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.
Kingston Academy Kingston upon Thames-Surrey Storbritannien 17, 16 6 / 1 Engelska
Programvara för 3D-design: Blender
Detta projekt syftar till att testa en självförsörjande bas för 6 astronauter. De viktigaste experimenten i detta uppdrag är undersökningen av solvindens effekter på månytan samt odling av genetiskt modifierade grödor som odlats för extrema livsmiljöer. Vår forskning har inkluderat nyligen publicerade vetenskapliga tidskrifter som utforskar nuvarande och förväntad utveckling inom avancerad robotteknik, In Situ Resource Utilisation (ISRU) och materialvetenskap. Vår bas kommer att fungera som en språngbräda mot framtida forskning och planerade uppdrag på både mån- och marsytan i linje med ESA:s och NASA:s mål att skicka tillbaka människor till månen och Mars inom en snar framtid. Vår bas kommer främst att fokusera på forskningsmål, men det finns utrymme för kommersiella projekt som utvinning av sällsynta jordartsmetaller som kan exporteras till jorden med vinst, vilket skapar en hållbar månekonomi för att uppmuntra framtida investeringar i forskning på månen.
Det centrala syftet med basen är helt enkelt att fungera som ett proof-of-concept för skapandet av en självförsörjande bas som skulle kunna användas på en annan himlakropp i framtiden.
Eftersom månens helt obefintliga atmosfär ligger mycket nära den låga atmosfären på planeter som Mars - ca ≈0,02 kg/m3 vilket är nästan försumbart - kommer vi också att undersöka effekterna av solvinden. Genom Solar Wind iOn Reading Device (eller SWORD) kommer vi att övervaka mönster av solvindskollisioner mot månen, så att vi kan granska effekterna av solvind som kan vara nödvändiga att känna till för framtida projekt på andra himlakroppar.
SWORD är konstruerad utifrån "Solar Orbiting Heliospheric imager", eller "SoloHi". Den använder sex separata interna sensorer för att observera solaktivitet och utsläpp, och ett par sensorer som mäter plasma och magnetfält.
Basen kommer att byggas på kanten av Amundsenkratern. Den kommer att ligga på en mycket mindre krater, som ligger direkt bredvid Amundsen-kratern.
3D-designen av basen använder en värmekarta över denna namnlösa krater, som är skalenlig.
Koordinaterna för denna krater är 84,5°S 82,8°E.
Poängen med att använda en mindre krater är att vi ska kunna bygga flera lager av upphöjningar under marken med mycket mindre ansträngning.
Enligt NASA:s och ESA:s bildskanningar av månen har vatten (i form av månis) hittats i och runt kratern. Enligt NASA-rapporter har det dessutom konstaterats att platsen nästan helt konstant exponeras för infallande solljus.
Vår bas kommer att börja byggas som ett obemannat uppdrag - innan astronauterna landar. Med hjälp av robotteknik som styrs från ESA kommer vi att bygga en grundläggande ram som kommer att fungera som tillfälligt boende för astronauterna innan basen är helt färdigbyggd.
Efter denna inledande byggfas kommer astronauterna att bo i detta grundläggande ramverk medan vi 3D-printar delar för att fortsätta bygga rummen både manuellt och med hjälp av robotar. En utmaning i detta är att bygga basens underjordiska områden, vilket kommer att kräva ett omfattande grävningsarbete. Detta kommer att grävas in i sidan av kratern.
Basens väggar kommer att byggas i ett system med tre lager, och vi kommer att använda tre material för detta:
1) Det innersta lagret är ett lager av polyvinylidenfluorid - en icke-reaktiv, termiskt stabil termoplast. Trots sin styrka är plasten mycket lätt, och därför kan stora mängder överföras på en gång utan att det medför betydande extrakostnader för rymdfärden.
2) Mellanlagret skulle bestå av ett relativt tunt kolfiber- och kiselgitter som är mycket lätt och otroligt formbart, vilket gör det till ett användbart material med hög användbarhet. Eftersom det är ett lätt och tunt material är det mycket utrymmeseffektivt för transport i bulk.
3) Det yttersta lagret skulle byggas med 3D-utskriven månregolit som samlas in från ytan av Talaria-drönare. Vi kan blanda detta på samma sätt som betong för att skapa ett regolitbetonglager som täcker utsidan av basen.
För att skydda astronauterna från fysiska stötar kommer vi att använda två specifika material i vår design: Ett tunt men flexibelt gitter av kolfiber och kisel kommer att läggas mellan väggarna för att skydda mot fysiska stötar. Kolfiberns flexibla natur ger den en dämpande effekt - vilket avsevärt ökar nedslagstiden för en mikrometeorit och därmed avsevärt minskar den kraft som utövas. Detta minskar risken för att en mikrometeorit slår igenom ett rum. Dessutom är kolfibernätet ledande och kan därför användas som en sensor för att upptäcka eventuella skador på basen. Eftersom en stor del av basen ligger under markytan har den också ett naturligt skydd mot marken ovanför.
När det gäller intrång i ett rum är basens ventilationssystem utformat så att det automatiskt stänger ett rum när sensorerna som är invävda i kolfibernätet utlöses. Detta innebär att ett rum som utsatts för intrång inte kommer att förlora syre och att basens syretillförsel förblir stabil. Dessutom kommer den miniatyriserade fotobioreaktorn som finns i de flesta rum att tillhandahålla reservsyre om ventilationssystemet skulle fallera.
För att skydda mot UV-strålning är basens innerväggar tillverkade av den UV-beständiga plasten polyvinylidenfluorid. Denna plast är både otroligt stark (den slits med ca 0,3% under 5 års konstant användning) och UV-beständig, vilket förhindrar att astronauterna drabbas av den skadliga genomträngande UV-strålningen.
Vatten
Vatten kommer att användas i ett slutet system. Med hjälp av algodlingarna och små mängder kemiska behandlingar kommer vi ständigt att rena vattnet för att hålla det drickbart. Ytterligare vatten till förråden kommer att hämtas från månens is, som vi kan smälta ner för att utvinna vatten ur. Vattnet måste göras drickbart genom att filtrera bort skadlig månregolit, som kan finnas instängd i isen.
Livsmedel
Livsmedel kommer inledningsvis att användas från de lager av torkad mat som kommer att följa med astronauterna. Detta kommer att ge dem en frist innan självförsörjningen sätter igång. När jordbruket väl är igång och skördarna börjar komma in kommer den största delen av maten att komma från odling av GM-grödan och fisken från det akvaponiska systemet. Odlingen kommer att använda det akvaponiska systemet, där fisk och växter arbetar i symbios, växterna renar fiskens vatten och fisken tillhandahåller CO2. Det finns ytterligare lite torkad mat som backup.
Luft
Syret i basen kommer från algodlingen. Algerna - Chlorella Vulgaris - kommer att konsumera den Co2 som pumpas genom odlingen och använda den för fotosyntes, vilket frigör syre. Överflödigt syre lagras i tankarna, som fylls med syre som kan användas i en nödsituation.
Förhållanden som luftfuktighet och tryck övervakas noggrant och kan justeras manuellt.
Kraft:
Solpaneler skulle omvandla solljus till elektricitet, medan solvärmeteknik skulle kunna användas för att värma vatten eller andra vätskor för olika ändamål, t.ex. för att generera ånga för elektricitet eller ge värme till livsmiljöer. Genom att utnyttja dessa förnybara energikällor kan vi minska behovet av kostsamma och otillförlitliga alternativ, som fossila bränslen eller kärnkraft, och främja en mer hållbar framtid för utforskning och bosättning på månen.
Fast avfall transporteras via rörsystemet till gårdsbyggnaden. I gårdsbyggnaden kommer coprophagous maskar att äta fast avfall, som sedan kan användas vid tillverkningen av biobetong. Allt fast avfall kommer att passera genom detta system, så det finns inget behov av någon annan form av avfallshantering. Men vi kan också använda det fasta avfallet för att gödsla gårdarna när det är nödvändigt. Maskarna kan också användas för att mata fiskarna i det akvaponiska systemet.
Flytande avfall kommer att ledas genom algodlingen. När det flytande avfallet passerar genom algrören kommer algerna att avlägsna allt kvävehaltigt avfall från det, inklusive skadliga ämnen som ammoniak. Vattnet behandlas sedan kemiskt så att det blir drickbart innan det leds tillbaka till avloppssystemet.
Radiovågor har varit den primära metoden för kommunikation mellan astronauter på månen och ESA:s uppdragskontroll. Radiovågor är elektromagnetiska vågor - de kan färdas genom vakuum, en egenskap som gör dem idealiska för rymdkommunikation tillsammans med deras förmåga att överföra data över långa avstånd. För att kommunicera med astronauterna på månen använder ESA ett nätverk av markbaserade antenner och reläsatelliter i omloppsbana runt jorden. Antennerna på jorden sänder radiosignaler till reläsatelliterna, som sedan sänder signalerna till antennerna på basen. Detta möjliggör en effektiv kommunikation mellan ESA och Cosmic Oasis. Tidigare ESA- och NASA-projekt har använt radioteknik för samma ändamål. Även om det finns andra tekniker som utvecklas för rymdkommunikation, t.ex. laserkommunikation, kommer radiovågor att förbli den primära metoden för detta ändamål i detta projekt.
Solvindar är en ström av laddade partiklar som ständigt sänds ut från solen, och de har en betydande inverkan på månens yta och miljö. Analysen av dessa data kommer att göras med hjälp av en anordning som kallas Solar Wind Ion Reading Device (eller SWORD). Projektet kommer särskilt att inriktas på att analysera solvindsinducerad ytladdning och eventuella skadliga effekter i samband med detta. Projektet kommer att använda datorsimuleringar för att ytterligare undersöka mekanismerna bakom dessa fenomen. Resultaten av denna forskning kommer att bidra till att förbättra vår förståelse av månmiljön och ge insikter om solvindens effekter på andra luftlösa kroppar i vårt solsystem och ge insikter för konstruktionen av framtida mån- och marsianska livsmiljöer.
Dessutom innebär den hårda miljön på månen, med dess låga gravitation, extrema temperaturvariationer och brist på atmosfär och vatten, betydande utmaningar för odling av grödor. Därför kommer vi också att studera tillväxten av olika genetiskt modifierade grödor under månförhållanden och analysera deras tillväxt och avkastning jämfört med icke genetiskt modifierade grödor. Projektet kommer också att undersöka potentialen hos gentekniska metoder för att förbättra grödornas motståndskraft och anpassningsförmåga till månmiljön. Resultaten av denna forskning kan få betydande konsekvenser för framtida långsiktiga rymdutforskningsuppdrag och utvecklingen av ett hållbart jordbruk i rymden. Genom att förstå potentialen hos genetiskt modifierade grödor för månjordbruk kan vi bana väg för en mer hållbar och självförsörjande mänsklig närvaro på månen och bortom den.
Förfaranden vid nödsituationer: Astronauterna bör vara förberedda på att hantera nödsituationer som utrustningsfel, medicinska nödsituationer och evakueringar.
Psykologisk träning: Astronauter tillbringar långa perioder i isolering och fångenskap. Psykologisk träning kan hjälpa dem att hantera isoleringen, arbeta under stress och behålla en positiv attityd.
Fysisk träning: Astronauterna måste genomgå den typiska ESA-fysikträningen
Vetenskaplig utbildning: Alla sex astronauterna måste kunna använda SWORD. Utbildning i drift och underhåll skulle vara nödvändig.
För säkerhets skull skulle det också behövas utbildning i att använda fotobioreaktorn så att en konstant syretillförsel snabbt kan återställas.
Livsuppehållande system: Ett månuppdrag kräver en självförsörjande livsmiljö som stöder mänskligt liv. Astronauterna bör utbildas i att använda livsuppehållande system som återvinning av luft och vatten, livsmedelsproduktion och avfallshantering
Talaria
Talaria är en drönarmodell med lång räckvidd som drivs med solenergi. Det är en multifunktionell drönare som använder en uppsättning robotarmar för att samla in stenar och månis på långt avstånd. Drönaren fjärrstyrs från kommunikationsrummet, med direkt videoflöde.
Solkraft och långdistanskommunikation innebär att den kan tillbringa långa tidsperioder borta från basen på expeditioner. Det kylda lagringsutrymmet i dess bakre del gör att den kan återvända med målmaterial som månis.
Aegis
Aegis är en fordonsmodell med lång räckvidd som drivs av ett uppladdningsbart batteri. Batteriet kan också laddas av de monterade solpanelerna ovanpå fordonet.
Det körs av en person, men upp till tre personer kan bo i fordonet under långa perioder eftersom det har de sovplatser som krävs. Den har ett stort förråd av syre samt uttorkad mat (och utrustning för att återfukta den).
Eftersom Aegis har mänskliga passagerare som inte kommer att bära rymddräkter, är den lufttät och bepansrad för att skydda mot alla typer av intrång.
Iokheira
Iokheira är ett spaningsfordon med kort räckvidd som kan ta upp till två passagerare. Den har öppet tak och möjliggör mycket snabb kortdistansfärd. Fordonet rör sig snabbt, men rymmer inte någon större last och används för utforskning. Den kan också användas för att bära SWORD för övervakning av långa avstånd.
Talos
Talos är den raket som ska användas för att återvända till jorden. När basen har byggts upp kommer delar av Talos att 3D-printas individuellt för att konstruera en raket som i nödfall kan återvända till jorden om en astronaut hamnar i fara. Eftersom basen är självförsörjande finns det inget behov av att föra förnödenheter till basen från jorden.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 