. Rovers kan också lufttätt docka där. På ytan finns även uppskjutningsrampen, solplattor och ett skyddande skal med en raket för nödutrymning.
Bostäderna med en enkel och billig ortogonal design kommer att tillverkas av hållbara lättviktsmaterial, sammankopplade med varandra och med tornets bas parallell med marken genom luftslussmoduler. Dessa inkluderar ett gemensamt fritids- och aktivitetsområde, privata rum för varje person (eftersom behovet av personligt utrymme är av yttersta vikt), ett kontroll- och kommunikationscenter, laboratorier, medicinska inrättningar, växthus, byggnader för återvinningssystem, regolitbearbetning, elektrolysör, energilagring, underhållsgarage och lager.
En ramp från markytan till tunnelgolvet kommer att vara en alternativ tillfart. I tunneln utanför väggarna kommer bränsletankarna, kärnkraftverket och paleoregolitgruvorna att finnas.
På månens yta kommer damm, solvind och statisk elektricitet på hundratals volt, som i polära kratrar, tillsammans med extrema växlande temperaturer mellan 127 C och minus 173 C att slita på besättningens hälsa, elektroniska apparater, solpaneler och andra maskiner. Betydande operativa, tekniska och ekonomiska fördelar uppstår om en månbas byggs inuti ett lavarör. Vårt läger kommer att vara lufttätt skyddat från ytmiljön för att erbjuda beboeliga förhållanden inuti med stadiga milda temperaturer runt 17 Celsius jämfört med de vilt fluktuerande dag/natt-temperaturerna på månens yta. Dessutom kommer hela den interna utposten att fyllas med andningsbar luft som trycksätts till 1 atm och anslutas via rörledning till en region som är rik på vatten och flyktiga ämnen. Taket på den utvalda lavatunneln är nästan 25 meter och ger därmed ett absolut skydd mot mikrometeoroider, meteoriter och kosmisk strålning eftersom den konventionella strålningsskölden bara är delvis effektiv. Den är också säker mot månbävningar och har robusta egenskaper. Det stora utrymmet gör det möjligt att bygga ut basen stegvis genom att ansluta extra habitat via luftslussmoduler och i händelse av en skadad del kan den helt enkelt isoleras från resten genom att stänga de gemensamma luckorna. Dessutom gör närheten till jorden vid ekvatorn att kommunikationen med jorden är obehindrad, vilket skyddar besättningen från alla nödsituationer, särskilt medicinska nödsituationer som kräver omedelbar robotkirurgi som fjärrstyrs från ett specialiserat team på jorden. Tack vare den skyddade miljön och den maximala värmeisoleringen minskar energibehovet, det blir lättare att producera mat genom experimentellt jordbruk och regolitodling, och behoven av vatten, luft och energi blir mindre och mer ekonomiska. Att arbeta i bekväma, hälsosamma, stora livsmiljöer utan tunga rymddräkter gör vardagen närmare den på jorden och uppgraderar deras psykologi och säkerhet.
VATTEN
Sammanfoga väte (från månens regolit, som ständigt tillförs 40-50 ppm av solvinden eller som samlas in från landarnas bränsleceller efter varje landning) och syre
Vatten från solvinden lagrat i glaspärlor över hela månens yta (7 × 1014 kg).
Pyroklastiska avlagringar av vatten från den närliggande Aristarchus-platån (>500-700 ppm)
Is blandad med jord i permanent skuggade områden eller i lavatubens paleoregolit
Efter kombinationen av väte med besättningens utandade CO2 eller med det som erhålls från månens kylfällor (4H2 + CO2 → 2H2O + CH4, Sabatierreaktion)
Genom ett strikt återvinningssystem
AIR
Produktionsanläggningar för andningsbar luft (20% O2 och 80% Nitrogen) skapar syre
från vatten med hjälp av elektrolys
från växter i växthuset genom fotosyntes
från månens regolit (som oxider 40-45% syre i vikt) genom reduktion av regolit med pyrolys (2FeTiO3+2H2 →2Fe+2TiO2+2H2+O2) eller genom en elektrolytisk process med smält salt.
Kväve kan utvinnas ur mare-basalten efter upphettning tillsammans med H2 och CO och återvinnas genom återvinningssystem.
MAT
Snabbväxande växter som grönkål, sötpotatis, vete, sallad, gurkor, tomater, sojabönor, quinoa, rädisor, krasse, svampar och potatis kan odlas hydroponiskt i det LED-belysta växthuset.
Ett vattenbruk med arter med blygsamma syrebehov, låg koldioxidproduktion, kort kläckningstid och minimalt energibehov (5 till 20 gånger lägre än för däggdjur) som havsabborre och mager vars ägg kommer att skickas från jorden. Musslor och räkor är dock överlägsna lösningar när det gäller utrymme och kaloriintag per massa.
Uppfödning av fjäderfä - ägg
Köttproduktion med hjälp av genteknik i in vitro-cellkulturer
KRAFT
Ett 40KW kärnklyvningssystem
Solenergi. Den långa natten kan bemötas genom att bygga solcellsanläggningar på spridda platser, så att minst en av dem alltid är i dagsljus eller ett kraftverk där det finns konstant eller nästan konstant solljus. Lasrar kommer att stråla energi från solbelysta områden till skuggade områden. Eller lagra energi under de 15 dagar då det finns solljus.
Solcellsdrivna elektrolysörer delar upp vatten i syre och väte för att bilda drivmedel eller återförenas i regenerativa bränsleceller som lagrad energi.
Metan från Sabatier-reaktion och från pyrolys av plastskräp och besättningsavfall med syre på plats.
Icke återanvändbara föremål tillverkas av fotokemiskt nedbrytbara material efter exponering för solens UV-strålning, medan små bitar av skräp bearbetas i en förbränningsugn under användning av syre vilket drastiskt minskar avfallsvolymen. Alla rester kan begravas i en krater nära basen eller i ett lavarör med förseglad ingång och användas som deponi.
Förpackat avfall kan sprängas bort från månen, t.ex. i riktning mot solen (särskilt för giftigt eller radioaktivt avfall) eller in i jordens atmosfär för en planerad destruktiv återinträde över ett obebott område.
Vid bioregenerativ livsuppehållande behandling omvandlar växter och bakterier allt oätligt matavfall, mänskliga exkrementer och annat biologiskt avfall till någon form av gödningsmedel. Hygienvatten, okänslig svett, toalettspolning blandat med fekalier och urin återvinns med ultrafiltrering till vatten för att hällas i växthuset. Hyttens utandade koldioxid i kombination med väte återvinner vatten och producerar metan (Sabatier-reaktion).
På månen behöver radiovågsantenner alltid direkt synkontakt. Satelliter i omloppsbana runt månen gör det lättare och de samarbetar också för GPS-navigeringssystemet. Avancerade system som använder Klystrons på ekvatorns närsida kommer att vara i ständig kommunikation med jordens system av markstationer, inklusive Deep Space Antennas. Lång-
Fjärrkommunikation med rovers eller andra läger sker också via satelliter, medan kortkommunikation sker med små dipolantenner som kan sända upp till tio kilometer. Basens interna kommunikation kan ske via Ethernet-kablar.
LTE/4G- eller 5G-teknik kommer att testas för kommunikation på månytan eftersom månlandskapet i allmänhet är en öppen terräng och elektromagnetiska vågor sprids även utan atmosfär.
Laserbaserad optisk kommunikation mellan jorden och månen eller mellan satelliter kommer att upprättas med hjälp av optiska teleskop som strålexpanderare, vilket möjliggör överföring av mer data på kortare tid, till exempel 4k-videoöverföringar eller tidskänslig robotkirurgi som fjärrstyrs från jorden.
TOPICS:
Astronomi, rymdvetenskap, biologi, bioteknik, seismologi, vulkanologi, ingenjörsvetenskap, robotik, datavetenskap, sociologi
EXPERIMENT:
Teleskop integrerade med avancerade prognosalgoritmer med hög komplexitet för tidig upptäckt av asteroidkollisioner med jorden.
Radioteleskop som använder den bortre sidan som stabil plattform för att studera strålning från det tidiga universum, skyddat från markbundna radiostrålningar och andra atmosfäriska störningar (t.ex. moln, månsken, luftfuktighet).
Lågtempererade vätskespegelteleskop på båda polerna observerar, utan termisk bakgrund, universum i det infraröda området för att studera universums ursprung, utveckling och egenskaper.
Astropartiklarnas fysik (t.ex. högenerginätrinos, antipartiklar etc.)
Lunar laser ranging testar allmän relativitetsteori och söker den mörka materiens natur.
Provtagning av månens gamla kratrar för att studera hur systemet mellan månen och jorden bildades
Användning av sol och vind för energiproduktion
Använda statisk elektricitet i polarkratrarna som energibanker
Fjärrstyrd robotkirurgi i mikrogravitation för akuta situationer, med omedelbar respons i realtid från ett medicinskt center på jorden och överföring av stora datamängder
Ultralätta material för rymdtillämpningar
Materialbeteende och mekanismer i extrema miljöer, låg gravitation och i miljöer med mycket elektrostatiskt damm
Avancerad robotteknik för avkänning, rörlighet och manipulation i extrema miljöer samt automatiserad och autonom detektering, kalibrering och reparation.
Tillverkning i rymden och autonom montering av strukturer och rymdfarkoster
Elektrostatisk levitation med jonkällor i jon-vätska
Utveckling av jonmotorer på flera megawatt och antimateriaframdrivning för Mars
Producera kött i ett laboratorium med hjälp av vitro-cellkulturer som härrör från animaliska proteiner.
Seismologi, vulkanologi i lavatuber
Skadebeständiga och självläkande material
Regolitprocesstekniker för utvinning av syre, vatten och andra element
Biosignaturer av utomjordiskt liv, särskilt i lavatuber
Experimentdesign för att skapa data som är redo för AI/ML för kvantifiering av osäkerhet mot missvisande korrelationer, som lösningsguide för interplanetära resor och nya upptäckarutrymmen.
Hur mikrogravitation påverkar vävnadstillväxt och sårläkning
Produktion av syntetiskt blod och syntetisk hud
Testning av tekniker för hög avskärmning för att eliminera värme- eller luftförluster och flyktiga förluster under utgrävningen
Alla besättningsmedlemmar, huvud- och reservbesättningar, som valts ut för Moon camp kommer att träna tillsammans, eftersom de både måste lära känna varandra och lära sig att arbeta tillsammans effektivt och i enlighet med de roller och ansvarsområden som de tilldelats. Alla nya astronautkandidater, som har olika yrkesbakgrund och expertis, måste nå en gemensam minimikunskapsbas. De måste lära sig medicin, språk, robotteknik och lotsning, rymdfart och rymdsystemteknik, rymdsystemens organisation, jordbruk och avancerad datavetenskap.
De kommer att tränas i miljöer med avsaknad av gravitation, medan de bär sin rymddräkt, för att vara redo för månvandring.
De kommer att arbeta med tekniska discipliner som elektroteknik, aerodynamik, framdrivning, banmekanik, material och strukturer, och dessutom introduceras till vetenskapliga discipliner som forskning under mikrogravitation (inom mänsklig fysiologi, biologi och materialvetenskap), jordobservation, astronomi och rymdrätt samt mellanstatliga avtal om det världsomspännande samarbetet i rymden.
De bör instrueras att leva, arbeta och utföra vetenskapliga experiment i den extrema miljön på månen genom detaljerade praktiska och förstärkta virtual reality-översikter av alla lägersystem (t.ex. habitatstruktur och design, utgrävningsplatser, vägledning navigering och kontroll, termisk kontroll, elektrisk kraftgenerering och distribution, ledning och spårning, livsuppehållande system, generiska robotoperationer, rendezvous och dockning, system för extra-vehicular aktiviteter, nyttolastsystem) samt på de viktigaste systemen i de rymdfarkoster och rovers som betjänar lägret. Astronauter som förbereder sig för att utforska lavatuber skulle behöva träning i att korsa vertikalt utvecklade miljöer och grottutforskning med ojämn terräng, vassa stenar och stenras, medan promenader på månen åtföljs av dammuppvirvling och elektrifiering.
Utbildningen omfattar även utbildning i att hantera avvikande situationer, felanalys och återställnings-/reparationsverksamhet. Dessa uppdrag är inte helt oberoende utan närvaro av robotar. Detta öppnar upp en ny väg mot interaktion mellan människa och robot.
RESOR TILL OCH FRÅN JORDEN
Återanvändbar landare för vertikal landning för besättningen och för dockning till ISS
Obemannad fraktraket
Återvinningsbar landare
Förbered raketen för nödevakuering.
Icke-raketbaserad transport mellan jord och måne med hjälp av en kabel tillverkad av kolnanorör
FORDON PÅ MÅNEN
Trycksatta rovers som dockar till basen eller till en annan Rover.
Terränggående traktorer med bulldozerblad som kan monteras framtill, med antingen vattentank eller last- eller avfallslåda, och med robotarm utrustad med grävmaskin/skopa.
Teleopererad kran för tunga lyft,
Teleopererat borr- och regolitutgrävningsfordon.
Järnvägsspår med magnetisk levitation
Trycksatta linbanor som kan docka till basen.
UTFORSKNING AV MÅNEN
Utforskningsfarkost för flera uppdrag med autonoma livsuppehållande system för 4-8 astronauter och en räckvidd på 200 km, oberoende telekommunikation med jorden, en drönare ombord, syre- och vattenåtervinningskapacitet som ökar livsuppehållandet med upp till 14 dagar, en solpanel och RFC. Kan även användas som tillflyktsort tills hjälp anländer från jorden.
Teleopererade DRONES, med framdrivning av väteperoxid eller CO2-gasstrålar eller elektrostatisk levitation med en jonpropeller
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 