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.
Tudor Vianus nationella högskola för datavetenskap Bukarest-Distrikt 1 Rumänien 17 6 / 2 Engelska
Programvara för 3D-design: Blender
Projekt Selene utgör en viktig milstolpe i utvecklingen av modern astronautisk teknik genom att det syftar till att etablera den första bemannade rymdbosättningen på månen. Det främsta målet med det trefasiga projektet är att skapa ett självförsörjande månhabitat med fokus på vetenskaplig forskning. Shackletonkratern vid månens sydpol har valts ut som den idealiska platsen för Moon camp, med tanke på dess rikedom på resurser, strålningstäckning, invånarnas säkerhet, livskvalitet och vetenskapliga värde.
För att skydda astronauterna från den hårda miljön på månen kommer Moon camp att byggas ovan jord med hjälp av gjuten regolit som en naturlig barriär mot mikrometeoriter och som isolering mot temperaturfluktuationer. För att ge skydd mot hög strålning omfattar projektet ett särskilt rum som förstärkts med tjockare aluminiumväggar. För att förhindra de skadliga effekterna av regoliten på både människor och utrustning kommer särskilda rymddräkter och rengöringssystem att användas.
Moon camp kommer att ge astronauterna hållbar tillgång till viktiga resurser som vatten, mat, luft och energi. Vatten kommer att utvinnas genom att utvinna vattenis från polerna och genom omvänd osmos, medan färsk mat kommer att produceras genom att kombinera hydroponik med växttillväxt i månens regolit.
Ur vårt teams perspektiv representerar ett Moon Camp en startpunkt i den moderna astronautiska utvecklingen. Det slutliga målet för Project Selene är koloniseringen av månens livsmiljö. Men för att uppnå vårt mål måste månlägret struktureras i tre huvudfaser.
På grund av höga transportkostnader och forskningsändamål kommer den första fasen av Project Selene endast att bestå av det som är absolut nödvändigt för de första bosättarna, vilka kommer att vara yrkesverksamma som ska bedriva forskning. Under denna fas kommer ingenjörer och forskare att noggrant kartlägga och inspektera månterritoriet för att säkerställa ytterligare expansion av vår Moon camp.
Steg 2 består av att bygga ut vår bas och säkerställa den övergripande utvecklingen för framtida invånare, medan steg 3 omfattar inflyttningen av kolonister från jorden. I slutet av detta skede kommer Project Selene att bli en turist- och handelsanläggning, samtidigt som det behåller sitt ursprungliga vetenskapliga syfte.
Efter att grundligt ha studerat månmiljön har vi kommit fram till att den i särklass mest lovande platsen är Shackletonkratern, som ligger vid Sydpolen. För att kunna fatta ett beslut var vi tvungna att analysera ett par avgörande faktorer som resurser, strålningstäckning, invånarnas säkerhet och livskvalitet samt vetenskaplig betydelse. Shackletonkratern har vida överträffat våra förväntningar i alla de tidigare nämnda kategorierna, vilket gör oss förväntansfulla inför vad Project Selene kan åstadkomma om det placeras här.
Kraterkanten får solljus nästan året runt, vilket ger vår Moon camp konstant solenergi. På grund av Shackletons skuggiga inre har dessutom is samlats i dess botten, vilket är avgörande. Genom elektrolys kan en vattenmolekyl separeras i syre- och vätgas. Det erhållna vätet kan användas som bränsle, medan syret är avgörande för invånarna. Dessutom skyddar väggarna mot strålning och månstoft, som båda är dödliga.
Planeringen och byggandet av månlägret kommer att vara den mest tids- och resurskrävande delen av hela Selene-projektet. Det är därför av yttersta vikt att månens infrastruktur möjliggör lokal utvinning av material och en lugn övergång till att tillverka grundläggande kvantiteter med en nästan fullständig autonomi från jorden. En av de mest oroande delarna av konstruktionen kommer att vara upprätthållandet av lufttätheten i habitaten.
En ny form av betong från den svavelrika regoliten skulle dock lätt kunna skapas, med undantag för det obligatoriska vattnet som kommer att vara en bristvara. En annan form av geotextil med skumstruktur kommer att behövas för att försegla kamrarna och skapa den lufttäta miljön. Som ett komplement till dessa material kommer gjuten regolit att användas, ett material som är slående likt gjuten basalt på jorden. Detta material erhålls genom att regolit smälts i en form som långsamt kyls ned så att en kristallin struktur bildas; en process som i hög grad underlättas av månens låga gravitation. Fördelarna med detta material är dess höga tryck- och måttliga draghållfasthet, vilket gör att byggnadsdelar kan ha så mycket som tio gånger högre tryck- och draghållfasthet än betong från jorden.
Därför kommer man i de tidiga byggnadsskedena att använda sig av jordmaterial och bygga upp infrastrukturen för att kunna gjuta regolit, ett material som är mycket motståndskraftigt mot erosion och ett idealiskt skydd mot mikrometeoriter och strålning.
Vårt månläger måste skydda astronauterna mot de många hoten i den hårda månmiljön: strålning, mikrometeoriter, höga temperaturfluktuationer och månstoft.
Genom att bygga vår bas ovan jord kommer vi att använda regolitbetong som en naturlig sköld mot mikrometeoriter. Även på grunda djup på cirka 1 m kan månbetongen absorbera de flesta kosmiska strålar samt solpartiklar med lägre energi, vilket drastiskt kommer att minska mängden material som behövs för strålskydd och därmed kostnaden för vår bosättning. För att garantera astronauternas säkerhet under händelser med hög strålning, t.ex. solstormar, kommer dock ett särskilt rum förstärkt med tjockare aluminiumväggar att ge ett mer adekvat skydd. Tack vare sina anmärkningsvärda termiska egenskaper kommer den gjutna regoliten dessutom att utgöra ett första lager av isolering som minskar den energi som krävs för att hålla temperaturen inom habitatet konstant, trots de hundratals grader stora temperaturvariationerna på utsidan.
Slutligen är regolit på grund av sin struktur, som består av mycket fina och vassa partiklar, skadlig för både människor och utrustning, men också notoriskt svår att rengöra, vilket framgår av de tidiga Apollo-uppdragen. För att uppnå minsta möjliga exponering för månstoft kommer vi att använda en kombination av system: För det första kommer särskilda rymddräkter att användas, med direkt anslutning till luftslussar, vilket minimerar astronauternas kontakt med förorenade ytor. Dessutom kommer rester att avlägsnas med hjälp av luftsug, medan luftburna partiklar fångas upp av luftfiltreringssystemet. En positiv tryckskillnad mellan bosättningsatmosfären och luftslussarna kommer också att säkerställa att så lite damm som möjligt kommer in i vår månbas. För det andra kommer alla regolitprover som samlas in att placeras i förseglade fack och analyseras med hjälp av handskboxar, vilket innebär att de aldrig kommer i kontakt med den rena luften i bosättningen.
Med den specialutrustning som krävs på grund av de höga temperaturerna kommer astronauterna att kunna avlägsna vattenis från polerna. Dessutom kommer vi att generera hälsosamt dricksvatten genom att använda omvänd osmos för att avlägsna de flesta föroreningar från vatten genom att pressa det under tryck genom ett semipermeabelt membran. Vi ska utföra denna process två gånger i veckan och samla upp det återstående vattnet i en reservoar.
Vår idé om att producera färska livsmedel på plats omfattar ett nödvändigt växthus på månen, där vi kombinerar hydroponik med odling av växter i månens regolit och på så sätt förser våra rymdfarare med de näringsämnen som de så väl behöver. Astronauterna kommer att tillföra koldioxid genom att andas och utvinna vatten till växterna från sin urin med hjälp av vattenåtervinningssystemet. När det gäller hydroponik har vi utfört ett analogt experiment i vårt fysiklaboratorium, där vi studerar effekterna av det symbiotiska förhållandet mellan baljväxter och de kvävefixerande Rhizobia-bakterierna på växtknölar, och varierat variabler som: ljusfärg och intensitet, magnetfält och Rhizobia-innehåll.
Eftersom vi har valt att placera vår bas nära kanten av Shackleton-kratern på Sydpolen kommer vi att dra nytta av permanent solljus. Sedan kommer vi att lagra solenergin i bränsleceller, som är säkrare och effektivare än vanliga batterier. Dessa kommer också att lagra extra energi för användning under månförmörkelser, vilket också undviker problemet med månförmörkelser när jorden helt blockerar solljuset.
Innan vi lämnar jorden ska vi tillverka några "förråd" med tillräckligt med syre för de första dagarna på månen. Sedan ska vi bearbeta den syrerika regoliten: en experimentellt beprövad metod är elektrolys med smält salt, som innebär att månjorden vid höga temperaturer blandas med kalciumklorid, och sedan, genom att leda ström genom blandningen, samlas syret runt anoden där det utvinns.
Vårt Moon Camp kommer att utrustas med ett särskilt avfallshanteringssystem som kan ta hand om allt avfall som genereras av astronauterna. Först kommer allt avfall att sorteras i organiskt och icke-organiskt, och det organiska avfallet kommer att återvinnas till gödningsmedel som kan användas i lägrets trädgårdar. Vidare kommer icke-organiskt avfall att brytas ned till små partiklar och placeras i förseglade behållare för lagring. För att säkerställa att avfallet inte förorenar månmiljön kommer behållarna att placeras i ett särskilt område på avstånd från lägret och dess aktiviteter. Behållarna kommer sedan att samlas in av ett robotfordon och transporteras till en förbränningsugn som är belägen i ett område där utsläppen inte kommer att skada miljön. Förbränningsugnen kommer också att vara utrustad med ett filter för att säkerställa att inga farliga ämnen släpps ut.
För att hålla kontakten med jorden och andra månbaser kommer vår bosättning att förlita sig på ett avancerat satellitkommunikationssystem. Detta system kommer att möjliggöra tvåvägskommunikation, så att vi kan skicka och ta emot meddelanden. Dessutom kommer vi att använda en kombination av kortvågsradio, högfrekvensradio, satellitkommunikation och laserkommunikation.
För långdistanskommunikation kommer lägret att använda en kombination av radio- och lasersignaler för att skicka meddelanden över månytan, medan vi för kortdistanskommunikation kommer att använda radio- och satellitsignaler för att kommunicera med andra månbaser. Besättningen kommer också att använda röststyrning inne i basen, video- och dataöverföringssystem samt datakrypteringsteknik för att garantera säker kommunikation.
Dessutom kommer systemet att byggas för att fungera i en mängd olika miljöer, inklusive extrema temperaturer, dålig sikt och långa avstånd. Slutligen kommer systemet att använda en mängd olika antenner för att säkerställa att signaler skickas och tas emot med högsta möjliga noggrannhet.
Till en början kommer syftet med vårt Moon Camp att vara rent vetenskapligt, och de analyserade ämnena kommer att delas in enligt följande: Geologi, låg gravitation och biologi; astronomi; robotik och teknik. För att maximera effektiviteten kommer vår bländande besättning att delas upp i mindre avdelningar med experter: Biologer, astronomer, ingenjörer eller miljöforskare.
För det första kommer ett av de främsta syftena med vår bas att vara att kombinera geologi och biologi, och därmed studera möjligheten att odla växter i månens regolit. Vårt växthus innehåller dock även ett hydroponiskt experiment, som kommer att tas ett steg högre genom att undersöka hur växter utvecklas i den låga gravitationsmiljön på månen, jämfört med våra kontrollpartier på jorden, vilket förklaras i avsnittet om livsmedel.
Det säger sig självt att byggandet av ett månhabitat direkt innebär att man studerar den astronomiska aspekten. Därför strävar vi efter att grundligt förklara månens ursprung och utveckling och att utnyttja den till dess fulla potential.
Som den första permanenta mänskliga bosättningen på månen kommer ett av dess viktigaste mål att vara att bana väg för mänsklighetens kolonisering av andra planeter i vårt solsystem, genom att tillhandahålla en exakt testbädd för ny teknik som syftar till utforskning och bosättning av nya världar. Dessutom är utvecklingen av robotsystem som är anpassade till månmiljön avgörande, eftersom högpresterande rovers är absolut nödvändiga när det gäller transport på månen.
Sammanfattningsvis kommer vårt motiverade team att komma med banbrytande månupptäckter inom olika områden, eftersom vi utan tvekan kommer att genomföra ett ökande antal forskningsprogram inom ett brett spektrum av vetenskapliga ämnen, av vilka vissa inte har undersökts tidigare. Vi planerar till exempel att ytterligare studera andra viktiga ämnen (fysik, biokemi, ekologi eller zoologi) eller till och med immunologi (bedöma överförbarheten av COVID-19 på månen).
För att säkerställa besättningens kapacitet kommer det att krävas många tester och fördjupande program som kommer att förbereda forskare för att upprätthålla den första basen någonsin på en måne. Förberedelserna kommer alltså att likna ISS-träningen med fokus på autonom kontroll utan behov av att kommunicera med jorden.
Det kommer att finnas utbildning på plats med uppdragssimuleringar som förbereder besättningen för de svårigheter som sannolikt kommer att uppstå. Deltagarna kommer också att få lära sig att hantera månbasresurser och att utveckla och dela situationsmedvetenhet i en komplex uppdragsmiljö.
Dessutom skall kurser i att utveckla bättre färdigheter för aktivt lärande, kommunikationsprotokoll och hur man paketerar comm-loop-anrop läggas till i schemat. Därför skulle det också finnas ett behov av att diskutera Gateway-relaterade operationer, inklusive ett nödvändigt teleoperationselement och ett referensuppdrag för landningsplatser och traverser på månytan.
Dessutom kommer teamet att behöva bekanta sig med den extravehikulära mobilitetsenheten för astronauter. Dessutom kommer det att göras en simulering där den operativa arkitekturen integrerar vetenskap och roververksamhet i ett kontrollrum som ska vänja besättningen vid fjärrstyrning av rovrarna på plats.
Därför kommer vår besättning att behöva delta i ett skräddarsytt program på 3 veckor för att helt vänja dem vid hur Selene kommer att drivas och byggas.
För att effektivt kunna utforska de stora ytorna på månen kommer månlägret att förfoga över flera olika typer av fordon. Det kommer att finnas två typer av autonoma rovers: en som är utformad för utvinning och transport av vattenis och en som används för att utforska ny terräng. För långdistansuppdrag kommer astronauterna också att använda sig av ett bemannat fordon. Detta måste vara utrustat med en trycksatt modul som kan rymma upp till tre personer och vara helt självförsörjande i flera dagar åt gången.
När det gäller resan till och från jorden kommer den att ske i två steg: Först lämnar astronauterna jorden på en raket som tar dem till månens omloppsbana. Sedan kommer kapseln att möta NASA:s månportal, där besättningen kommer att gå ombord på en landare för att komma till månens yta.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 