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.

Aflower

Colegiul Național "Mihai Eminescu"  Suceava-Suceava    Rumänien 17   3 / 1 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivning

Månen är av stort intresse för forskare på grund av dess potential att tillhandahålla sällsynta jordartsmetaller, dess inverkan på levande organismer och dess geologi. Vårt mål är att ge en översikt över en månbas som är utformad för att rymma åtta astronauter och fungera som ett kommersiellt nav för REE.

Anläggningen består av tre våningar. På bottenvåningen och mellanvåningen finns entré, luftsluss, sjukstuga, två sovrum med var sitt badrum och ett pannrum. Köket och relaxavdelningen ligger på mellanvåningen. Kommandocentralen och laboratoriet är belägna under jord, med en hiss som används för att hämta prover från utsidan. Den övre hallen, som täcks av en kupol med växter, har akvaponiska odlingar, medan den nedre hallen och kommandocentralen har odlingar med LED-ljus. 

Ett lager i anslutning till basen kommer att användas för att lagra tackorna innan de skickas till jorden, med en parkeringsplats för fordon inbyggd, maskiner som kommer att finnas på botten av kratern. En kärnreaktor står för det mesta av energin. Denna bosättning är utformad för att stödja forskning om månens effekter på levande organismer och dess geologi, samtidigt som den också ska vara ett kommersiellt nav för sällsynta jordartsmetaller.

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

En bosättning på månen skulle inte bara innebära en enorm vetenskaplig bedrift för mänskligheten, utan också vara ett steg framåt för framtida rymduppdrag. Dessutom kommer en industrialisering av månen att få betydande ekonomiska konsekvenser.

Att etablera en bosättning på månen skulle inte bara vara en betydande vetenskaplig framgång, utan skulle också utgöra ett avgörande steg framåt för framtida rymduppdrag. Förutom den vetenskapliga potentialen skulle en industrialisering av månen få betydande ekonomiska konsekvenser. Därför skulle det primära syftet med den föreslagna bosättningen vara kommersiellt, med fokus på utvinning, raffinering och kommersialisering av sällsynta jordartsmetaller, inklusive cerium, yttrium, neodym, dysprosium, lantan, europium, scandium, praseodym, terbium, gadolinium, erbium och ytterbium. Målet är att etablera månen som en annan primär leverantör för industrier som smartphones, elfordon och vindkraftverk, som är beroende av dessa sällsynta jordartsmetaller, eftersom jordens förråd snabbt minskar. Ett sekundärt mål med bosättningen skulle vara att undersöka månytan, månens geologi, månens miljö och månens effekter på växter, fiskar och de astronauter som bor där.

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

Shackleton-kratern vid månens sydpol har identifierats som en lämplig plats för ett månläger på grund av de stora mängderna vatten och flyktiga ämnen som finns där. Den permanenta belysningen av kraterkanten gör det möjligt att utnyttja solenergi för att generera elektricitet, medan de permanent skuggade områdena kan användas för att utvinna is för produktion av vatten och syre.

Dessutom ligger Shackleton-kratern i Aitken-bassängen, som är en av de mest omfattande kollisionsformationerna i solsystemet. Undersökningen av denna bassäng har potential att ge värdefulla insikter i månens geologiska sammansättning. Dessutom skulle studier av månens geologi kunna ge viktig information om planeternas bildning, solsystemets historia och utvecklingen av jord-måne-systemet. Shackletonkratern utgör därför en möjlighet för både vetenskaplig forskning och inrättandet av ett månläger.

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.

Vi kommer att skicka upp raketer i fem faser. Den första fasen kommer att innehålla robotar som ska plana ut platsen och börja gräva under jord för att förbereda basens nedre våning. De kommer också att börja utvinna is och syre från regoliten i industriområdet och deponera dem för astronauternas ankomst. Nästa fas kommer att omfatta väggarna och basens struktur, inklusive kupolstrukturen. Vi kommer att tillverka dem med hjälp av en vikmetod så att robotarna själva kan montera upp bosättningen på kort tid. Den tredje och fjärde fasen kommer att omfatta vattenledningar, elektronik, 3D-skrivare, som vi kommer att använda för att skapa möbler och inventarier, frön och fiskägg som vi kommer att kläcka på månen men också vissa reserver av mat tills odlingarna når en effektiv takt. Slutligen, när basen har byggts upp och alla verktyg fungerar, kommer vi att skicka iväg de åtta astronauterna. Vår bosättning har en rund form med en stark central punkt och en trappa i mitten. Vi valde detta tillvägagångssätt eftersom det ger oss enkel och snabb tillgång till alla rum och ger oss ett enklare sätt att placera sovsalar och faciliteter. Basen är uppdelad på tre nivåer där de två övre får direkt solljus för sovsalar och gårdar och den senare är en säker underjordisk plats där teamet kan ha möten med en nödutgång.

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

För att motverka strålningen på månen byggde vi våra ytterväggar med sex lager i ordningen från exteriör: regolit, aluminium, RCC, hålrum, RCC, installationsskikt, aerogel och aluminium till interiör. Tillsammans med den strålningsresistenta glaskupolen täckt med hängande växter och gårdarna runt basen kommer dessa att skapa en fuktig och konstant miljö. För vår huvudentré i basen har vi utformat två rum, ett där astronauterna tar av sig sina dräkter och nästa för desinfektion. Även hissen som används för att föra in material och andra ämnen från utsidan till forskningslaboratoriet har ett integrerat desinfektionssystem. Dessa två åtgärder kommer att säkerställa att vår bosättning eller månens yta inte förorenas. Vår kärnreaktor är marginaliserad från de andra anläggningarna och i händelse av ett fel kommer inte bostadsområdet eller andra anläggningar att påverkas. Dörrarna är gjorda för att helt isolera rummet och i kommandocentralen designade vi en tunnel som leder ut eftersom det är det viktigaste rummet eftersom de flesta möten sker här. Det är också därför vi placerade den under jord, för om en meteor skulle slå ner på vår bas kommer kommandocentralen troligen inte att skadas och kan fungera som en flyktväg för besättningen. I händelse av en nödsituation vidtog vi försiktighetsåtgärder och gjorde lagringstankar för kallt och varmt vatten, syre och vi har ett förvaringsrum för litiumbatterier som kommer att försörjas av kärnreaktorn och solpanelerna.

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

Vår huvudsakliga källa till syre och vatten är regolitbrytning. Från industriområdet, där regoliten utvinns och is och syre produceras, kommer rör att leda den smälta isen till lägret för att renas och syret till laboratoriet. För åtta astronauter kommer vi att behöva cirka 1210 liter vatten och 4400 liter syre dagligen för deras behov och uppgifter.

Vår sekundära källa till syre är de akvaponiska odlingarna i den övre huvudhallen och relaxavdelningen där en genetiskt modifierad peppar kommer att fungera som matkälla för astronauterna och de hängande odlingarna som täcker kupolen med Chain of Hearts kommer att hjälpa till med syret. I bassängerna kommer dessutom cirka 40 kg chlorella att växa och producera syre. Tillsammans kommer de att producera cirka 500 liter syre dagligen och hjälpa till att filtrera CO2. Eftersom vi inte har direkt solljus på nedre botten kommer vi att ha mindre odlingar med LED-lampor som kommer att bidra till vår mat- och syreproduktion. I bassängerna kommer vi också att odla röding, eftersom den tål iskallt vatten och är lätt att odla, och den kommer inte bara att vara en proteinkälla för astronauterna utan också gynna chlorella- och pepparodlingarna med sitt näringsrika vatten från vattenbruket.

Eftersom vi har ett industriområde kommer vi att behöva en stor mängd energi och vi valde att använda en kärnreaktor. Det är inte vår enda energikälla eftersom vi har täckt taken på basen med solpaneler för att dra full nytta av vårt geografiska läge. Energin kommer att lagras i batterier så att vi kan hålla vår effektivitet på samma nivå under natten eller i nödfall.

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

Avloppsvattnet från astronauterna och gårdarna kommer att samlas upp i en avloppstank under köket och sedan fortsätta till avloppstanken för förrening i laboratoriet där reningsprocessen kommer att äga rum. Vi valde att använda omvänd vattenosmos och en anordning som förbinder spillvattentanken i laboratoriet med en annan tank för rent vatten. Tre andra tankar är seriekopplade till huvudtanken för filtrerat vatten, och var och en av dem har en ventil för nödfall. Från den centrala tanken kommer rören att starta om vattenkretsen. Annat avloppsvatten eller avfall som vi inte kunde rena kommer att matas som kompost till bollpepparodlingarna. Eftersom vi har algpooler och annan växtlighet runt hela basen kommer luften att återvinnas till syre och skapa en naturlig miljö.

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

För att hålla kontakten med jorden och andra bosättningar kommer vi att ha satelliter som kretsar runt månen och sänder värdefull information. Ett av de största och viktigaste områdena på vår bas är också kommandocentralen. Där kommer astronauterna att ha möten ibland och använda sig av användbar utrustning som bärbara datorer, en topografisk karta över Shackletonkratern och en storbildsskärm som används för att visa olika planer och ha videomöten med teamet på jorden. Dessutom har vi utformat ett schema för våra astronauter så att det alltid finns en person som arbetar i kommandocentralen, som är alert hela tiden och som är beredd att svara i händelse av nödsituationer eller plötsliga samtal.

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.).

Vi kommer att vilja analysera regolit i en idealisk miljö och studera månens geologi för att ta reda på mer om dess tidiga historia. Vi kommer också att vilja undersöka hur växter och fiskar reagerar på att vistas på månen. I laboratoriet kommer vi att göra experiment för att se hur låg gravitation påverkar levande varelser. Vi kommer också att vilja ta reda på vad strålning gör med växter och fiskar. Dessutom vill vi undersöka hur människokroppen reagerar på strålningen på månen och ta reda på det.

Eftersom vår utpost ligger i den största och äldsta formationen på månen, Aitken Basin, kommer en del av vår forskning att inriktas på provtagning och analys av stenar som hittats där, vilket kommer att hjälpa oss att lära oss mer om månens sammansättning och dess bildning.

Dessutom kommer vi inte bara att använda odlingar för att tillhandahålla mat/syre, utan också för att analysera växternas beteende i månmiljön. Vi kommer att titta på de förändringar som sker på grund av mikrogravitation och simulerade artificiella miljöer för deras tillväxt, vi kommer också att testa olika tekniker för att odla dem, använda olika parametrar i deras tillväxt för att hitta de optimala metoderna.

Vi kommer också att titta på reaktionerna hos levande organismer, särskilt fiskar i akvaponiska odlingar. Vårt mål är att upptäcka eventuella förändringar i deras beteende och organism.

Dessutom fokuserar vår forskning på månmiljöns inverkan på astronauter, hur deras hälsa påverkas, både fysiskt och psykiskt, och på metoder för att övervinna dessa influenser.

Vi vill lära oss så mycket som möjligt om månen och hur dess miljö påverkar oss, och hur vi kan anpassa oss så att vi kan förbättra våra metoder i framtida rymduppdrag.

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

Innan astronauterna skickas till månen måste de genomgå ett intensivt träningsprogram som utvecklar olika färdigheter. Träningen måste vara både fysiskt och mentalt krävande för att säkerställa att astronauterna kan hantera den tuffa miljön i rymden och på månen. Grunden i utbildningsprogrammet kommer att handla om rymdfart och rymdfarkostsystem och kommer att ge astronauterna kunskap om dess system som navigering, framdrivning, kommunikation och livsuppehållande system.

Eftersom månen inte har någon atmosfär måste astronauterna tränas i att arbeta i rymddräkter i en vakuummiljö. Denna del av utbildningen kommer att omfatta manövrering och användning av verktyg i en rymddräkt, hur man använder och underhåller dräkterna samt hur man hanterar eventuella läckor eller revor som kan uppstå. Ett av våra huvudmål är att undersöka månens geologi och hur de levande varelserna reagerar på månmiljön, så astronauterna måste lära sig om månens geologiska egenskaper, hur man tar prover från månen och även från fiskar, växter och människor och gör experiment på dem. De kommer att behöva utveckla sina kunskaper i biologi, kemi, genetik och geologi. Isoleringen under ett rymduppdrag kan vara mentalt utmanande och besättningen måste genomgå psykologisk träning för att utveckla copingmekanismer och stresshanteringstekniker. De kommer också att behöva vara i god fysisk form för att klara av de påfrestningar som en rymdfärd innebär. Astronauterna kommer att behöva lära sig att arbeta tillsammans som ett team under uppdraget och eftersom det kommer att finnas människor från olika länder, behövs ett teamwork och kulturell utbildning för att uppdraget ska bli framgångsrikt.

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.

Vi kommer att ha 4 robotar som kommer att hjälpa astronauterna: 

Lastbilen kommer att användas för att transportera tackor mellan industriområdet och lagret där vi kommer att deponera dem innan de skickas till jorden;
Underhållsrobot;
Rovern kommer att göra det möjligt för astronauterna att resa långa sträckor på kort tid för att kontrollera utrustningen, andra robotar och de externa anläggningarna;
Gruvroboten smular sönder malmerna, regoliten och isen och leder dem sedan in i ett rum där värmen ökas till exakt 100 grader Celsius så att vattnet går genom en sil och resten av massan fortsätter in i en separator med magneter som sorterar metallerna i olika behållare.

I framtiden kan vår bas expandera genom att ha fler gruvrobotar, fler lastbilar och större lagerutrymmen för att skicka sällsynta jordartsmetaller oftare till jorden och därmed öka bosättningens effektivitet.

Andra projekt: