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: Boscosmos

Publiczne Salezjańskie Liceum Ogólnokształcące  Kraków    Polen 17-18 år Mycket berömd design - ESA:s medlemsstater och Kanada

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

[42]

Beskriv ditt Moon Camp-projekt.

Vårt projekt uppstod i kölvattnet av samarbetet mellan fem fantasifulla och energiska vänner: Magdalena, Szymon, Jakub, Albert och Krzysztof. Vi har varit intresserade av astronomi i evigheter, och därför blev vi helt enkelt förtjusta över möjligheten att utforma vår egen månbas. Uppgiften krävde tre månader av både hårt och fruktbart arbete. Vi ville att vårt projekt skulle vara så exakt som möjligt och potentiellt användbart för rymdorganisationen, och därför tog vi hjälp av experter - vår mentor, en astrofysiker från den polska vetenskapsakademin och hans kollega som specialiserat sig på tunnelkonstruktion. Vi bestämde oss för att bygga ett komplex i två våningar i kanten av Shackletonkratern, nära månens sydpol. Vårt projekt kännetecknas av minimalism och användbarhet, men samtidigt läggs vikt vid astronauternas komfort, både fysiskt och mentalt. I fortsatta delar av denna rapport vill vi klargöra många frågor och visa våra val.

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Med hänsyn till många faktorer blev Shackleton Crater vårt val av plats. Vi bestämde oss för att bygga ett komplex i två våningar i den yttre sluttningen av kraterkanten. Vårt beslut är helt motiverat och har många fördelar. För det första är Shackletonkraterns kant nästan ständigt solbelyst, vilket är gynnsamt för utveckling av solcellsanläggningar, som skulle vara en stor energikälla. Dessutom är temperaturen på topparna mild jämfört med andra platser på månen. För det andra är den belägen på månens sydpol, som sannolikt har loder av månvatten. Själva kratern misstänks också innehålla spår av vatten på botten. Det skulle avsevärt underlätta en anskaffning av denna mycket nödvändiga förening. För det tredje skulle basen på grund av den underjordiska konstruktionen och täckningen av månjord vara mindre utsatt för hot, som meteorer eller rymdstrålning.

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

Vi kommer att bygga tunneln i fälgen med den ny-österrikiska metoden. Den är mycket effektiv, utan att ta för mycket material och tid i anspråk. En annan fördel är att man på bästa sätt utnyttjar den geologiska styrka som finns i de omgivande stenarna och stabiliserar tunneln. Byggnadsetapperna innebär att man placerar sprängladdningar i utvalda förberedda skåror, spränger berg, tar bort skräp och förstärker tunneln. Det är mycket viktigt att skydda utrustningen från måndamm som flyger upp när man spränger stenar. Dessutom kommer vi att använda månens regolit vid 3D-utskrift. På så sätt kommer vi att kunna tillverka nödvändiga delar av basen på månen. Energin från solpaneler skulle vara en lämplig kraftkälla för detta arbete. Den sista delen av arbetet går ut på att placera alla viktiga installationer och utrustning i den tvåvåningsbasen. Vi skulle kunna använda raketskal som en strukturell grund i tunneln.

Vatten
Livsmedel
Elektricitet
Luft

Vatten skulle utvinnas från kraterns botten med hjälp av två specialiserade robotar från NASA, RASSORs. Dessa RC-grävmaskiner, som styrs av astronauter, skulle samla in regolit som innehåller vattenkristaller. Därefter skulle den transporteras till basen och genomgå den termiska behandling som beskrivs i NASA:s RESOLVE-projekt. Därefter skulle en del av vattnet mineraliseras för konsumtion. Det skulle sedan samlas in i lufttäta och mörka behållare i en temperatur på 2 °C-12 °C för att förhindra att det förstörs. Med denna process, med maximal omvandlingseffektivitet och en vattenkoncentration på 3% i regoliten, skulle man kunna täcka människans månatliga behov på cirka 7,65 timmar under 15 dagar.

I vårt projekt ingår att bygga ett växthus på månen för att utveckla självförsörjning. Enligt projektet från Arizona Universitys forskargrupp som leds av prof. Giacomelli skulle det generera 50% kalorier för hela besättningen. Tanken är att odla växter i ett rum som är avskilt av en plastskärm. Systemet innehåller natriumdamplampor och kuvert för fröna, vilket gör att man helt kan undvika att använda jord för att odla växterna. Resten av den nödvändiga maten skulle tillhandahållas av kött som odlas in vitro i vårt laboratorium. Detta skulle göra det möjligt för astronauterna att få en balanserad kost på månen.

För att tillhandahålla el i basen kommer vi att använda solcellsanläggningar på kraterkanten och regolit. Genom att bearbeta regolit kan vi lagra värmeenergi i den, som sedan med minimal förlust kan levereras till en Stirlingmotor genom ett uppvärmt rör med en ledande vätska. Detta system och solcellspaneler kommer att kunna producera 122 kW energi varje dag.

För att ge luft kommer vi att använda metalysis. Den består av att tillsätta kalciumklorid (CaCl2) till regolit, värma upp det till 950 °C och använda elektricitet. Då får vi metalllegeringar och syre. För att rena syret kommer vi att använda filter som vi måste transportera från jorden. Med hjälp av fyra ton månsten kan vi producera 1,4 ton syre. Forskarna beräknar att fyra reaktorer skulle kunna generera ett ton syre per år, vilket ger oss cirka 83 kilo klart syre per månad. En RASSOR-enhet kommer att behöva vara i drift ytterligare 3 timmar per månad.

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.

Miljöförhållandena på den plats som vi har valt är ganska bra jämfört med andra delar av månen, men fortfarande mycket ogynnsamma för människor. De största problemen är låg temperatur, rymdstrålning och risken att träffas av en meteorit. Större delen av vår bas är gömd i kraterns yttre sluttning som är täckt av ett tjockt lager av månens regolit. Det ger en bra sköld mot meteoriter och strålning. Det är också, tack vare månstens motståndskraft mot värmeledning, en utmärkt värmeisolering. Den del av basen som ligger utanför sluttningen har ett lika bra skydd - väggar av aluminium, stål och MLI.

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

Människor har genom miljontals år av evolution blivit konditionerade till en 24-timmarscykel. I basen på månen är situationen helt annorlunda. Solen är alltid uppe, så astronauterna måste anpassa sig till dessa förhållanden och göra upp en plan som innehåller tid för sömn, forskning, träning och vissa måltider. Besättningen väcks efter åtta timmars sömn av ett alarm varje morgon. Därefter duschar de i badrummet. Sedan klär astronauterna på sig och träffas i matsalen för att äta frukost. Den består av mat som serveras i plastpåsar, grönsaker och drycker som konsumeras försiktigt med ett sugrör. Därefter, exakt en och en halv timme efter morgonsamtalet, sätter sig astronauterna ner för att utföra dagens uppgifter. Varje astronaut har sina egna uppgifter, som att göra observationer av objekt på himlen, utföra experiment för att ta reda på hur människokroppen fungerar på den andra planeten, utvinna råvaror som månregolit med fruset vatten. Det är också en bra tid att göra forskning för att förstå månens berggrundgeologi. Det finns särskilda rum som är avsedda för dessa aktiviteter. Därefter finns det en timme avsatt för lunch och avkoppling. En annan daglig rutin är motion: två timmars motion varje dag bidrar till att hålla musklerna i form. Astronauterna måste också avsätta tid för arbeten som inte kan planeras, t.ex. för att reparera trasiga apparater och bevara den utrustning som används utanför basen. Kommunikationen i nödsituationer inom stationen kommer att vara mycket funktionell tack vare det särskilda system med högtalare som finns runtom på basen. Deras huvuduppgift är att återge naturliga ljud som vi kan höra på jorden. Tack vare detta kommer astronauterna att kunna behålla sin mentala hälsa. Det kommer också att skapas en särskild server. Den kommer att ge människorna på basen möjlighet att ansluta sig till jorden med hjälp av satellitkommunikation och delta i föreläsningar eller konferenser. Astronauterna har vanligtvis två timmar per dag på sig för att lämna rapporter till ledningen på jorden, kontakta sina släktingar eller delta i ett samtal med hjälp av detta system. När dagen är på väg att ta slut, alltså ett dussin timmar efter att de vaknat, äter besättningen sin sista middag. Innan astronauterna går till sängs har de en timmes fritid. De kan skicka några e-postmeddelanden och meddelanden till sina familjer, titta på några filmer eller bara tillbringa tid tillsammans med att spela spel.



← Alla projekt