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.

Xplorer

Tudor Vianus nationella högskola för datavetenskap  Bukarest-Distrikt 1    Rumänien 16   2 / 1 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivning

  • Xplorer är en månbas som är inriktad på vetenskaplig forskning och upptäckt av månresurser, som vi senare kan använda i våra experiment eller i det dagliga livet för astronauter som bor där, till exempel vatten i iskärnor som kan bli en energikälla och också håller astronauterna hydrerade.

  • På insidan kommer vi att försöka garantera astronauternas säkerhet och samtidigt skapa ett utrymme där de kan leva ett liv som är så likt det på jorden som möjligt. Basen kommer att delas in i separata områden för mat, arbete och vila. Matområdet kommer att vara ett växthus där de kommer att odla växter och senare äta dem.

  • På Xplorers månbas kommer energikällan till största delen att vara solpaneler, och förbindelsen med jorden kommer att ske med hjälp av ett radioteleskop.

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

Huvudsyftet med månlägret är att förstå månmiljön och utnyttja de resurser som finns där. Vi utesluter inte möjligheten att misslyckas, men vi förbereder allt för att stanna där så länge som möjligt och säkerställa alla förhållanden. För att utforska förhållandena på månen kommer vi att odla Arabidopsis-växter i växthuset, små växter som är en modell för genomanalys, och observera hur de växer. Vi kommer att skicka tre astronauter som kommer att arbeta i skift så att alla kan vila och få de bästa resultaten. När vi arbetar kommer det att finnas en astronaut på fältet och två på basen. Aktiviteterna kommer att organiseras så att varje besättningsmedlem efter några dagar byter sin uppgift mot en annan uppgift; på så sätt upprätthålls en balans i astronauternas livsstil och dessutom kommer olika resultat att uppnås som leder till mer exakta slutsatser.

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

Vi anser att Sydpolen är den perfekta platsen för vårt månläger, så vi beslutade att bygga det där, nära Shackletonkratern. Det finns många fördelar, bland annat den konstanta belysningen som hjälper till med elproduktionen från solpanelerna och även med forskningen och experimenten. En annan fördel är isavlagringarna från de skuggade kratrarna, som är en viktig vattenkälla. Temperaturen är också mer gynnsam här, eftersom den inte är för hög under dagen för att nå 100 ℃, inte för låg under natten för extremiteter som -150 ℃.

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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.

Designen är gjord både för att imponera, men också för att vara så användbar som möjligt för astronauterna. Det finns två våningar på Xplorer-lägret. Den första fungerar som ett tekniskt utrymme, där växthuset är placerat, tillsammans med ett utrymme för vattenelektrolys samt ett kök med rinnande vatten som matas från vattentanken. Den andra våningen innehåller arbets- och viloutrymmen, tillsammans med solpaneler, ett radioteleskop och en landningsplats för rymdfärjan.

Vi kommer att ha skyddande lager över basen: det yttre lagret kommer att vara 3,5 cm av volfram; volfram är ett material som vi vill använda i stället för bly på grund av dess lägre densitet, dess större motståndskraft vid högre temperatur och eftersom det inte är lika giftigt som bly; det skyddar mot strålning och även fragment av meteoriter. Det inre lagret kommer att användas för värmeisolering och vi har beslutat att använda kiselgelbaserad aerogel med kol, ett material som består av mer än 90% luft, vilket gör att det har en mycket låg densitet. Vi kommer att behöva ett mellanlager för att skydda basen och astronauterna bättre och detta lager kommer att vara ett 10 cm lager av aluminium. Det sista lagret som vi kommer att använda som mellanlager kommer också att bestå av månregolit. Vi ville använda lätta material så att de blir lättare att transportera, även om kostnaderna kommer att vara högre för de valda materialen än för andra.

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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

  • Det finns många faror på månen: strålning, temperatur, damm och stenfragment.

  • För att skydda oss mot månskräp och meteoriter kommer vi att täcka basen med ett lager av aluminium, även om risken för nedfallande damm och meteoriter är mindre vid polerna. Dessutom kommer det att finnas en radar som hjälper astronauterna att vidta åtgärder när de är på väg att träffas.

  • För strålningen och de kvarvarande fragmenten av stenar kommer vi att täcka basen med ett lager av månregolit.

  • Temperaturfluktuationerna kan påverka astronauternas aktivitet och även deras hälsa, därför krävs ytterligare ett lager. Ett lager av kiseldioxidaerogel kan värmeisolera vår bas och har mycket goda egenskaper.

  • Astronauterna kommer att stå i kontakt med sina kollegor på jorden om något skulle hända och de behöver hjälp.

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

💧 Vatten

🍴 Livsmedel

⚡ Kraft

🌬️ Luft

Astronauterna behöver vatten för att överleva och även för sina projekt på måncentret, så eftersom vattnet från jorden inte kommer att räcka till måste vi använda resurser från månen. Vi kommer att få vatten på två sätt: filtrering av månens iskärnor och från månens jord. Vi placerade lägret vid sydpolen, därför kommer det att finnas platser som är permanent skuggade runt basen, där vi kan utvinna isavlagringar och sedan filtrera dem efter att isen har smält.

Den förpackade dehydrerade maten som besättningen tar med sig från jorden kommer att räcka en tid, men det kommer inte att vara tillräckligt. Maten kommer att tillagas i mikrovågsugn och det kommer att finnas bevis för att maten finns kvar, för när någon äter något kommer de att skanna streckkoden på förpackningen i systemet. Vi funderade på att ha ett växthus där vi kan odla växter i månjord så att astronauterna har mat när de vill. Vi kommer att välja att odla tomater, gurkor och morötter på grund av deras enkla och snabba användning och deras vitaminer och även sötpotatis för deras vitaminer och proteiner.

Basen är försedd med ett system av solpaneler och eftersom det i det område där vi ska upprätta basen kommer att finnas konstant belysning, kommer detta att vara den huvudsakliga källan till elektricitet. Vi vill också få el från bränsleceller, men vi kommer att behöva mycket vatten, vilket är viktigt, så vi kommer att ha mindre energi som erhålls med denna metod och vi kommer att använda den på natten när ljuset är mindre.

För en längre vistelse krävs syre, så vad vi ska försöka göra är att omvandla månens regolit till syre. Hur ska vi göra det? Innan vi använder den elektrolytiska cellen kommer vi att lägga månregoliten i smält kalciumklorid, vilket resulterar i syre och metall, vi kan baka månregoliten med vätgas, vilket resulterar i syre och väte. Växterna släpper ut koldioxid, så ett luftfiltreringssystem kommer att monteras. Genom att värma månstenen kommer syrebubblor att ersätta koldioxiden. Om vi använder vattenelektrolys kommer vi att behöva mycket vatten, så vi föredrar att löda med månens regolit.

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

Allt på Xplorer-lägret kommer att återvinnas, så vi behöver inte oroa oss för avfallstyper som plast eller kartong. Badrumsavfallet å andra sidan kommer att brännas och placeras i soppåsar som läggs i behållare som inte tillåter luft att komma ut.

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

Kommunikationen med jorden har alltid varit viktig för alla astronauter, eftersom den utgör ett stort stöd i händelse av funktionsfel eller nödsituationer. Kommunikation är också det sätt på vilket astronauterna kan träffa sina familjer eller lägga upp videor på sig själva, som den där Neil Armstrong blir den första personen någonsin att gå på månens yta.
Därför har vi installerat ett radioteleskop som hjälper till att upprätthålla kommunikationen med jorden, genom att få tillgång till flera satelliter.

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.).

Några av de ämnen som vi skulle vilja utforska på Xplorer-lägret är biologi och geologi. Genom att utforska förhållandena på månen kommer vi å ena sidan att odla Arabidopsis-växter i växthuset, små växter som är en modell för genomanalys, och observera hur de växer. Å andra sidan skulle vi vilja observera månjorden närmare och ta reda på om den är till någon nytta. Bortsett från alla dessa studier är naturligtvis ett av våra huvudmål att hitta livsformer, inte bara på månen utan även på andra planeter. 

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

Vi tycker att astronauterna på Xplorer alltid ska vara förberedda, oavsett vad situationen kan bli. Så i vårt utbildningsprogram för astronauter skulle vi inkludera matematik, fysik, geologi, materialbearbetning, biologi och omloppsdynamik.
De bör också utbildas för nödsituationer, som högt eller lågt atmosfäriskt tryck, eller för obehagliga situationer, som mikrogravitation.
En av de viktigaste delarna av utbildningen är den formella, under vilken astronauterna lär sig att flyga och landa en rymdfärja, hur man använder alla system och hur man upptäcker funktionsfel.
Förutom den formella utbildningen bör besättningen ha en god fysisk och mental kondition och kunna arbeta under förhållanden med hög press.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm

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.

Den rymdfärja vi byggde kommer att vara det enda rymdfordon som astronauterna kommer att använda för att utforska olika platser på månens yta.
Vi har också funderat på att lägga till en rover, men beslutat att det inte skulle vara nödvändigt, eftersom astronautbesättningen inte har något behov av att förflytta sig i Xplorer-lägrets område.