moon_camp

Moon Camp Pioneers-galleri 2019-2020

I Moon Camp Pioneers ska varje lag 3D-designa ett komplett Moon Camp med hjälp av Fusion 360. De måste också förklara hur de kommer att använda lokala resurser, skydda astronauterna från farorna i rymden och beskriva bostads- och arbetsutrymmena.

Team: Moonwalkers

Collège Champittet  Pully    Schweiz 15-16 år

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

[42]

Beskriv ditt Moon Camp-projekt.

Syftet med vårt månläger är att tillhandahålla den mest effektiva, praktiska och säkra miljön för 2-4 astronauter att bo i under en längre tid.

Vi valde ett läger bestående av två bostadsområden, tre underjordiska moduler (för lagring av resurser/vatten och växthus), ett kommunikationscenter, ett underjordiskt laboratorium, en anläggning för fusion av vattenfilter, ett kärnkraftsbatteri (placerat på ett säkert avstånd från resten av lägret) och ett solcellsfält.

Pendling mellan olika moduler skulle ske genom utomhustunnlar, vilket ger ett säkert och effektivt sätt att ansluta. Luftslussar kommer också att garantera säkerheten mellan alla utrymmen.

Lägrets struktur skulle bestå av varje modul som är sammankopplad med tunnlar, var och en av dem cirka 5-10 meter lång, för att se till att alla moduler är säkert isolerade från fara vid en katastrofal händelse.

Lägret tillhandahåller alla nödvändiga förnödenheter genom systematiska faciliteter.

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Efter grundlig forskning valde vi de höga bergen på kanten av stora kratrar på månens poler utifrån våra kriterier för platsen (temperaturer, vattentillgång, materialtillgång, potential att fånga solenergi och vetenskapligt intresse).

För det första innehåller månens poler värdefull is, vilket är unikt för polerna och vetenskapligt värdefullt. Dessutom skulle den, efter att ha blivit föremål för experiment på månen, förhoppningsvis vara drickbar tack vare vår anläggning för fusionsfilter. Dessutom kan vatten genom elektrolys separeras till väte och syre för bränsle och livsuppehållande åtgärder.

Den andra viktiga resursen är solljuset, som skulle vara praktiskt taget oändligt tack vare den höga positionen och månens poler, vilket innebär att våra solpaneler ständigt skulle samla in energi.

Slutligen har månens poler en mer konstant temperatur, i motsats till resten av månens yta med extrema temperaturvariationer, vilket innebär att astronautens anpassning till den nya miljön skulle bli mycket lättare, liksom underhållet av utrustningen.

Hur planerar du att bygga ditt Moon Camp? Beskriv vilka tekniker och material du kommer att använda.

För de yttre byggnaderna (geodetiska kupoler, tunnlar och andra byggnader) kommer vi att använda ett 3D-utskriftskoncept där månjord används som huvudkomponent för byggnadsmaterialet. Maskinen kommer att bestå av en robotarm som skriver ut en geopolymerbetongblandning som kallas "Lunarcrete" och som huvudsakligen består av månregolit som kommer att grävas upp med hjälp av LEB (Lunar Excavation Blade). Den unika blandningen av kiseldioxid och järnhaltiga mineraler i månjord kan också smältas till en glasliknande fast substans med hjälp av mikrovågor.

För de underjordiska byggnaderna, t.ex. förråd och växthus, kommer astronauterna att använda LEB som kan gräva stora hål, som senare kommer att avslutas med 3D-utskriftsrobotarmen för att bygga väggarna. Mångrävningsbladet kan också användas för att rensa upp och terraforma marken runt basen för andra byggprojekt, till exempel ett landningsområde och ett solcellsfält.

Vatten
Livsmedel
Elektricitet
Luft

Tack vare basens praktiska placering på månens poler, som innehåller 600 miljoner ton nästan ren is, kan den vara den viktigaste vattenkällan. Den fusionsfilteranläggning som ligger i utkanten av vår bas kommer att ta emot den utgrävda isen och göra den drickbar (genom flera fysiska och kemiska processer), vilket ger astronauterna tillgång till en mycket stor mängd av denna livsviktiga resurs som inte bara kan användas för att dricka utan även för andra hygieniska uppgifter som dusch och toalett.

Den huvudsakliga livsmedelskällan för de första astronauterna på basen kommer att vara den mat som tas med från jorden, i konserverad och dehydrerad form. För de första astronauterna bör den mat som tas med under den första resan räcka tills maten kan börja produceras i växthuset (en särskild underjordisk modul). Växthuset kommer inte bara att producera livsnödvändigt syre, utan det kommer också att kunna odla livsmedel som potatis, tomater, rödbetor osv. Senare kan växthuset utökas för att producera fler varor beroende på antalet astronauter som är närvarande eller lagringskapaciteten.

Först kommer det att finnas solpaneler som kommer att vara mycket effektiva vid månens poler på grund av den höga och konstanta mängden solljus som finns där. Två batterier som placeras bredvid solpanelerna kommer att lagra den energi som samlas in.
Sedan kommer det att finnas ett kärnvapenbatteri på ett säkert avstånd från huvudbasen. Helium-3 finns i riklig mängd i månens jord (där det har genererats under miljarder år av solvinden) och är en viktig ingrediens i en livskraftig fusionsreaktor. Det lämnar inget strålningsavfall efter sig och har ett högt energiutbyte per kilogram.

Det syre som astronauterna behöver för att andas kommer till en början att användas i form av ett artificiellt livsuppehållande system, som kommer att förse dem med tillräckligt med syre tills växthuset är tillräckligt funktionellt för att producera syre och bli den huvudsakliga källan. Växthuset kommer att innehålla ett särskilt område för syreproducerande växter som arekapalm, neemträd och Sansevieria Trifasciata Zeylanica (ormväxt).
Månjorden innehåller 40-45% syre i massa, vilket innebär att den kan värmas upp till 2 500 Kelvin med hjälp av solenergi och frigöra mineraler för att generera 100 gram syre som kan andas för varje kilo jord.

Hur planerar du att bygga ditt Moon Camp? Vilka material skulle du använda?

[54]

Miljön på månen är mycket farlig för astronauterna. Förklara hur ert månläger kommer att skydda dem.

Efter att alla vitala resurser tidigare täckts av våra anläggningar och specialiserade moduler är de viktigaste återstående hoten strålning, meteoriter och temperatur.

De geodetiska kupolformade modulerna är utformade för att sprida ut och minimera eventuella stötar och den genomsnittliga tjockleken på de styva väggarna ligger runt 0,5 meter, vilket är tillräckligt för att skydda mot små asteroider och solstrålning samt isolera mot de kalla måntemperaturerna. Runt månens poler finns också många lavatunnlar som för länge sedan bildades av basaltisk lava som flödade på månen. De kan vara så breda som 300 meter och har en stabil temperatur på -20 °C. Dessa lavatunnlar kan användas vid en framtida utbyggnad av månbasen eller som ett sekundärt alternativ om den första platsen skadas eller helt enkelt inte kan fungera.

Beskriv en dag på månen för din astronautbesättning på Moon Camp.

För att hålla sig friska måste astronauterna hålla ett regelbundet sömnschema, få 8-9 timmars sömn och vara vakna i 16 timmar åt gången.

Efter att ha vaknat ska astronauterna äta i ett av bostadsrummen och få en genomgång av dagen. De måste träna minst två timmar om dagen för att bibehålla starka muskler och ben, eftersom månens svaga gravitation kan få negativa effekter när de återvänder till jorden.

Astronauterna skulle dock till en början ägna sig helt och hållet åt att bygga lägret. Astronauterna skulle först gräva upp månjord/regolit i stora mängder med hjälp av Lunar Excavation Blade (LEB) och sedan gå igenom de kemiska förfarandena för att testa dess egenskaper och omvandla den till användbar "Lunarcrete" för att bygga basen med 3D-utskriftsrobotarmen.

Efter lägret skulle astronautens dag huvudsakligen bestå av forskning och experiment. De skulle antingen arbeta i grupp eller forska individuellt, beroende på deras oberoende expertis och villkoren eller kraven för själva experimentet.

En astronaut skulle till exempel kunna fokusera på de fysiologiska effekterna på människor och växter av att leva i rymden, genom att testa och experimentera på astronauter och i växthuset vid olika tider på dygnet. En annan astronaut skulle kunna forska om själva månen, utforska och analysera miljön (landskap, meteoriter, polaris) och experimentera med månjord/regolit i laboratorieanläggningen. Ytterligare en astronaut skulle vara helt och hållet engagerad i lägrets välbefinnande. Han/hon skulle övervaka funktionaliteten och olika mekanismer i lägret, t.ex. solpaneler, kärnkraftsbatterier, växthus, lagringsanläggning, kommunikationsanläggning osv. Om endast två astronauter skulle vara närvarande skulle de båda regelbundet övervaka basens funktion och komponenter.

Det är nödvändigt att ständigt kontrollera lägrets tillstånd på grund av dess storlek, komplexitet och betydelse. I slutet av dagen och under den sista måltiden träffades alla astronauter i bostadsområdet för att diskutera. De måste också göra en sista kontroll av hela lägret innan de går till sängs.

Den 16 timmar långa "vakna perioden" består i huvudsak av tre måltider under vilka astronauterna måste träffas, två timmars fysisk konditionering, forskning och experimenterande samt ett konstant underhåll av månbasen.



← Alla projekt